CN106714450A - 一种射频连接器的兼容pcb结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频连接器的兼容PCB结构，包括：铺设在PCB板上的焊盘限位区域图形和铺设在焊盘限制区域图形内的多个焊盘；与内置天线接通的第一射频连接器固定在PCB板上时，部分焊盘用于焊接第一射频连接器的各个引脚；与外置天线接通的第二射频连接器固定在PCB板上时，部分焊盘用于焊接第二射频连接器的各个引脚。在进行相关产品单板上的射频连接器更换时，只需将PCB上的射频连接器进行更换，无需重新设计PCB上的焊盘图形，利用焊盘限制区域图形内的多个焊盘，将新的射频连接器的引脚进行焊接即可，进而增加了ONU设备单板设计的灵活性，同时也节约了ONU设备单板设计的设计成本。

Description

一种射频连接器的兼容PCB结构

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种射频连接器的兼容PCB结构。

背景技术

同轴射频连接器，如第一代的IPEX(Interconnect and Packaging Electronics，电子装配互联)射频连接器，第二代的Switch(开关型)射频连接器，作为射频电路和天线的接口，缘于体积小、价格低，广泛应用于WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)相关产品单板上，如ONU(ONU Optical Network Unit，光网络单元)设备的单板(PCB)上。

射频连接器用于将设备单板上射频电路的射频信号传输至天线，一般来说，天线产品通常采用内置天线方案和外置天线方案，内置天线方案也称作板载天线方案。通常，Switch射频连接器的体积小、成本低，通常与内置天线方案配合使用，用于射频信号的测试和串接。IPEX射频连接器，其体积稍大，成本较高，通常与外置天线方案配合使用，通常用于射频信号的测试和转接。

Switch射频连接器的引脚通常是4个，IPEX射频连接器的引脚通常是3个，因Switch射频连接器与IPEX射频连接器体积的差异，Switch射频连接器的4个引脚对应的PCB焊盘图形，与IPEX射频连接器的3个引脚对应的PCB焊盘图形不同。这使得这两种射频连接器只能各自应用在不同的天线方案中。

综上，不同类型的射频连接器在ONU设备单板上的焊盘图形因结构差异而不同，对于采用外置天线方案的ONU设备单板，通常使用IPEX射频连接器，并设计IPEX射频连接器的PCB焊盘图形；对于采用内置天线方案的ONU设备单板通常使用Switch射频连接器，并设计Switch射频连接器的PCB焊盘图形，这就导致设备单板设计不够灵活。

发明内容

本发明提供一种射频连接器的兼容PCB结构，用以兼容ONU设备单板分别采用外置天线方案、内置天线方案时，分别与外置天线方案、内置天线方案配合使用的射频连接器的PCB焊盘图形。

本发明实施例提供一种射频连接器的兼容PCB结构，包括：

铺设在PCB板上的焊盘限位区域图形和铺设在所述焊盘限制区域图形内的多个焊盘；

在用于与内置天线接通的第一射频连接器固定在所述PCB板上时，所述多个焊盘中的部分焊盘用于焊接所述第一射频连接器的各个引脚；在用于与外置天线接通的第二射频连接器固定在所述PCB板上时，所述多个焊盘中的部分焊盘用于焊接所述第二射频连接器的各个引脚。

本发明实施例提供的射频连接器的兼容PCB结构包括铺设在PCB板上的焊盘限位区域图形和铺设在焊盘限制区域图形内的多个焊盘；与内置天线接通的第一射频连接器固定在PCB板上时，多个焊盘中的部分焊盘用于焊接第一射频连接器的引脚；与外置天线接通的第二射频连接器的底座固定在PCB板上时，多个焊盘中的部分焊盘用于焊接第二射频连接器的引脚，焊盘限制区域图形兼容上述两种射频连接器的焊盘图形，在进行相关产品单板上的射频连接器更换时，只需将贴装在PCB上的射频连接器进行更换，无需重新设计PCB上的焊盘图形，只需利用兼容的PCB结构中焊盘限制区域图形内的多个焊盘，将新的射频连接器的引脚进行焊接即可，进而增加了ONU设备单板设计的灵活性，同时也节约了ONU设备单板设计的设计成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的一种与内置天线接通的射频连接器的实体外观图；

