[发明专利]微带线建模方法、装置及相关设备

权利要求书

1.一种微带线建模方法，用于对经验模型进行修正，所述经验模型包括经验等效相对介电常数模型和经验特征阻抗模型，所述经验等效相对介电常数模型和经验特征阻抗模型分别为：

其中，ε_r-eff为经验等效相对介电常数值，Z₀为经验特征阻抗值，W是微带线宽度，h是衬底厚度，ε_r是衬底相对介电常数，Z_air是自由空间波阻抗；

其特征在于，所述方法包括步骤：

基于预设工艺条件设计不同长度、宽度的微带线结构；

对所述微带线结构进行仿真，获取散射参数；

将所述散射参数进行转换得到实际等效相对介电常数和实际特征阻抗；

基于所述微带线的长度、宽度、以及所述实际等效相对介电常数，对经验等效相对介电常数模型进行修正，得到修正后的等效相对介电常数模型：

ε_r-fix为等效相对介电常数实部修正值，j为虚数，I_k为关于微带线宽度与衬底厚度比值W/h变化的虚部的修正因子；

基于所述实际特征阻抗以及修正后的等效相对介电常数模型，对经验特征阻抗模型进行修正，得到修正后的特征阻抗模型：

其中，z_{0_c}为修正后的特征阻抗值，Z_air是自由空间的波阻抗，g1、g2、g3是用于修正所述经验特征阻抗模型的拟合因子，为通过电磁仿真所得散射参数反推特征阻抗值与线宽、衬底厚度比值W/h的关系，再经过拟合得出。

2.如权利要求1所述的微带线建模方法，其特征在于，所述预设工艺条件为氮化镓工艺条件，所述微带线结构包括自上而下的：金属层、氮化镓层、二氧化硅层、氮化铝镓层、氮化镓缓冲层、以及衬底硅层。

3.如权利要求1所述的微带线建模方法，其特征在于，所述将所述散射参数进行转换得到实际等效相对介电常数和实际特征阻抗的过程包括：

将所述散射参数矩阵转换为传输矩阵；

根据所述传输矩阵计算所述实际等效相对介电常数和实际特征阻抗。

4.如权利要求1所述的微带线建模方法，其特征在于，所述基于所述微带线的长度、宽度、以及所述实际等效相对介电常数，对经验等效相对介电常数模型进行修正，得到修正后的等效相对介电常数模型的过程包括：

对介质进行修正；

对频率进行修正；

对介质损耗进行修正。

5.如权利要求4所述的微带线建模方法，其特征在于，所述对介质进行修正以所述微带线结构的长度、宽度为自变量，以所述实际等效相对介电常数为因变量，所述微带线的介质层为多层介质，所述多层介质的第一等效相对介电常数修正模型为：

其中，ε_r-mult为第一等效相对介电常数修正值，ε_r0是最底层衬底材料的相对介电常数，而k₀是关于硅衬底厚度的修正因子；k1、k2、k3、k4分别依次为氮化硅缓冲层、氮化铝镓层、二氧化硅层和氮化硅层的修正因子，其相对介电常数分别为ε_r1、ε_r2、ε_r3和ε_r4，W为微带线宽度，h为衬底的厚度。

6.如权利要求5所述的微带线建模方法，其特征在于，所述对频率进行修正基于所述多层介质的第一等效相对介电常数模型，添加频率因子后得到第二等效相对介电常数修正模型：

ε_{r_freq}为第二等效相对介电常数修正值，Freq为第二等效相对介电常数修正模型的工作频率，A、B、C为相关系数；

基于所述经验等效相对介电常数模型，去除使用范围限制，得到等效相对介电常数实部修正公式：

其中，ε_r-fix为等效相对介电常数实部修正值，p₁、p₂、p₃为拟合因子。