[發明專利]一種基于物性結構電磁參數的引線搭焊互聯點性能預測方法

有效

• 申請號: 201910324583.6
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110083919B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 王從思;應康;劉菁;張樂;田軍;連培園;薛松;王艷;嚴粵飛;于坤鵬;王志海;周澄
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于物性結構電磁參數的引線搭焊互聯點性能預測方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)確定引線搭焊互聯點的物性參數、結構參數和電磁工作參數；

(2)將引線搭焊互聯點的互聯結構拆分為同軸線、微帶線和互聯點部分三部分進行阻抗分析；

(3)利用同軸線阻抗計算公式計算引線搭焊互聯點中同軸線阻抗；

(4)根據趨膚效應計算公式、微帶線自感經驗公式和平行板電容器原理，根據微帶線的交流電阻和依托場分析軟件分別校驗電感和電容值，得到微帶線阻抗計算公式；

步驟(4)按如下過程進行：

(4a)根據引線搭焊互聯點中微帶線的交流電阻R反映導體損耗的單位長度交流電阻；

(4b)根據引線搭焊互聯點經驗自感值L_s計算公式：

其中，l為走線長度，w₀為上表面走線寬度，t為走線厚度；

依托場分析軟件得到引線搭焊互聯點微帶線部分的互感計算公式：

L_m＝a′·l+b′·t-c′·l·t-d′

則得到引線搭焊互聯點中微帶線的電感L值計算公式；

其中，a'、b'、c'、d'分別為依托場分析軟件得到的關于走線長度l和走線厚度t的二元擬合函數系數；

(4c)引線搭焊互聯點的電容由微帶線和接地面結合介質層產生，得到平行板電容器計算公式；結合引線搭焊互聯點的實際形態與互聯點部分較厚的等效傳輸線，根據假設等效公式結合場分析軟件求解權函數Δ_c(l,t)，得到微帶線電容計算公式；

其中，e'、f'、g'、h'分別為依托場分析軟件求解Δ_c(l,t)權函數得到的關于走線長度l和走線厚度t的二元擬合函數系數；

(4d)基于得到的引線搭焊互聯點微帶線部分的電阻、電感和電容，結合傳輸線理論可以求得引線搭焊互聯點中阻抗計算公式；

(5)將互聯點部分依據結構拆分為兩部分，并將其等效為微帶線，基于微帶線阻抗計算公式進行阻抗計算；

步驟(5)中，將互聯點按照結構連續性拆分為第一部分和第二部分，依據高頻信號傳輸形式將其結構等效為微帶線得到；

(5a)針對引線搭焊互聯點第一部分結構，存在焊料在引線中心水平線以下、焊料在引線中心水平線以上、焊料完全覆蓋引線三種不同狀態，需要對其進行區分求解近似微帶線關系，將以上三種情況整合得到互聯點第一部分橫截面周長p₁、近似微帶線厚度h₁；

將互聯點第一部分的橫截面周長p₁及等效微帶線厚度h₁代入微帶線阻抗計算公式，即可計算互聯點第一部分的近似阻抗；

(5b)針對引線搭焊互聯點第二部分結構，僅用一種近似方法表示其狀態即可，得到互聯點第二部分橫截面周長p₂、近似微帶線厚度h₂；

將互聯點第二部分的橫截面周長p₂及等效微帶線厚度h₂代入微帶線阻抗計算公式，即可計算互聯點第二部分的近似阻抗；

(6)計算引線搭焊互聯點各銜接部分反射系數，并基于步驟(3)得到的同軸線阻抗計算公式和步驟(5)得到的微帶線阻抗計算公式，求解引線搭焊互聯點整體反射系數計算公式；

(7)根據引線搭焊互聯點整體反射系數計算公式，給出引線搭焊互聯點整體傳輸性能預測性能。

2.根據權利要求1所述的一種基于物性結構電磁參數的引線搭焊互聯點性能預測方法，其特征在于，步驟(1)中，所述引線搭焊互聯點的物性參數包括各部分材料的相對介電常數、相對電導率、相對磁導率和損耗角正切；所述結構參數包括同軸線、互聯點、介質基板、微帶線的長度、高度、寬度、直徑和間距；所述引線搭焊互聯點的電磁工作參數包括引線搭焊互聯點的電磁工作頻率f。

3.根據權利要求1所述的一種基于物性結構電磁參數的引線搭焊互聯點性能預測方法，其特征在于，步驟(3)中，確定引線搭焊互聯點中同軸線阻抗值Z的計算公式為：

其中，μ_r為相對磁導率，ε_r為玻璃介質相對介電常數，D₁為引線外徑，D₂為外導體內徑。