一种共面波导型表面贴滤波器s参数测量方法研究

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1、一种共面波导型表面贴滤波器S参数测量方法研究1,221黄辉刘欣萌吕昕12（北京理工大学，北京100081）（中国计量科学研究院，北京100013）huanghui@nim.ac.cn摘要：本文通过建立微波S参数片上测量系统，实现对一种共面波导型表面贴滤波器S参数的测量。文章首先对微波S参数片上测量系统的结构进行了研究，并对其误差模型进行了分析。利用矢量网络分析仪、探针台、标准阻抗基片建立了微波S参数片上测量系统，实现对一种3×3mm封装的共面波导型表面贴滤波器在DC-3GHz频段内的S参数测量。该测量系统的建立以及测量方法的实现对表面贴器件的设计和性

2、能分析具有很好的指导意义。关键词：微波S参数，片上测量，共面波导，滤波器，探针台ResearchonMethodMeasuringScatteringParametersoftheCoplanarWaveguideSurfaceMountedFilter1221HuangHuiLiuXinmengLvXin1（BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China）2（NationalInstituteofMetrology,Beijing100013,China）Abstract:Inthispaper,a

3、non-wafermicrowavescattering(S)parametersmeasuringsystemisbased,thissystemmayimplementmeasuringtheSparametersofthecoplanarwaveguide(CPW)surfacemounted(SMD)Filter.Thispaperfirstlyresearchestheconfigurationoftheon-waferS-measuringsystem,andthenanalyzesits’errormodel.Thebasedmeasu

4、ringsystemiscomposedofvectornetworkanalyzer,impedancestandardsubstrate,probestation.ThemeasuringsystemisusetomeasuretheSparametersofthe3×3mmCPWSMDFilter,whichfrequencyisfromDCto3GHz.Therealizationofthemeasuringsystemandmethodhasgreatbenefittotheanalyzingperformanceanddesignofth

5、eSMD.Keywords:Microwavescatteringparameters;On-wafer;Coplanarwaveguide;Filter;Probestation;1引言近年来，现代的各种军用、民用电子装备对高集成度、高频率、低功耗等要求越来越高，因此器件的设计大量采用了表面贴技术，随之而来的是首先要解决这些表面贴器件S参数的测量问题。由于表面贴器件结构、型式、尺寸多种多样，如果以购买成套商用探针台及标准阻抗基片来开展测量，成本将非常高，因此必须研究探针台与标准阻抗基片的结构和设计技术，分析其参数模型，并从根本上掌握表面贴器件S参数

6、的测量原理，建立相应的测量系统，实现测量。2片上测量方法片上测量系统通常由矢量网络分析仪、微波探针图1片上测量原理图台、标准阻抗基片等组成，测量原理类似于同轴器件从片上测量系统的组成和结构可以知道，片上测的测量，如图1所示。量系统的系统误差和同轴系统一样，包括反射和传输通道上的频率响应误差、方向性误差、源失配、负载1403失配和串扰等误差，如图2所示。2.2OSLT校准有了双向12项误差模型，可以通过对标准阻抗基片中的开路、短路、负载、传输标准的测量，得到双向12项误差，完成对片上测量系统的校准。校准步骤如下：(1)分别在端口1、2测量标准开路、短路

7、、负载，求出ee11(ee)1011e'e'11(e'e')23320033，。e(2)在端口1、2同时连接负载，测量传输，得到30e'图2系统误差03。(3)最后将端口1、2直连或用已知长度的传输标准由于系统误差的存在，因此在使用之前必须对其连接，得到：进行自校准。所谓自校准，就是首先要建立一个有关'S11M−e00(e'e')=S22M−e33(ee)=1032Se−∆e=S(−−ee)(1e)2301Se''−∆系统误差的数学模型，然后测量一些已知特性的被测11Me112221M30112221Me11'e'=S22(21M−−ee03)(1'

8、11e'33)。件（也称校准标准），来确定误差模型中各个误差项的系统误差项求出后，修正被测器件的测量结果，具