CN109716581B - 射频连接装置 - Google Patents

Abstract

一种射频传输装置包括：具有开孔(14、15a、15b)的接地板(13)，该开孔包括具有细长截面和大致平行侧的狭槽(14)；以及第一(12、11)和第二(17、18)传输线。接地板(t)的厚度大于狭槽(w)的宽度。开孔(14、15a、15b)部分填充有固体介电材料，并且部分填充有空气。第一传输线包括在接地板(13)的第一侧上的第一细长导体(12)，并且具有以第一终止头(11)终止的端部。第二传输线包括在接地板的相对侧上的第二细长导体(17)，并且具有以第二终止头(18)终止的端部。第一传输线被布置成在邻近第一终止头(11)的点处穿过狭槽，并且第二传输线被布置成在邻近第二终止头(18)的点处穿过狭槽。

Description

射频连接装置

技术领域

本发明一般涉及一种用于将传输线连接到另一传输线的射频电路实现，并且更具体地，但不排他地，涉及一种用于将射频信号从接地板一侧的传输线连接到接地板另一侧的传输线的射频传输装置。

背景技术

在现代无线系统中，例如，诸如蜂窝无线和固定无线电接入无线网络，需要使用射频信号操作的设备，诸如，用户设备或基站或接入点中的无线收发器设备，这种设备在射频下具有高性能的同时生产经济。随着频谱变得稀缺，并且对带宽的需求增加，越来越多的高射频被使用。此外，天线系统变得越来越复杂，通常采用天线元件的阵列来提供受控波束形状和/或MIMO(多输入多输出)传输。通常，射频电路由非平衡传输线构成，用于在电路部件之间(诸如，在放大器、滤波器、检测器、天线和许多其他类型的射频部件之间)传输射频信号。非平衡传输线包括信号导体(诸如电路板的印刷轨道)以及接地结构，诸如电路板的接地面或导电接地板(诸如铣削铝板)。如果一个传输线连接到另一传输线，则一个传输线的信号导体需要至少以射频连接到另一传输线的信号导体。同样重要的是，在相应传输线的接地结构之间有良好的射频连接。这确保传输线之间的低损耗连接，并且通过确保导体参考相同的接地电压，减少了寄生信号的拾取。

电子设备可以用在其两侧具有射频电子电路的接地板来构造。例如，接地板可以是天线阵列的背板，并且无线收发器可以从天线阵列安装在背板的另一侧。通常需要将信号从接地板的一侧连接到另一侧，例如，在天线阵列和收发器之间。

通常，信号可以使用同轴射频连接器通过接地板连接。这种同轴连接器通常被制造成紧密的机械公差，并且相对昂贵，例如通常是镀金的，以确保良好的电连接并且避免腐蚀。制造不良或腐蚀的连接器会导致射频连接不良，导致信号丢失，甚至会产生具有非线性传输特性的连接，导致生成虚假信号分量。需要一种低成本、高性能的射频连接，优选耐受在接地板一侧的传输线和接地板另一侧的传输线之间的机械错位。

已知使用狭槽耦合互连在印刷电路板的不同层上的传输线之间耦合射频信号。Ho、Fan和Chang在1993IEEE MTT-S文摘的出版物“Slot-Coupled Double-SidedMicrostrip Interconnects and Couplers”中公开了狭槽耦合互连，用于通过形成印刷电路板层的接地面中的开孔，在多层印刷电路板的层之间耦合射频信号。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种射频连接装置，包括：

接地板，其具有相对的第一侧和第二侧以及从第一侧穿过接地板到第二侧的开孔，该开孔包括狭槽，该狭槽在接地板的第一侧的平面中具有细长的截面，该截面具有沿着该截面的长度延伸的大致平行侧，并且该狭槽具有为狭槽的截面的平行侧之间的距离的宽度；

第一传输线，包括与接地板的第一侧成大致平行的关系设置在接地板的第一侧上的第一细长导体，该第一传输线具有以第一终止头终止的端部；和

第二传输线，包括与接地板的第二侧成大致平行的关系设置在接地板的第二侧上的第二细长导体，该第二传输线具有以第二终止头终止的端部，

其中，第一传输线被布置成在邻近第一终止头的点处穿过狭槽，并且第二传输线被布置成在邻近第二终止头的点处穿过狭槽，

其中，接地板的厚度大于狭槽的宽度，并且

其中，开孔部分填充有固体介电材料，并且部分填充有空气。

这允许在第一和第二传输线的导体之间没有导电连接的情况下将信号从接地板一侧的第一传输线耦合到另一侧的第二传输线，反之亦然。这提供了一种连接，这种连接导致射频信号的低损耗，并避免了由于金属对金属连接引起的互调失真。接地板的厚度大于狭槽宽度，允许接地板提供机械支撑。已经发现，穿过厚接地板的开孔可以用于以低损耗将信号从一侧耦合到另一侧。部分用固体介电材料填充开孔并且部分用空气填充开孔，允许在提供低损耗的同时，对于给定整体尺寸的开孔实现较低的工作频率。