图2为现有技术中的一种与内置天线接通的射频连接器的信号测试原理图；

图3为现有技术中的一种与内置天线接通的射频连接器的焊盘位置示意图；

图4和图5为现有技术中的一种与外置天线接通的射频连接器的实体外观图；

图6为现有技术中的一种与外置天线接通的射频连接器的焊盘位置示意图；

图7为本发明实施例提供的一种射频连接器的兼容PCB结构的发明构思示意图；

图8为本发明实施例提供的一种射频连接器的兼容PCB结构的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种射频连接器的兼容PCB结构的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种射频连接器的兼容PCB结构的边界条件示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案以及有效果更加清楚明白，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

ONU(Optical Network Unit)光网络单元，ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光网络单元，也叫光节点。例如，无源光网络(Passive Optical Network，PON)主要采用无源光功率分配器(耦合器)，将信息送至各用户。具体的，PON使用单光纤连接到OLT，然后OLT连接到ONU，ONU接入用户终端设备，进而将信息送至各用户。ONU设备主要用于选择接收OLT发送的广播数据，响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整；ONU设备还用于对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。ONU设备向用户终端设备提供数据、IPTV(即交互式网络电视)，语音(使用IAD，即Integrated Access Device综合接入设备)等业务。

ONU设备的单板上通常设置射频连接器，射频连接器与内置天线或者外置天线连接，射频连接器将ONU设备单板上的射频电路输出的射频信号向内置天线或者外置天线输出。不同类型的射频连接器在ONU设备单板上的焊盘图形因结构差异而不同，对于采用外置天线方案的ONU设备单板，通常使用IPEX射频连接器，并设计IPEX射频连接器的PCB焊盘图形；对于采用内置天线方案的ONU设备单板通常使用Switch射频连接器，并设计Switch射频连接器的PCB焊盘图形。

但是当客户对产品有新的产品需求时，如希望将带有内置天线的产品改为带有外置天线的产品，或者将带有外置天线的产品改为带有内置天线的产品，此时，除了需要更换天线装置和新的天线装置对应的射频连接器之外，还需要为更换的射频连接器重新设计PCB焊盘图形，那么PCB上的所有电路都需要重新设计，造成PCB资源的浪费，增加了产品设计的成本。

例如，一种产品的天线采用的是内置天线，但是出于某种需求，需要将内置天线换成外置天线时，就需要将与内置天线接通的Switch射频连接器更换成与外置天线接通的IPEX射频连接器，因Switch射频连接器与IPEX射频连接器的结构不同，Switch射频连接器与IPEX射频连接器各自的PCB焊盘图形也不同，需要更换整个PCB，以在新的PCB上设计IPEX射频连接器的PCB图形，造成PCB资源的浪费。

图1为与内置天线接通的射频连接器Switch射频连接器的实物外观图，包括信号接入端和底座。Switch射频连接器的底座包括信号输入端、信号输出端、接地端。图2为Switch射频连接器的射频信号测试方法，射频信号测试设备的测试探针从Switch射频连接器的信号接入端接入之后，就能把Switch射频连接器接收的射频信号反馈给测试设备。Switch射频连接器与内置天线接通时，Switch射频连接器的信号输出端直接串接至内置天线的信号输入端。

Switch射频连接器的底座的信号输入端、信号输出端、接地端分别设置输入引脚，输出引脚和两个接地引脚。Switch射频连接器贴装在PCB叠层结构之后，输入引脚，输出引脚和两个接地引脚分别与PCB叠层结构表层的焊盘焊接。其中，PCB叠层结构表层的焊盘图形如图3所示，PCB叠层结构表层的焊盘图形包括四个焊盘(IN，OUT，GND1，GND2)，这四个焊盘的图形均为矩形，其中，焊盘IN与输入引脚焊接，焊盘OUT与输出引脚焊接，焊盘IN与焊盘OUT相对焊盘图形中心对称设置；焊盘GND1、焊盘GND2分别与Switch射频连接器的两个接地端的接地引脚焊接，焊盘GND1与焊盘GND2相对焊盘图形中心对称设置。

图4和图5为与外置天线接通的射频连接器IPEX射频连接器的实物外观图，包括信号接入端和底座，IPEX射频连接器的底座包括信号输入端、信号输出端、接地端。IPEX射频连接器与外置天线接通时，IPEX射频连接器的信号接入端与外置天线的天线馈线接通。

