CN102479990A - 微带线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微带线结构，包括：一第一微带线以及一第二微带线，平行该第一微带线且用以传输一传输信号，该第二微带线的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽，且该多个凹槽的周期长度小于该传输信号的波长。

Description

微带线结构
技术领域
本发明为涉及一种微带线结构，尤其是有关于一种具有亚波长尺寸的周期性凹槽的的微带线结构。
背景技术
近年来，在数字系统中，随着信号传输率的提升与电子的外型尺寸也愈来愈小，电子线路的设置也愈来愈密集，因此，线路间串扰的现象也愈来愈严重。所谓的串扰(crosstalk)起因于信号在传输通道传输时，因电磁耦合而对相邻近的传输线产生影响，且在被干扰的信号上增加上耦合电压与耦合电流。串扰过大将会影响到系统运作的效率，甚致引起电路误触发，进而使系统无法正常工作。此外，于主机板或高速电路中，若碰到电子线路需根据实际设计转弯时，常以增加微带线间的间隔或增加数字信号上升与下降来抑制串扰，但仍无法有效解决串扰问题。
鉴于传统的方法并无有效解决线路间的串扰问题，因此亟需提出一种新颖的微带线结构，可用于抑制串扰的发生。
发明内容
本发明的一目的在于提供一微带线结构，用以解决高速电路中的串扰与传输损失的问题，并提升信号传输品质与缩小电路板尺寸。
本发明的另一目的在于提供一微带线结构，具有亚波长尺寸的周期性凹槽微带线，且凹槽的形状与大小可根据实际设计作相对应的调整，进而以人工表面电浆极化子的模式对凹槽微带线上的电磁能形成高度束缚。
本发明的又一目的在于提供一微带线结构，可根据实际电路线路弯折设计情况，用以减少弯折线路间的串扰。
本发明涉及一种微带线结构，包括：一第一微带线以及一第二微带线，平行该第一微带线且用以传输一传输信号，该第二微带线的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽，且该多个凹槽的周期长度小于该传输信号的波长。
本发明涉及一种微带线结构，包括：一第一微带线以及一第二微带线，平行该第一微带线且用以传输一传输信号，该第二微带线的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽，每一个凹槽的开口处具有向该每一个凹槽中央平行延伸的二延伸部，且该多个凹槽的周期长度小于该传输信号的波长。
为使审查员对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示范例详细说明如后。
附图说明
图1A是显示根据本发明的一实施例的一种微带线结构1的俯视图与侧视图。
图1B是显示图1A的微带线结构1应用于RO4003基板的一实施例
图2A是显示根据本发明的另一实施例的一微带线结构2的俯视图与侧视图。
图2B是显示图2A的微带线结构2应用于FR4电路板的一实施例。
图3A是显示根据本发明的另一实施例的一种微带线结构3的俯视图与侧视图。
图3B是显示图3A的微带线结构3的一应用实施例。
图4A是显示根据本发明的一实施例的微带线结构4的俯视图与侧视图。
图4B是显示图4A的微带线结构4的一应用实施例。
附图标记说明：1、2、3、4-微带线结构；10、14、20、30、40-微带线；11、21、31、41-具有亚波长周期的微带线；12、22、32、42-凹槽；13、23、35、43-基板；33、34-延伸部。
具体实施方式
以下将参照随附的图式来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利审查员了解，但本案的技术手段并不限于所列举图式。
图1A是显示根据本发明的一实施例的一种微带线结构1的俯视图与侧视图。此微带线结构1包括：一第一微带线10以及一第二微带线11，平行第一微带线10且用以传输一传输信号，第二微带线11的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽12，且该多个凹槽12的周期长度小于该传输信号的波长。上述的微带线结构1更包括一基板13，用以放置该第一与第二微带线10，11以及一第三微带线14，设置于该第二微带线11的一侧。需说明的是第一微带线10具有二端口1与2、第二微带线11具有端口3与4以及第三微带线14具有端口5与6，且上述第一与第三微带线亦可用于传输信号。如上所述，所谓亚波长周期结构为其周期长度远小于传输信号的波长，且亚波长周期结构与传统周期结构不同地地方在于，传统的周期结构其周期长度为传输信号波长的1/4，而亚波长最大的不同是周期长度远小于1/4波长。
