网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法及系统、设备、介质与流程

本发明涉及线路阻抗计算，特别地，涉及一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。

背景技术：

1、随着通讯行业的快速发展，信号传输速度越来越快，工作频率和传输质量要求越来越高，同时高速传输结构的种类和特征越来越多。在一些特殊的pcb板以及其他载体传输特征阻抗结构中，将原有的大金属屏蔽层结构变成了网状屏蔽结构。在高频信号传输中，信号层(即导线层)与地层(即屏蔽层)之间通过高频信号电磁辐射传输，根据经典的特征阻抗线传输和tdr(时域反射法)测量规律，从信号线发射一个高频信号，信号不仅在导线上向前传输，而且会辐射到地平面，通过地平面接收的感应信号返回到测量端(测量与发射端共端口)，通过发射信号和反射信号的电平强度来计算出线路阻抗值，一般反射率用ρ＝vreflected/vincident表示，测量阻抗z＝zref*(1+ρ)/(1-ρ)来进行衡量，其中，ρ为信号反射率，vreflected反射接收信号的电平强度，vincident表示发射信号的电平强度，zref表示标准的参考电阻，一般为50ohm。而对于大金属屏蔽层结构，在大铜面上的信号反射，反射路径与传输线缆长度一致，反射信号强度损失主要来源于介质损失和导体表面损失，因此，采用上述的线路阻抗值计算方法可以很好地适用于大金属屏蔽层结构。

2、但是，对于网状屏蔽结构而言，在有空洞的网格屏蔽层接收反射信号后，受到电磁信号线分布，在局部空间呈现均匀分布，即dφ在单个方形区域(a+b尺寸的方格大小，a表示网格屏蔽层的导体宽度，b表示网格屏蔽层中导体之间的间距)内趋向于均匀分布，因此，信号传输到屏蔽层时，一部分被屏蔽层接收并返回，而另外一部分则通过网洞辐射出去并逸散掉，从而导致返回信号强度发生变化，从而影响阻抗值的计算。因此，现有的线路阻抗值计算方法不适用于网格屏蔽结构。

技术实现思路

1、本发明提供了一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有的线路阻抗值计算方法不适用于网格屏蔽结构的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，包括以下内容：

3、获取网格屏蔽层的导体宽度和间距，计算得到网格屏蔽层的信号逸散量相对于电地层信号传输量的逸散比例；

4、获取电介质层的介厚参数，将网格屏蔽层的信号逸散等效为介厚增加，基于逸散比例和介厚参数计算得到等效介厚；

5、获取阻抗线与网格屏蔽层水平边之间的夹角、电介质层的介电常数，基于时间等效原则计算得到等效介电常数；

6、获取阻抗线的线宽、铜厚，并结合等效介厚、等效介电常数和经典特征阻抗计算公式计算得到线路阻抗。

7、进一步地，基于以下公式计算得到逸散比例：

8、

9、其中，η表示逸散比例，a和b分别表示网格屏蔽层的导体宽度和间距。

10、进一步地，基于以下公式计算得到等效介厚：

11、

12、其中，h′表示等效介厚，h表示电介质层的介厚参数，η表示逸散比例。

13、进一步地，基于时间等效原则计算得到等效介电常数的过程具体为：

14、在单个网格中，电信号的实际传输时间为t＝(1+cosθ+sinθ)l/v，c表示光速，εr表示电介质层的介电常数，θ表示阻抗线与网格屏蔽层水平边之间的夹角，l表示单个网格的斜边长度，根据时间等效原则，假设还是传输2l长度，则ε′r表示等效介电常数，从而

15、进一步地，基于以下公式计算网格屏蔽结构的线路阻抗：

16、

17、其中，z1表示线路阻抗，εr表示电介质层的介电常数，a和b分别表示网格屏蔽层的导体宽度和间距，θ表示阻抗线与网格屏蔽层水平边之间的夹角，w和t分别表示阻抗线的线宽和铜厚。

