[發明專利]多線TRL校準方法及終端設備

有效

• 申請號: 201711159640.7
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108107392B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 王一幫;欒鵬;吳愛華;梁法國;霍燁
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 付曉娣

本發明提供了多線TRL校準方法及終端設備，該方法包括：對TRL校準過程中的誤差進行分析，建立用于求解傳播常數和校準常數的誤差分析模型；利用多根、冗余的傳輸線作為標準覆蓋每一個頻點，根據有效相移規則選取公共線，并將公共線與其它每個傳輸線組成線對，每組線對之間形成獨立測量，并根據所述誤差分析模型得到多組傳播常數和校準常數的觀測值；通過預處理方法對傳輸線的測量結果進行處理，并根據處理結果更新公共傳輸線。上述方法及終端設備，能夠提高在片S參數測試準確度。

技術領域

本發明屬于晶原級半導體器件微波特性測量技術領域，尤其涉及多線TRL校準方法及終端設備。

背景技術

微電子行業中配備的大量“在片S參數測試系統”在使用前，需要使用在片校準件進行矢量校準，校準件的類型包括SOLT(Short-Open-Load-Thru)、TRL(Thru-Reflect-Line)、LRRM(Line-Reflect-Reflect-Match)等。影響在片矢網校準準確度的原因主要有兩種：一是系統參考阻抗引入的系統誤差，二是探針與被測件接觸的重復性誤差。

SOLT校準參考阻抗為負載(Load)，并設計直通線的特征阻抗與之相等，但事實是SOLT校準覆蓋頻段較寬，直通線的特征阻抗具有一定的頻響，加之短路、開路校準件的定義方式不夠完善，導致校準結果精度不高，一直停留在工業應用方面。

TRL校準中使用了易于加工制作的傳輸線標準，并且校準件的定義中采用長度，其精度得到一定程度提高。TRL校準的參考阻抗為傳輸線的特征阻抗，在設計傳輸線尺寸時以仿真結果50歐姆作為標準，但這忽略了仿真模型和頻響帶來的影響，其校準準確程度受制于傳輸線特征阻抗與50歐姆接近程度。TRL校準無法得到傳輸線特征阻抗，也就無法將測量的被測件S參數變換到某一阻抗下。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了多線TRL校準方法及終端設備，以解決現有技術中多線TRL校準S參數測量精度較低的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種多線TRL校準方法，包括：

對TRL校準過程中的誤差進行分析，建立用于求解傳播常數和校準常數的誤差分析模型；

利用多根、冗余的傳輸線作為標準覆蓋每一個頻點，根據有效相移規則選取公共線，并將公共線與其它每個傳輸線組成線對，每組線對之間形成獨立測量，并根據所述誤差分析模型得到多組傳播常數和校準常數的觀測值；

通過預處理方法對傳輸線的測量結果進行處理，并根據處理結果更新公共傳輸線。

可選的，所述對TRL校準過程中的誤差進行分析，建立用于求解傳播常數和校準常數的誤差分析模型的過程為：

矢網測量的第i個校準件的級聯傳輸矩陣Mⁱ為

其中，Tⁱ為校準件i的實際傳輸矩陣，X、Y為待求的誤差網絡傳輸矩陣，即校準常數；表示將信號傳輸方向與Y的信號傳輸方向反向；

在理想情況下，第i條傳輸線標準的傳輸矩陣Tⁱ為

式中，γ是傳播常數，l_i為第i個傳輸線標準的長度；

考慮到探針與校準件接觸重復性等隨機誤差，對Tⁱ修正為：

其中，δ¹ⁱ為端口1不理想引起的隨機誤差，δ²ⁱ為端口2不理想引起的隨機誤差，且δ¹ⁱ，δ²ⁱ中的元素值遠小于1；