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系統識別號 U0002-1207200509295000
中文論文名稱 TRL校正法及其在FR4等基板材料電性寬頻量測上的應用
英文論文名稱 Investigation of TRL method with application to the wide band determination of the electrical property of FR4 substrate material
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生中文姓名 張書榜
研究生英文姓名 Sue-Pang Chang
學號 690350052
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-06-13
論文頁數 83頁
口試委員 指導教授-賴友仁
共同指導教授-李慶烈
委員-林俊華
委員-丘建青
委員-林丁丙
委員-賴友仁
委員-李慶烈
中文關鍵字 多條傳輸線方法  傳播常數  介電係數  衰減係數  材料量測 
英文關鍵字 Multi-line method  Propagation constant  Dielectric constant  Attenuation constant  Material measurement 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 本論文研究利用兩條傳輸線量測FR4印刷電路板材料之介電係數與損耗常數的技巧。本論文提出一克服反推傳播常數時所面臨的多值問題的方法,可以有效解決頻率比的限制,不需將量測的頻帶切割為數等份,故可輕鬆進行超寬頻的介電係數量測,只需藉由量測兩段(含)以上的傳輸線的全雙埠S參數,即可精確反推FR4與Duroid基板材料的介電係數及損耗,且在此過程中,SMA接頭的效應可以完全的被校正移除(de-embedded)。若要能校正移除SMA接頭的效應,一般皆須使用三段(含)以上的傳輸線方可達成,至於若要完成寬頻或超寬頻的量測/校正,一般皆須使用多段(muti-line)的傳輸線。
英文摘要 In this paper, the author investigate the technique of using two transmission lines to measure the dielectric constant and the attenuation constant of an FR4 and Duroid substrate material. Theoretical analysis is made to tackle the multi-value problem associated with the determination of the propagation constant of the measured transmission lines. Hence, the wideband measurements of the dielectric properies can be achieved. In additions, the effect of the SMA coaxial connectors can be de-embedded such that the accuracy is assured.
論文目次 目錄
第一章 序論 1
1.1 簡介 1
1.2 研究動機與成果 1
1.3 論文架構 3
第二章 TRL及寬頻量測之原理 4
2.1 簡介 4
2.2 兩段傳輸線方法 4
2.2.1 Ta之分析 6
2.2.2 Tb之分析 13
2.2.3 由傳播係數γ計算出εeff 19
2.2.3.1 F-TL校正法 19
2.2.3.2 P-TL校正法 21
2.3 移除SMA接頭效應 23
2.3.1 考慮Line1 23
2.3.2 考慮Line2 26
2.3.3 考慮Reflector 27
2.3.4  SMA接頭效應之摘要 31
第三章 寬頻量測之結果 38
3.1 簡介 38
3.2 F-TL校正法 39
3.2.1 衰減係數(α)與相位係數(β ) 39
3.2.2 相對介電係數 42
3.2.3 特性阻抗 46
3.3 SMA接頭之S參數 48
附錄A T-parameter及S-parameter的定義及轉換公式 78
參考文獻 82

