CN105576334A - 一种提高pcb板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法 - Google Patents

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王瑞涛
邓小东
熊永忠
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips

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Abstract

本发明公开了一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法。本发明是采用天线结构代替PCB板或薄膜电路板隔离端上的匹配负载，从而提高匹配效果。本发明设计简单、加工方便、寄生效应小且易于与系统集成，由于采用天线结构代替了传统的匹配负载，可以消除铁片电阻因电尺寸过大引入的自身及寄生电容的影响，可以解决高频工作时PCB板或薄膜电路上匹配负载受限于工艺的问题。

Description

一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法
技术领域
本发明涉及微波、毫米波以及太赫兹通信技术领域，具体涉及一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法。
背景技术
带有隔离端口的电路器件诸如定向耦合器，功分器等，可以将输入信号按照一定的功率比例关系进行分配，信号隔离和混合等，广泛应用于微波或毫米波电路之中。
带有隔离端口的电路器件的方向性在很大程度上取决于隔离端的匹配情况。基于PCB板或薄膜电路板设计的电路在频率很高时，考虑到此时贴片电阻的尺寸相对较大，焊接及电阻自身都会引入不可忽略的容性效应，对隔离端的匹配造成不良影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，该方法是采用天线结构代替PCB板或薄膜电路板隔离端上的匹配负载。
进一步地，所述天线结构的特征阻抗与所需的匹配负载特征阻抗相同。
再进一步地，所述天线结构为低剖面天线，例如：微带天线。
更进一步地，所述天线的带宽为窄带天线或宽带天线。
另外，在天线结构表面粘贴吸波材料减少天线辐射。
此外，当PCB板或薄膜电路板工作于金属腔体中时，在腔体内表面粘贴吸波材料以减少天线辐射带来的负面影响。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明设计简单、加工方便、寄生效应小且易于与系统集成，由于采用天线结构代替了传统的匹配负载，可以消除铁片电阻因电尺寸过大引入的自身及寄生电容的影响，可以解决高频工作时PCB板或薄膜电路上匹配负载受限于工艺的问题。
附图说明
图1为本发明-实施例的结构示意图。
图2为本发明-实施例以85GHz为中心工作频率时反射系数S11仿真曲线图。
图3为本发明-实施例以85GHz为中心工作频率时天线的反射系数S11仿真曲线图。
图4为本发明-实施例的传输系数S21及耦合系数S31仿真曲线图。
图5为本发明-实施例的S23及S33曲线图。
其中，附图中标记对应的零部件名称为：1-介质板，2-主信号线，3-耦合信号线，4-过渡线，5-贴片电线，6-金属腔体，7-吸波材料，8-隔离端天线馈线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，该方法是采用天线结构代替PCB板或薄膜电路板隔离端上的匹配负载。
具体地，所述天线结构的特征阻抗与所需的匹配负载特征阻抗相同；所述天线结构为微带天线等低剖面天线；所述天线的带宽为窄带天线或宽带天线；在天线结构表面粘贴吸波材料减少天线辐射，当PCB板或薄膜电路板工作于金属腔体中时，还可以在腔体内表面粘贴吸波材料以减少天线辐射带来的负面影响。
为了便于了解本发明，在此用定向耦合器进行举例，也就是采用天线结构代替定向耦合器中的贴片电阻。然而，耦合器的具体结构如下：
所述定向耦合器包括介质板1，设置于介质板上的主信号线2和耦合信号线3；所述主信号线和耦合信号线相互平行，且在主信号线与耦合信号线之间设有至少一条垂直于主信号线和耦合信号线的过渡线4。其中，定向耦合器的输入端、直通端和耦合端均接50Ω匹配电路；所述定向耦合器的隔离端接中心工作频率输入阻抗为50Ω的贴片天线。
作为一种优选，贴片天线可采用带宽较宽的天线可以获得更宽的工作宽带；上述定向耦合器的耦合度是由过渡线的数量及宽度控制。
作为一种选择，本发明相邻过渡线之间的间距，以及每根过渡线的长度均为四分之一介质波长。所述定向耦合器的隔离端天线辐射部分至少距耦合信号线四分之一介质波长。
另外，在天线结构表面粘贴吸波材料7减少天线辐射；当所述定向耦合器工作于金属腔体6之中，还可在金属腔体内表面设置吸波材料7（具体是由吸波材料制成的吸波层）以减小天线辐射可能带来的负面影响。
如图2～5，本实施例以85GHz作为中心工作频率，介质基板采用厚度为127μm，相对介电常数为2.2的RT5880；过渡线的长度和间距均取为700μm；过渡线宽度为120μm，主信号线和耦合信号线等宽，均为380μm；贴片天线的尺寸为1.45×2.275mm2。
值得说明是，通过图4可知，在中心频率85GHz附近，耦合器具有约6.2dB的耦合度，传输损耗约为1.75dB。
通过图5可知，由于贴片天线的引入，耦合器的有效工作带宽已经由天线决定，采用具有更宽带宽的天线将使耦合器的工作带宽相应展宽。
有上述定向耦合器的介绍可知，采用本发明将传统的匹配负载替换成天线结构，能够有效的提高隔离端的匹配效果。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，其特征在于，采用天线结构代替PCB板或薄膜电路板隔离端上的匹配负载。
2.根据权利要求1所述的一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，其特征在于，所述天线结构的特征阻抗与所需的匹配负载特征阻抗相同。
3.根据权利要求2所述的一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，其特征在于，所述天线结构为低剖面天线。
4.根据权利要求3所述的一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，其特征在于，所述天线的带宽为窄带天线或宽带天线。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，其特征在于，在天线结构表面粘贴吸波材料减少天线辐射。
6.根据权利要求5所述的一种提高PCB板或薄膜电路板隔离端匹配效果的方法，其特征在于，当PCB板或薄膜电路板工作于金属腔体中时，在腔体内表面粘贴吸波材料以减少天线辐射带来的负面影响。
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