针对毫米波同轴毗邻器操纵中存在的不合适方法，经过摹拟树立模子停止仿真，取得最优化终归。应用三维高频仿真软件（HFSS）找出毗邻器本能与空气般配腔参量间的个别规律，防止高频电路安排和装置中因端口不般配带来的不须要费事，同时为剖析毫米波射频元器件供应了一种行之有用的法子。
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归纳
频年来，我国的国际情势严酷，国度平安保险日趋凸显。关键毫米波射频元器件是国度兵戈配备系统的紧要策略物质，而毫米波射频同轴毗邻器是研发临盆航天、航空、火器、军用舰船、电子对立系统等集成电路中传输射频记号和能量弗成或缺的电子元件。其进展和应用是对整机配备袖珍化、轻量化请求的紧要展现，对波导系统的替换使得整机配备的高频段互接洽统体积大为削减，拆卸繁杂水平大幅消沉，当前首要用于治理30~GHz高频次传输的毗邻题目，也许取得大回波斲丧、小插入斲丧和低电压驻波比。
表1枚举了当前罕见的几款毫米波同轴毗邻器及参数目标。2
工程应用
工程应用中，会存鄙人面一种表象：拔取了一种目标优异的毫米波射频同轴毗邻器做为记号传输端口，但本质测试取得的目标较差。做毛病排查时，射频工程师常常简单漠视能否为毗邻器端口不般配这一紧要次序孕育的，由于毫米波毗邻器不同于低频SMA讨论，其结媾和装置方法具备老成的请求。
表1毫米波同轴毗邻器型号及目标3
模子及最优化仿真
本文以2.4mm同轴插针毗邻器为例子，剖析何如保证在频次为35~45GHz领域内的记号具备优异的传输性格。
带绝缘子2.4mm同轴毗邻器如图1所示，其产物阐明书引荐装置方法如图2所示。
图1带绝缘子2.4mm同轴毗邻器图2绝缘子装置方法高频记号的波是非，绝缘子透过腔体后孕育的空隙曾经也许影响到记号的本能了，但安排电路时简单漠视这点，致使本质应用中存在两种过错的装置方法，如图3中左边的毗邻器模子。图3中的两种模子借助三维高频仿真软件HFSS摹拟实行，射频记号微带传输线的介质基板材料为罗杰斯，详细参数查阅接洽材料。
图3两种绝缘子本质装置的摹拟模子
仿真两种模子取得了图4中（a）和（b）两种模子仿真弧线。
图4两种装置模子的仿真弧线
在35~45GHz的频次领域内，采取图3（a）的装置方法，记号的插入斲丧（S12）抵达了1.5dB，回波斲丧（S11）唯一6.5dB，输入输出电压驻波比（VSWR）却有2.8，关于高频记号，这类装置毗邻器的方法犯了根天性的过错，完尽是弗成取的，记号的能量损失严峻，没法高效传输到负载处。采取图3（b）的装置方法，记号的插入斲丧小于0.4dB，回波斲丧大于17.2dB，输入输出电压驻波比小于1.32，这类装置方法思考到了记号传输端口的般配题目，但并没有抵达最好般配状况。对照图4（a）、（b）两种摹拟仿真，绝缘子端口空气腔直接影响了记号传输本能的是非，毫米波毗邻器的装置务须要思考端口的般配，在图5中表了解般配空气腔的场所。
为了更好地知足工程须要，有须要对图3（b）中的模子进一步剖析考证，找到空气腔的最好般配。所谓的般配空气腔原本是绝缘子插针与组织件孕育的一
段圆柱体闲隙，模子的组织件如图5所示，图中椭圆部份为空气腔，图6为其参数化后的详图。
图5模子的组织件图6模子部件和尺寸参数化详图
对图6的模子停止参量的最优化仿真，取得图7的仿真弧线。
图7参量优化后的弧线
从图7中也许了解地看出，在33~49.5GHz的频次领域内，记号的插入斲丧小于0.4dB，回波斲丧大于20.5dB，输入输出电压驻波比小于1.20。在35~45GHz频次内，记号具备更为优异的传输性格，与表1中给出的目标齐备合乎，表了解本文彩取的考证法子切确。此时，毗邻器的绝缘子插针直径r为0.3mm，绝缘介质材料为聚四氟乙烯，直径R为1.9mm，高度L为2.2mm，般配空气腔优化仿真后各参量数值见表2。
表2般配空气腔最优化参量
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参量剖析
在组织件加工和工艺装置中，总有公役和差错的存在。为了保证毗邻器本能抵达最好的状况，须要离别找出R1、R2、L1和L24个参质变动对毗邻器本能影响的个别规律。
4.1参量R1变动对毗邻器本能的影响
从图8的仿真弧线图也许显然看出，参量R1的变动对毗邻器的S11、S21和VSWR均有影响，此中，对S11和VSWR影响显著。整体的变动趋向为先变好再变差。当R1=1.6mm时，
S11
max=59.7dB，
S12
min=0.19dB，
VSWR
min=1.02。
图8R1变动对毗邻器本能影响弧线图4.2参量R2对毗邻器本能的影响
图9中的仿真弧线摇动很大，阐了解参量R2的变动对毗邻器的本能具备激烈的影响。在30~50GHz频次领域内，当R2=0.7mm时，
S11
≥15.5dB，
S12
≤0.28dB，
VSWR
≤1.30。取其余值时，毗邻器的办事带宽显然变窄，且回波斲丧S11变小，插入斲丧S21变差，VSWR变大。此时，拔取R2=0.7mm及相近的值较为适当。
图9R2变动对毗邻器本能影响弧线图
4.3参量L1对毗邻器本能的影响
树立模子时，参量L1和L2是一双相对变量，即L1也许用L2示意。
图10L1变动对毗邻器本能影响弧线图
从图10中也许尽收眼底地看出，跟着L1的增大，毗邻器的回损、插损和驻波比渐渐恶化，办事带宽逐突变窄，曾经不具备优异的宽带本能，丢失了根底成效，L1决计了毗邻器传输本能的黑白。
经过对般配空气腔详细参量的仿真，取得了毗邻器本能与参量间的根底规律，断定了各个参量对其影响的显著水平，在停止安排时做好理论仿真办事，在
机加工时保证好公役，在装置时老成依照图纸阐明。譬喻R2和L1的尺寸请求就要严于R1，它们的公役显然不是一个量级。5
归纳
文中经过摹拟毫米波射频电路中毗邻器不公道的安排和本质工程加工及工艺装置方法树立模子，并停止了仿确测验，觉察毗邻器中绝缘子与组织件的端口般配对记号的插入斲丧、回波斲丧和输入输出的电压驻波比会孕育显著影响，并觉察其个别规律。于是，在停止高频射频电路讨论拔取时，针对特定频带和电路，将本质产物调动成理论模子，应用仿真东西，联结仿真终归，疏导工艺装置，提升确切性和适用性。本文供应的这类思绪在工程应用中有紧要的参考代价。
起源：电子与封装
表明：
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