圖 目 錄
圖2.1 Line1(a)與Line2(b)微帶傳輸線量測準具示意圖………......... 34
圖2.2 相位多值問題示意圖................................................................. 34
圖2.3(a) 修正及未修正相位常數圖..................................................... 35
圖2.3(b) 修正及未修正相位圖............................................................. 35
圖2.4 Line1之 參數信號流程圖………………………………........
36
圖2.5 Line2之 參數信號流程圖………………………………........
36
圖2.6 Reflector微帶傳輸線量測準具示意圖………………….......... 37
圖2.7 Reflector之 參數信號流程圖…………………………...........
37
圖3.1 微帶線傳輸線橫截面……………………………………......... 48
圖3.2 Duroid 之Through………………………....……………......... 50
圖3.3  Duroid 之Line1…………………............................................ 50
圖3.4  Duroid 之Line2……………....................................……........ 51
圖3.5  Duroid 之Line3…………....................................………........ 51
圖3.6 Case A 於第一塊FR4之衰減係數…………………............... 52
圖3.7 Case A 於第一塊FR4之相位係數……………….......…........ 52
圖3.8 Case B 於第一塊FR4之衰減係數………........…………........ 53
圖3.9 Case B 於第一塊FR4之相位係數……...........…………........ 53
圖3.10 Case C 於第一塊FR4之衰減係數…………...........….......... 54
圖3.11 Case C 於第一塊FR4之相位係數…............………….......... 54
圖3.12 Case A 於Duroid之衰減係數...................…………….......... 55
圖3.13 Case A 於Duroid之相位係數……………............................. 55
圖3.14 Case B 於Duroid之衰減係數……………............................. 56
圖3.15 Case B 於Duroid之相位係數…….......................…….......... 56
圖3.16 Case C 於Duroid之衰減係數…............................................. 57
圖3.17 Case B 於Duroid之相位係數…………................................. 57
圖3.18 Case B 於第一塊FR4之衰減係數..........................…............ 58
圖3.19 Case B 於Duroid之衰減係數.................................…............ 58
圖3.20 四個Case於第二塊FR4之衰減係數.......................….......... 59
圖3.21 Case B 於第二塊FR4之衰減係數............................….......... 59
圖3.22 四個Case於第三塊FR4之衰減係數……...........…….......... 60
圖3.23 Case B於第三塊FR4之衰減係數…….................…….......... 60
圖3.24(a) 三塊FR4之衰減係數(110mm-198mm).............................. 61
圖3.24(b) 三塊FR4之衰減係數(20mm-110mm)................................ 61
圖3.25(a) 三塊FR4之衰減係數(110mm-285mm)….............….......... 62
圖3.25(b) 三塊FR4之衰減係數(110mm-285mm)….............…......... 62
圖3.26(a) 三個Case於第一塊FR4之介電係數.................................. 63
圖3.26(b) Case B於第一塊FR4之介電係數....................................... 63
圖3.27(a) 四個Case於第二塊FR4之介電係數.................................. 64
圖3.27(b) Case B於第二塊FR4之介電係數………………………... 64
圖3.28(a) 四個Case於第三塊FR4之介電係數.................................. 65
圖3.28(b) Case B於第三塊FR4之介電係數…….............................. 65
圖3.29(a) 三個Case於Duroid之介電係數………………..………… 66
圖3.29(b) Case B 於Duroid之介電係數……………………………. 66
圖3.30 三塊FR4之介電係數(110mm-198mm)................................... 67
圖3.31 兩塊FR4之介電係數(110mm-285mm)................................... 67
圖3.32 三個Case於第一塊FR4之特性阻抗...................................... 68
圖3.33 四個Case於第二塊FR4之特性阻抗...................................... 68
圖3.34 四個Case於第三塊FR4之特性阻抗...................................... 69
圖3.35 三個Case於Duroid之特性阻抗.............................................. 69
圖3.36 SMA於兩埠之S11.................................................................... 70
圖3.37 SMA於兩埠之S21.................................................................... 70
圖3.38 SMA於兩埠之S12.................................................................... 71
圖3.39 SMA於兩埠之S22.................................................................... 71
圖4.1 第一次製作FR4基板之傳輸線................................................. 74
圖4.2 製作Duroid基板之傳輸線......................................................... 75
圖4.3 第二次製作FR4基板之傳輸線................................................. 76
圖4.4 第三次製作FR4基板之傳輸線................................................. 77
圖A.1 S-parameter雙埠網路之示意圖................................................ 78
圖A.2 T-parameter雙埠網路之示意圖................................................ 78
圖A.3 雙埠網路串接之示意圖............................................................ 79

表 目 錄
表3.1 FR4基板之微帶傳輸線尺寸列表(unit : mm)............................ 49
表3.2 Duroid基板之微帶傳輸線尺寸列表(unit : mm)....................... 49
表4.1 FR4與Duroid之相關介電係數平均表..................................... 73
表4.2 FR4與Duroid之特性阻抗平均表............................................. 73

參考文獻 參考文獻

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