18、进一步地，网格屏蔽层在宽度方向上相对于阻抗线为无限宽幅；或者，网格屏蔽层在宽度方向上比阻抗线单边大3mm以上。

19、另外，本发明还提供一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算系统，包括：

20、第一计算模块，用于获取网格屏蔽层的导体宽度和间距，计算得到网格屏蔽层的信号逸散量相对于电地层信号传输量的逸散比例；

21、第二计算模块，用于获取电介质层的介厚参数，将网格屏蔽层的信号逸散等效为介厚增加，基于逸散比例和介厚参数计算得到等效介厚；

22、第三计算模块，获取阻抗线与网格屏蔽层水平边之间的夹角、电介质层的介电常数，基于时间等效原则计算得到等效介电常数；

23、第四计算模块，用于获取阻抗线的线宽、铜厚，并结合等效介厚、等效介电常数和经典特征阻抗计算公式计算得到线路阻抗。

24、进一步地，所述第四计算模块基于以下公式计算网格屏蔽结构的线路阻抗：

25、

26、其中，z1表示线路阻抗，εr表示电介质层的介电常数，a和b分别表示网格屏蔽层的导体宽度和间距，θ表示阻抗线与网格屏蔽层水平边之间的夹角，w和t分别表示阻抗线的线宽和铜厚。

27、另外，本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。

28、另外，本发明还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储进行网格屏蔽结构的线路阻抗计算的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

29、本发明具有以下效果：

30、本发明的网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，考虑到信号传输到网格屏蔽层后，一部分信号被网格屏蔽层接收并返回，而另外一部分通过网格屏蔽层的网洞辐射出去并逸散掉，从而导致返回信号强度会发生变化，从而影响阻抗值计算的精度。因此，本发明先基于网格屏蔽层的导体宽度和间距计算得到网格屏蔽层的信号逸散量相对于电地层信号传输量的逸散比例，然后将网格屏蔽层的信号逸散等价为电介质层的介厚增加，从而基于逸散比例和介厚参数计算得到等效介厚，再基于电地层回路网络传输时间等效原则计算得到网格屏蔽结构相比于大铜面屏蔽层的等效介电常数，最后，结合阻抗线的线宽、铜厚、等效介厚、等效介电常数和大铜面屏蔽层的经典特征阻抗计算公式计算得到网格屏蔽结构的线路阻抗。本发明首次提出了网格屏蔽结构线路阻抗的计算理论和计算模型，考虑到了网格屏蔽层的逸散效应对于阻抗计算的影响，通过将网格屏蔽层的信号逸散等效为介厚增加，同时基于时间等效原则计算出网格屏蔽结构相比于大铜面屏蔽层的等效介电常数，大大提升了网格屏蔽结构的线路阻抗计算精准度，可以很好地适用于网格屏蔽结构的阻抗线设计。

31、另外，本发明的网格屏蔽结构的线路阻抗计算系统、电子设备、计算机可读取的存储介质同样具有上述优点。

32、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，其特征在于，包括以下内容：

2.如权利要求1所述的网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，其特征在于，基于以下公式计算得到逸散比例：

3.如权利要求1所述的网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，其特征在于，基于以下公式计算得到等效介厚：

4.如权利要求1所述的网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，其特征在于，基于时间等效原则计算得到等效介电常数的过程具体为：

5.如权利要求1所述的网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，其特征在于，基于以下公式计算网格屏蔽结构的线路阻抗：

6.如权利要求1所述的网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法，其特征在于，网格屏蔽层在宽度方向上相对于阻抗线为无限宽幅；或者，网格屏蔽层在宽度方向上比阻抗线单边大3mm以上。

7.一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算系统，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的网格屏蔽结构的线路阻抗计算系统，其特征在于，所述第四计算模块基于以下公式计算网格屏蔽结构的线路阻抗：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如权利要求1所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读取的存储介质，用于存储进行网格屏蔽结构的线路阻抗计算的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在计算机上运行时执行如权利要求1所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种网格屏蔽结构的线路阻抗计算方法及系统、设备、介质，其先基于网格屏蔽层的导体宽度和间距计算得到网格屏蔽层的信号逸散量相对于电地层信号传输量的逸散比例，然后将网格屏蔽层的信号逸散等价为电介质层的介厚增加，基于逸散比例和介厚参数计算得到等效介厚，再基于电地层回路网络传输时间等效原则计算得到网格屏蔽结构相比于大铜面屏蔽层的等效介电常数，最后结合线宽、铜厚、等效介厚、等效介电常数和大铜面屏蔽层的经典特征阻抗计算公式计算得到网格屏蔽结构的线路阻抗，首次提出了网格屏蔽结构线路阻抗的计算理论和计算模型，大大提升了网格屏蔽结构的线路阻抗计算精准度，可以很好地适用于网格屏蔽结构的阻抗线设计。

技术研发人员：贺梓修,范红
受保护的技术使用者：奥士康科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12