IPEX射频连接器的底座的信号输入端、信号输出端、接地端处设置有一个输入引脚，一个输出引脚和一个接地引脚。IPEX射频连接器贴装在PCB叠层结构之后，输入引脚，输出引脚和接地引脚分别与PCB叠层结构表层的焊盘焊接。其中，PCB叠层结构表层的焊盘图形如图6所示，PCB叠层结构表层的焊盘图形包括三个焊盘(IN，GND1，GND2)，图6与图3相比，焊盘IN，焊盘GND1，焊盘GND2填充图形不同，这四个焊盘的图形均为矩形，其中，焊盘IN与输入引脚焊接；焊盘GND1、焊盘GND2分别与IPEX射频连接器的两个接地端的接地引脚焊接，焊盘GND1与焊盘GND2相对焊盘图形中心对称设置。

本发明的发明人在解决上述实际技术问题时发现，如果能设计出一个能够兼容上述两种射频连接器的焊盘图形的焊盘图形，在进行射频连接器更换时，只需将贴装在PCB上的射频连接器进行更换，无需重新设计PCB叠层上的焊盘图形，只需利用兼容的PCB焊盘图形，将新的射频连接器的引脚进行焊接即可。

本发明的发明构思，如图7所示，将两种射频连接器的焊盘图形进行叠加比对，然后将实际焊接作业的焊接误差考虑在内，将叠加的焊盘图形进行处理，如图7所示，考虑到人工焊接作业的焊接误差，以及考虑到用于焊接接地引脚、用于焊接输入引脚的焊盘之间的距离不能太近，可将叠加形成焊盘图形的外边缘区域继续向外扩展，将得到本发明实施例提供的一种射频连接器的兼容PCB结构，进而达到同时兼容IPEX射频连接器的焊盘图形和Switch射频连接器的焊盘图形的目的。

如图8所示，本发明一种射频连接器的兼容PCB结构，包括：

铺设在PCB板上的焊盘限位区域图形801和铺设在焊盘限位区域图形801内的多个焊盘；多个焊盘至少包括如图8中的焊盘IN，焊盘GND，焊盘GND2和焊盘OUT，焊盘限位区域图形1的示例图形可以是如图8中的四个矩形区域构成的图形。

在第一射频连接器的底座固定在PCB板上时，焊盘限位区域图形801内的多个焊盘中的部分焊盘用于焊接第一射频连接器的各个引脚，例如焊盘限位区域图形801内的多个焊盘包括焊盘IN，焊盘GND，焊盘GND2和焊盘OUT，焊盘IN，焊盘GND，焊盘GND2和焊盘OUT分别用于焊接第一射频连接器的输入引脚、两个接地引脚和输出引脚。

在第二射频连接器的底座固定在PCB板上时，焊盘限位区域图形801内的多个焊盘中的部分焊盘，用于焊接第而射频连接器的各个引脚，如焊盘IN，焊盘GND，焊盘GND2，分别用于焊接第二射频连接器的输入引脚和两个接地引脚；其中，第一射频连接器与一内置天线接通，第二射频连接器与一外置天线接通。

上述射频连接器的兼容PCB结构应用在ONU设备的射频连接器单板上，ONU设备采用内置天线方案时，ONU设备的射频连接器为第一射频连接器。ONU设备采用外置天线方案时，ONU设备的射频连接器为第二射频连接器。

其中，第一射频连接器可以为第二代MiNi开关型射频同轴连接器(MiNi RF//Switch Connectors)，第二代MiNi开关型射频同轴连接器通常配合内置天线方案使用。

其中，第二射频连接器为USS RF Receptacle(ⅠGeneration)Connectors，即USSRF母座(第一代)射频同轴连接器，USS RF母座(第一代)射频同轴连接器通常配合外置天线方案使用。

上述射频连接器中，第一射频连接器的各个引脚包括输入引脚、输出引脚和两个接地引脚，如上述实施例中的Switch射频连接器；第二射频连接器的各个引脚包括输入引脚和两个接地引脚，如上述实施例中的IPEX射频连接器。

进一步地，如图9所示，焊盘限位区域图形内的焊盘限位区域包括第一限位区域100、第二限位区域200、第三限位区域300和第四限位区域400；第一限位区域100与第四限位区域400相对设置；第二限位区域200与第三限位区域300相对设置；且

第一限位区域100，用于限制焊接射频连接器的输入引脚的焊盘的铺设位置；

第二限位区域200和第三限位区域300，用于限制焊接射频连接器的接地引脚的焊盘的铺设位置；

第四限位区域400为备用限位区域，仅用于限制焊接内置天线的射频连接器的输出引脚的焊盘的铺设位置。

进一步地，如图9所示，为了更好的适应不同类型的射频连接器，在第一限位区域100内至少设置两个不同铺设位置的焊盘11和焊盘12，其中，焊盘11用于焊接与外置天线接通的第二射频连接器的输入引脚，焊盘12用于焊接与内置天线接通的第一射频连接器的输入引脚。

