在高速电子产品更新周期越来越快,品质控制要求越来越严格的今天,通常要求电路设计之初就符合相应性能指标,电路设计要一次成功。况且,由于高速互联电路传输速率持续增长,高速电路设计极具复杂性与特殊性,若在电路设计之初不认真考虑其信号完整性和电磁兼容相关特性,后期整改将牵一发而动全身,整改过程将异常艰难复杂。因此,在电路设计阶段就对其相关特性进行快速而精确的建模、仿真与分析,实现高度的仿测一致性,就成为了当前高速互联电路设计的必由之路。对高速互联电路进行整体建模仿真难度较高,建模难度大,耗费资源较多,往往会转而对高速互联电路中的各种关键组成结构或特性进行建模。过孔、开槽结构、传输线是高速信号传输通路中普遍存在的,具有代表性的三种典型结构,在多数高速互联电路设计中均需对其进行关注。因此,本文对这三种典型结构进行了建模研究,主要的研究内容如下:(1)基于部分元等效电路法的过孔建模技术研究。通过重新定义等效电路的参考地,论文将传统的部分元等效电路模型在过孔结构中进行了改进。这种等效电路模型可以对多种类型的过孔结构进行建模,尤其是具有不规则形状反焊盘的差分过孔结构。在此基础上,论文继续研究了过孔模型和平板电路模型阻抗矩阵的连接方法,将过孔模型严格的与电路板模型进行了连接。所述模型可对过孔结构及包含过孔结构的电路板高效准确地仿真至50GHz。(2)高速电路板参考平面开槽结构建模技术研究。通过使用等效原理,论文将开槽带状线结构等效为带状线上表面电流与开槽区域表面磁流激励下的闭合腔问题,同时,通过将表面磁流等效为偶极子源,直观的解释了开槽带状线结构的辐射机理。接着,结合电磁场混合势积分方程和闭合腔格林函数,论文提出了一种等效电路模型,可对开槽带状线结构的信号传输特性和电磁辐射特性进行高效而准确地建模分析。(3)导体表面粗糙传输线建模技术研究。论文系统的分析了传输线系统因果性与传输线模型RLGC参数之间的关系,给出了两种保证导体表面粗糙传输线因果性的方法,并对其优缺点进行了分析。进一步的,论文研究并给出了一种改进的、实用化的、符合因果性原理的导体表面粗糙传输线等效模型。论文还给出了理想传输线RLGC模型与导体表面粗糙度影响下传输线RLGC模型之间的转化关系。(4)介质表面粗糙度及其对传输线特性的影响研究。通过理论分析,论文首次确定了介质层表面粗糙度的概念,明确了其对高速传输线信号传输的影响机理,给出了介质层表面粗糙度常数的定义,并通过二维全波仿真验证了该常数的频率无关性。在此基础上,通过简单的等效,论文近似的给出了表面粗糙度常数的计算方法,并进一步改进了实际粗糙传输线RLGC模型,使其具有更好的相位和时域表现。(5)传输线插入损耗拟合方法及其应用研究。基于传输线插入损耗的物理模型以及经典二分搜索算法,提出了一种对传输线插入损耗实际测量结果进行快速精确拟合的方法。该方法在最大程度保留插入损耗实际测量结果有效数据的前提下,高效而准确的剔除了大误差数据段,从而给出最优的拟合结果。通过该方法,可以得到更为精确的传输线插入损耗测量结果,可以评估传输线插入损耗测量结果的质量,为高速互联电路设计与建模提供更为准确的参数或参考。最终,这些研究内容都通过实验或仿真进行了验证。