图1B是显示图1A的微带线结构1应用于RO4003基板的一实施例。于此实施例，第一、第二与第三微带线10，11与13预设为铜材质，且三个微带线的宽度W为1.2mm与厚度t为0.0175mm以及第二微带线11上的凹槽12的深度b＝1mm，此外d表示多个凹槽12的周期与a表示凹槽12的宽度。RO4003基板(未图示)的介电常数εr为3.37与基板厚度h为0.507mm、以及分析频宽为200MHz～12GHz。于图1B中，具有二实线曲线分别表示传统的微带线结构，以端口3为馈入点的S参数，其中S23描述电磁能直通的部分能量，而S43则是描述由端口3耦合到端口4的串扰部分能量。如图1B中所示，传统微带线结构的直通的部分能量S23与串扰部分能量S43在7.6GHz附近交叉，这表示7.6GHz以后有大量的能量馈入到另一条微带线，即对另一传输线产生大量串扰，这种情况将会影响电路操作，进而对电路元件造成误触发。而在应用本发明之后，代表直通部分能量S23与串扰部分能量S43的曲线不再交叉(如b＝0.3w，d＝0.5mm的虚线曲线所示)，且代表直通部分能量S23的曲线随着频率下降的幅度将获得减缓(直通的信号可维持一定的幅值)。串扰部分能量S43，在应用本发明之后，串扰将获得抑制并远小于传统的微带线所产生的串扰，如代表串扰部分能量S43的虚线曲线所示。
图2A是显示根据本发明的另一实施例的一微带线结构2的俯视图与侧视图。于此实施例，微带线架构与图1A近似且第一与第二微带线20，21可设置于一基板23上，其与图1A的微带线结构1相异之处在于第二微带线21的凹槽22的尺寸与周期，且第一微带线20的二侧具有端口3与4以及第二微带线21的二侧具有端口1与2。图2B是显示图2A的微带线结构2应用于FR4电路板的一实施例。预设第一与第二微带线20，21为铜材质，且微带线的宽度w为0.75mm、厚度t为0.035mm以及第二微带线的凹槽深度b＝0.3w与宽度a＝0.5d。FR4基板(未图示)的厚度为0.4mm。当选择二周期d＝1.0mm与d＝0.5mm时，可有效抑制能量流入另一条传统微带线的串扰S41。于图2B所示，当选择的周期d越小时，越能够抑制串扰的发生，也就表示具有亚波长凹槽结构的微带线对电磁能的约束越强。当然，随着凹槽形状的不同，抑制串扰的效果也不同。
图3A是显示根据本发明的另一实施例的一种微带线结构3的俯视图与侧视图。此微带线结构3包括：一第一微带线30以及一第二微带线31，平行第一微带线30且用以传输一传输信号，第二微带线31的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽32，每一个凹槽32的开口处a’具有向该每一个凹槽32中央平行延伸的二延伸部33，34，且该多个凹槽32的周期长度小于该传输信号的波长。上述的微带线结构3更包括一基板35，用以放置该第一与第二微带线30，31以及一第三微带线(未图示)，设置于该第二微带线31的一侧。需说明的是第一、第二与第三微带线都具有二端口，且上述第一与第三微带线亦可用于传输信号。于本实施例，第一微带线30具有二端口3与4以及第二微带线31具有端口1与2。
图3B是显示根据图3A的微带线结构3应用于RO4003基板的一实施例。如图3B所示，实线曲线表示传统微带线间的耦合，而b＝1mm的点虚线与b＝0.5mm的虚线则分别表示具有亚波长周期的微带线与相邻传统微带线间的串扰，且由图3B可知，应用本发明的微带线结构，其线路间的串扰S41将可受到进一步的抑制。