第二限位区域200内至少设置两个不同铺设位置的焊盘21和焊盘22，其中焊盘21用于焊接与外置天线接通的第二射频连接器的接地引脚，焊盘22用于焊接与内置天线接通的第一射频连接器的接地引脚。

第三限位区域300内至少设置两个不同铺设位置的焊盘31和焊盘32，其中焊盘31用于焊接与外置天线接通的第二射频连接器的另一接地引脚，焊盘32用于焊接与内置天线接通的第一射频连接器的另一接地引脚。

第四限位区域400内至少设置一个焊盘41，焊盘41用于焊接与内置天线接通的第一射频连接器的输出引脚。

上述实施例中，利用射频连接器的兼容PCB结构，在PCB板上贴装与内置天线接入的第一射频连接器时，将第一射频连接器的输入引脚、两个接地引脚以及输出引脚分别与PCB板上的焊盘12、焊盘22、焊盘32、焊盘41焊接。当第一射频连接器需要更换成第二射频连接器时，只需将第一射频连接器拆除后，将第二射频连接器贴装在PCB板上的焊盘限位区域图形内，并将第二射频连接器的输入引脚、接地引脚和输出引脚分别与PCB板上的焊盘11、焊盘21、焊盘31焊接即可。

如图10所示，本发明实施例提供了上述兼容PCB结构中焊盘限位区域图形的边界条件，具体如下：

以焊盘限位区域图形的中心点为坐标原点(0，0)，以mm为单位，坐标原点指向第一限位区域中心100的方向为X轴负向，坐标原点指向第四限位区域400中心的方向为X轴正向，坐标原点指向第二限位区域200中心的方向为Y轴正向，坐标原点指向第三限位区域300中心的方向为Y轴负向；则

第一限位区域100的边界条件为：

(1)第一限位区域100沿X轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离坐标原点最近为0.9mm，焊盘铺设位置距离坐标原点最远为1.7mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(-0.9，0)和(-1.7，0)。

(2)第一限位区域100沿Y轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离X轴最远为0.275mm；如，位于边界上的焊盘的坐标为(-1.3，0.275)；

(3)第一限位区域100沿Y轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离X轴最远为0.275mm；如，位于边界上的焊盘的坐标为(-1.3，-0.275)。

第四限位区域400的边界条件为：

(1)第四限位区域400沿X轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离坐标原点最近为1.15mm，焊盘铺设位置距离坐标原点最远为1.7mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(1.15，0)和(1.7，0)。

(2)第四限位区域400沿Y轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离X轴最远为0.275mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(1.45，0.275)；

(3)第四限位区域400沿Y轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离X轴最远为0.275mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(1.45，-0.275)；

第二限位区域200的边界条件为：

(1)第二限位区域200沿Y轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离坐标原点最近为0.7mm，焊盘铺设位置距离坐标原点最远为2mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(0，0.7)和(0，2)。

(2)第二限位区域200沿X轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离Y轴最远为1.3mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(1.3，1.35)。

(3)第二限位区域200沿X轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离Y轴最远为1.3mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(-1.3，1.35)。

第三限位区域300的边界条件为：

第三限位区域300沿Y轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离坐标原点最近为0.7mm，焊盘铺设位置距离坐标原点最远为2mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(0，-0.7)和(0，-2)。

第三限位区域300沿X轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离Y轴最远为1.3mm；如位于边界上的焊盘的坐标为(1.3，-1.35)。

第三限位区域300沿X轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离Y轴最远为1.3mm。如位于边界上的焊盘的坐标为(-1.3，-1.35)。

基于上述实施例各个限位区域的边界条件，第一限位区域100和第四限位区域400是由各自的边界条件形成的矩形；第二限位区域200和第三限位区域300可以是由各自的边界条件形成的矩形，第二限位区域200和第三限位区域300也可以是由各自的边界条件形成的凸状图形，如图10。

基于上述实施例各个限位区域的边界条件，第二限位区域和第三限位区域关于X轴对称设置。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种射频连接器的兼容PCB结构，其特征在于，包括：

