一种射频延迟线及其测试方法与流程

本发明涉及电子信息领域，尤其涉及一种射频延迟线及其测试方法。

背景技术：

蛇形延时线的结构一般有微带线、共面波导和带状线。在共面结构中，线间是相互隔离的，从而会降低相互之间的串扰，这是共面波导的一大优点；另一优点则是线宽大小的选择具有弹性。当然共面线也有缺点，因为电流集中在边缘，从而使插入损耗较高。另外则是模式的问题，由于线的拐弯、弯曲或中心线的不对称可能产生奇模效应。带状线是唯一没有模式色散的平面传输线，它的优点如下：一是因为带状线两面均是介电特性确定的介质，电磁场较好控制；二是有效介电常数比其他结构都大，单位长度的延迟量更大。总的来说，其优点主要是延时时间长、色散小，但最大缺点是制造相较其他结构困难。而微带线结构是一个半开放结构，为减小相邻两线的耦合，就不得不增大线间距，这势必造成较小的延迟量。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过一种射频延迟线及其测试方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种射频延迟线，该延迟线为蛇形延时线，所述蛇形延时线由微带线以曲折结构排布构成，其中，所述蛇形延时线的延时单元长度为l，所述蛇形延时线的线间距为s。

本发明还公开了一种射频延迟线测试方法，该方法包括：

s101、建模设计：建立射频延迟线的传输线模型；

s102、阻抗计算：利用polarsi9000计算射频延迟线阻抗；

s103、eda仿真：对整段射频延迟线以及分段建模延迟线进行相关指标的确认与校正。

特别地，所述步骤s101包括：对传输线分段数确定：一、时域状态下，每段延迟大约等于时域状态下信号上升时间的1/10，

时域仿真时，传输线分布lc参数分段数由下式决定：

二、频域状态下，每段延迟大约等于最大相关频率相对应波长的1/10，

频域仿真时，传输线分布lc参数分段数由下式决定：

特别地，所述步骤s103具体包括：对整段射频延迟线以及分段建模延迟线进行相关指标的确认与校正：

频率范围：确认射频延迟线的频率是否在9ghz-13ghz范围；

通带反射：该项指标包括回波损耗和驻波比，确认在9ghz-13ghz范围内通带驻波是否不大于1.5；

对于通道插损：确认在9ghz-13ghz范围内通道插损是否不大于1.7db；

群时延：确认在9ghz-13ghz范围内延时量是否不大于780ps；

线性相位：确认在9ghz-13ghz范围内线性相位是否不大于±0.25o；

根据射频延迟线的传输线模型进行计算仿真，对比整段延迟线仿真，查看延迟量差异。

本发明提出的射频延迟线及其测试方法通过仿真与计算，对比射频延迟线的延迟量，提高了精度；确认微带线的蛇形绕线平行间距、耦合距离和蛇形绕线的鼓包数量，利用仿真工具查看能否将平面谐振点移出通带频率范围内以及对延迟量的影响因素。本发明实现了对延迟线的结构设计、理论分析、延迟线设计指标确认以及利用仿真工具对其进行建模校对确认。当信号作用在线性系统和线性网格时，在整个系统完全匹配情况下，使用本发明可使群时延尽量色散小、通带损耗低、通带反射小、时间常数稳定。

附图说明

图1a和图1b为本发明实施例提供的射频延迟线结构示意图；

图2为本发明实施例提供的射频延迟线测试方法流程图；

图3为本发明实施例提供的传输线模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。

如图1a和图1b所示，本实施例中射频延迟线为蛇形延时线，所述蛇形延时线由微带线以曲折结构排布构成，其中，所述蛇形延时线的延时单元长度为l，所述蛇形延时线的线间距为s。

如图2所示，本实施例还公开了一种射频延迟线测试方法，该方法包括：建模设计：建立上述射频延迟线的传输线模型，在建立传输线模型时，缩放传输线模型的正确方法是级联足够多的小的lc段，直到总长度达到要求，之后利用lc参数计算延时量，如图3所示，图中lδz指δz传输线微元模型中等效的电感；cδz指δz传输线微元模型中等效的电容：

对传输线分段数确定：一、时域状态下，每段延迟大约等于时域状态下信号上升时间的1/10，

时域仿真时，传输线分布lc参数分段数由下式决定：

二、频域状态下，每段延迟大约等于最大相关频率相对应波长的1/10，

频域仿真时，传输线分布lc参数分段数由下式决定：

需要说明的是，上述δz指传输线建模中假定的足够小段的微分区域长度；εr指介电常数；tr指信号上升时间；c指真空中的光速(3×10⁸m/s)；ns指用于建立长度为l的传输线的最小分段数；λfmax指频域仿真时最大相关频率对应的波长。上述“大约等于”在实际应用中可以设置一个差值，例如“每段延迟大约等于时域状态下信号上升时间的1/10”，差值取0.02，如此以来每段延迟可以等于时域状态下信号上升时间的0.11,0.12,0.09.0.08。

s102、阻抗计算：利用polarsi9000计算射频延迟线阻抗。其中，polarsi9000是英国polar公司开发的一款很好用的电路阻抗仿真工具。

s103、eda仿真：对整段射频延迟线以及分段建模延迟线进行相关指标的确认与校正：

频率范围：要求延时线在特定频段内工作时，色散小，工作稳定，满足一系列设计指标的带宽，确认射频延迟线的频率是否在9ghz-13ghz范围。

通带反射：由于延时线输入端与输出端的不匹配，以及其内部的耦合因素，设计中应尽量降低其反射，该项指标包括回波损耗和驻波比，确认在9ghz-13ghz范围内通带驻波是否不大于1.5。

对于通道插损：通道内的插入损耗表征的是延时线从发送端到接收端的衰减情况，确认在9ghz-13ghz范围内通道插损是否不大于1.7db。

群时延：groupdelay是线性系统从群信号的输入到输出所花费的时间，这里的群有两个含义：一是指信号一定是群信号，即由很多频率接近的频率分量组成的群波；二是指系统时延一定是波群整体的时延。确认在9ghz-13ghz范围内延时量是否不大于780ps。

线性相位：线性相位是指群时延在频率范围内的平坦度，越小越好。确认在9ghz-13ghz范围内线性相位是否不大于±0.25o。

根据射频延迟线的传输线模型进行计算仿真，对比整段延迟线仿真，查看延迟量差异。

本发明的技术方案通过仿真与计算，对比射频延迟线的延迟量，提高了精度；确认微带线的蛇形绕线平行间距、耦合距离和蛇形绕线的鼓包数量，利用仿真工具查看能否将平面谐振点移出通带频率范围内以及对延迟量的影响因素。本发明实现了对延迟线的结构设计、理论分析、延迟线设计指标确认以及利用仿真工具对其进行建模校对确认。当信号作用在线性系统和线性网格时，在整个系统完全匹配情况下，使用本发明可使群时延尽量色散小、通带损耗低、通带反射小、时间常数稳定。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。