需说明的是，在实际高速电路中的传输线(或微带线)通常需根据实际的需求与设计将其弯折，因此，亦可应用本发明来减少线路间的串扰。图4A是显示根据本发明的一实施例的微带线结构4的俯视图与侧视图。此微带线结构4包括：一第一微带线40，为一弯折的曲线以及一第二微带线41，平行且对应第一微带线40且用以传输一传输信号，第二微带线41的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽42，且该多个凹槽42的周期长度小于传输信号的波长。上述的微带线结构4更包括一基板43，用以放置该第一与第二微带线40，41以及一第三微带线(未图示)，设置于该第二微带线31的一侧。需说明的是第一、第二与第三微带线都具有二端口。于本实施例，第一微带线40具有二端口3与4以及第二微带线41具有端口1与2。图4B是显示图3A的微带线结构4的一应用实施例。于此实施例，选择二周期d＝1.0mm与d＝0.5mm，且第二微带线的凹槽深度为0.3W。如图4B所示，实线曲线表示传统微带线间的串扰，而b＝0.3w，d＝1mm的点虚线与b＝0.3w，d＝0.5mm的虚线则分别表示具有亚波长周期的微带线与相邻传统微带线间的串扰，且于此弯曲的微带线结构，仍本发明亦可有效抑制弯曲线路间的串扰。
根据上述实施例，熟悉此技艺的人士可知本发明的微带线结构除了亚波长周期结构外，仅需根据实际的设计需求，用以调整凹槽尺寸便可适用于不同的基板与电路设计，以抑制串扰的问题。此外，在实际应用本发明的微带线结构来传输信号时，另须考虑阻抗匹配的问题。因此，可在微带线或本发明的具有亚波长周期的微带线的一端加入一阻抗渐变区(未图示)，以有效的抑制在上述二微带线间，因阻抗不匹配而造成大量信号的反射，进而降低上述反射对传输信号的影响，且上述的阻抗渐变区的结构为于其二侧具有一或多个的凹槽，且此一或多个的凹槽，可根据二微带线间的阻抗不匹配的强弱，以亚波长周期的方式，调整这些凹槽的尺寸，例如凹槽深度，以和缓因信号或频率反射落差过大，而造成传输信号失真或电路元件损毁等问题。再者，存在这样的阻抗渐变区，也可以使的具有亚波长周期的微带线上随频率抖动的现象获得减缓。
以上所示仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的。在本专业技术领域具通常知识人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效的变更，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微带线结构，其特征在于，包括：
一第一微带线；以及
一第二微带线，平行该第一微带线且用以传输一传输信号，该第二微带线的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽，且该多个凹槽的周期长度小于该传输信号的波长。
2.如权利要求1所述的微带线结构，其特征在于，更包括一基板，用以放置该第一与第二微带线与一第三微带线，设置于该第二微带线的一侧。
3.如权利要求1所述的微带线结构，其特征在于，该第一微带线为一直线与一弯折曲线的其中之一，且该第二微带线对应于该第一微带线为一直线/一弯折曲线。
4.如权利要求1所述的微带线结构，其特征在于，更包括一阻抗渐变区，耦接于该第一微带线或该第二微带线的一端，且该阻抗渐变区包括多个具有不同尺寸的凹槽。
5.如权利要求4所述的微带线结构，其特征在于，该第一、第二与第三微带线都具有二端口。
6.一种微带线结构，其特征在于，包括：
一第一微带线；以及
一第二微带线，平行该第一微带线且用以传输一传输信号，该第二微带线的二侧具有以亚波长的方式，周期地排列于该第二微带线的二侧的多个凹槽，每一个凹槽的开口处具有向该每一个凹槽中央平行延伸的二延伸部，且该多个凹槽的周期长度小于该传输信号的波长。
7.如权利要求6所述的微带线结构，其特征在于，更包括一基板，用以放置该第一与第二微带线与一第三微带线，设置于该第二微带线的一侧。
8.如权利要求6所述的微带线结构，其特征在于，该第一微带线为一直线与一弯折曲线的其中之一，且该第二微带线对应于该第一微带线为一直线/一弯折曲线。
9.如权利要求6所述的微带线结构，其特征在于，更包括一阻抗渐变区，耦接于该第一微带线或该第二微带线的一端，且该阻抗渐变区包括多个具有不同尺寸的凹槽。
10.如权利要求6所述的微带线结构，其特征在于，该第一、第二与第三微带线都具有二端口。
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