铺设在PCB板上的焊盘限位区域图形和铺设在所述焊盘限制区域图形内的多个焊盘；

在用于与内置天线接通的第一射频连接器固定在所述PCB板上时，所述多个焊盘中的部分焊盘用于焊接所述第一射频连接器的各个引脚；在用于与外置天线接通的第二射频连接器固定在所述PCB板上时，所述多个焊盘中的部分焊盘用于焊接所述第二射频连接器的各个引脚。

2.如权利要求1所述的兼容PCB结构，其特征在于，所述第一射频连接器的各个引脚包括输入引脚、输出引脚和两个接地引脚；

所述第二射频连接器的各个引脚包括输入引脚和两个接地引脚。

3.如权利要求2所述的兼容PCB结构，其特征在于，

所述焊盘限位区域图形内的焊盘限位区域包括第一限位区域、第二限位区域、第三限位区域和第四限位区域；所述第一限位区域与所述第四限位区域相对设置；所述第二限位区域与所述第三限位区域相对设置；且

所述第一限位区域，用于限制焊接所述射频连接器的输入引脚的焊盘的铺设位置；

所述第二限位区域和所述第三限位区域，用于限制焊接所述射频连接器的接地引脚的焊盘的铺设位置；

所述第四限位区域为备用限位区域，仅用于限制焊接所述第一射频连接器的输出引脚的焊盘的铺设位置。

4.如权利要求3所述的兼容PCB结构，其特征在于，所述第一限位区域内至少设置两个不同铺设位置的焊盘，其中一个焊盘用于焊接所述第一射频连接器的输入引脚，另一个焊盘用于焊接所述第二射频连接器的输入引脚；

所述第二限位区域内至少设置两个不同铺设位置的焊盘，其中一个焊盘用于焊接所述第一射频连接器的接地引脚，另一个焊盘用于焊接所述第二射频连接器的接地引脚；

所述第三限位区域内至少设置两个不同铺设位置的焊盘，其中一个焊盘用于焊接所述第一射频连接器的接地引脚，另一个焊盘用于焊接所述第二射频连接器的接地引脚；

所述第四限位区域内至少设置一个焊盘，所述至少一个焊盘用于焊接所述第一射频连接器的输出引脚。

5.如权利要求3所述的兼容PCB结构，其特征在于，以所述焊盘限位区域图形的中心点为坐标原点，所述坐标原点指向所述第一限位区域中心的方向为X轴负向，所述坐标原点指向所述第四限位区域中心的方向为X轴正向，所述坐标原点指向所述第二限位区域中心的方向为Y轴正向，所述坐标原点指向所述第三限位区域中心的方向为Y轴负向；

所述第一限位区域沿X轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离所述坐标原点最近为0.9mm，焊盘铺设位置距离所述坐标原点最远为1.7mm；

所述第一限位区域沿Y轴正向和沿Y轴负向的边界条件均为：焊盘铺设位置距离X轴最远为0.275mm；

所述第四限位区域沿X轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离所述坐标原点最近为1.15mm，焊盘铺设位置距离所述坐标原点最远为1.7mm；

所述第四限位区域沿Y轴正向和沿Y轴负向的边界条件均为：焊盘铺设位置距离X轴最远为0.275mm；

所述第二限位区域沿Y轴正向的边界条件为：焊盘铺设位置距离所述坐标原点最近为0.7mm，焊盘铺设位置距离所述坐标原点最远为2mm；

所述第二限位区域沿X轴正向和沿X轴负向的边界条件均为：焊盘铺设位置距离Y轴最远为1.3mm；

所述第三限位区域沿Y轴负向的边界条件为：焊盘铺设位置距离所述坐标原点最近为0.7mm，焊盘铺设位置距离所述坐标原点最远为2mm；

所述第三限位区域沿X轴正向和沿X轴负向的边界条件均为：焊盘铺设位置距离Y轴最远为1.3mm。

6.如权利要求5所述的兼容PCB结构，其特征在于，

所述第一限位区域和所述第四限位区域是由各自的边界条件形成的矩形；

所述第二限位区域和所述第三限位区域是由各自的边界条件形成的凸状图形。

7.如权利要求6所述的兼容PCB结构，其特征在于，所述第二限位区域和所述第三限位区域关于X轴对称设置。

8.如权利要求1至7中任一项所述的兼容PCB结构，其特征在于，所述兼容PCB结构设置在光网络单元ONU设备单板上。

9.如权利要求8所述的兼容PCB结构，其特征在于，

所述第一射频连接器为所述ONU设备单板上的开关型同轴射频连接器；所述第二射频连接器为所述ONU设备单板上的电子装配互联IPEX型同轴射频连接器。