在本发明的一个实施方式中，开孔包括在狭槽的每个端部处的终止腔，并且每个终止腔至少部分地填充有固体介电材料。终止腔改善了通过开孔耦合射频信号，提供了低损耗。用固体介电材料至少部分填充终止腔，允许对于给定尺寸的终止腔实现较低的工作频率。

在本发明的一个实施方式中，每个终止腔填充有固体介电材料，并且狭槽填充有空气。这允许通过减小终止腔的尺寸来减小以给定工作频率工作的开孔的尺寸，同时允许通过用空气(其介电损耗比固体介电材料低)填充主要发生传输的狭槽来降低损耗。

在本发明的一个实施方式中，每个终止腔是圆柱形的。这提供了方便的实现方式。

在本发明的一个实施方式中，每个圆柱形终止腔具有在射频传输结构的工作频率下的固体介电材料的波长的大致0.1的直径。这提供了低损耗的实现方式。固体介电材料中的波长小于空气中的波长。

在本发明的一个实施方式中，每个圆柱形终止腔具有在射频传输结构的工作频率下的固体介电材料的波长的大致四分之一的圆周。这提供了低损耗的实现方式。

在本发明的一个实施方式中，固体介电材料是适合用作印刷电路板衬底材料的材料，该材料可以是环氧玻璃复合材料。这提供了一种具有低射频损耗的方便材料。

在本发明的一个实施方式中，接地板由具有导电涂层的非导电模制件构成。

这允许接地板重量轻，并且被模制成包括开孔的形状，这可以是一种经济的制造方法。非导电模制件可以包括塑料材料，并且导电表面可以包括铜。

在本发明的一个实施方式中，接地板由金属构成，该金属可以是铸铝。这提供了具有良好强度的接地板。可以通过模制经济地制造这些开孔。

在本发明的一个实施方式中，接地板的厚度大于狭槽的宽度的四倍。这允许信号通过特别厚的接地板以低损耗耦合。

在本发明的一个实施方式中，狭槽的宽度大于1mm，并且接地板的厚度大于5mm。优选地，狭槽的宽度在1至3mm的范围内，并且接地板的厚度在5至15mm的范围内。由于避免了紧密的尺寸公差，这提供了低损耗射频耦合和经济制造的组合。

在本发明的一个实施方式中，狭槽具有小于射频传输装置的工作频率下的空气中的波长的长度。这改善了通过开孔耦合射频信号，提供了低损耗。

在本发明的一个实施方式中，狭槽具有小于射频传输装置的工作频率下的空气中的波长的0.3的长度。这提供了具有低损耗的射频传输装置的紧凑实现方式。

在本发明的一个实施方式中，第一传输线直接相对第二传输线穿过狭槽的点穿过狭槽。

这允许第一传输线被布置成直接在第二传输线上方。

在本发明的一个实施方式中，第一传输线在从第二传输线穿过狭槽的点沿狭槽偏移的点处穿过狭槽。

这允许第一和第二传输线水平偏移。这在一些电路布局中可以是方便的。

在本发明的一个实施方式中，第一和第二终止头具有在射频传输结构的工作频率下的波长的大致0.1的直径。

这提供了低损耗的实现方式。

在本发明的一个实施方式中，接地板具有自第二侧的突起，该突起被布置成穿过与接地板成大致平行关系的金属板中的开口，并且开孔被布置成穿过突起，从而提供通过金属板到第二传输线的射频连接。

这允许金属板被用于加强接地板，而不影响通过开孔在第一和第二传输线之间的耦合的射频性能，因为开孔不需要由在其间具有连接表面的两种材料形成。

在本发明的一个实施方式中，射频传输装置包括设置在接地板的第一侧上的导电外壳，该导电外壳电连接到接地板，并且具有面向接地板的第一侧的腔，腔的壁和顶部被布置成包围并覆盖第一传输线的至少一部分和开孔。这允许通过在开孔和第一传输线之间有效地耦合射频信号来实现低损耗，避免由于来自开孔和/或第一传输线的辐射引起的损耗。

在本发明的一个实施方式中，导电外壳具有穿过腔的壁的入口通道，入口通道覆盖第一传输线的至少一部分，从而允许第一传输线进入腔。

这提供了一种方便的方式，允许在保持低损耗的同时第一传输线进入腔。

在本发明的一个实施方式中，腔的顶部和第一传输线之间的距离是通道的顶部和第一传输线之间的距离的至少两倍。已经发现，为了改善与开孔的耦合，优选地，在开孔附近，在第一传输线上方的腔顶部的高度大于接地板和第一传输线之间的距离，而在通道中，优选地，第一传输线在接地板和腔的顶部之间等距，以提供受控阻抗和良好的回波损耗。

在本发明的一个实施方式中，第一传输线由柔性膜上的印刷轨道形成，印刷轨道被设置成在聚酯膜和接地板之间具有气隙，其中，柔性膜和接地板之间的距离与柔性膜和通道的顶部之间的距离大致相同。由于介电材料主要是空气，这提供了第一传输线的低损耗实现方式，同时柔性膜和接地板之间的距离大致与柔性膜和通道的顶部之间的距离相同，减少了对膜的位移阻抗的影响。

从下面对本发明优选实施方式的描述中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，这些描述仅作为示例给出。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式中的射频传输装置的分解图的示意图；

图2是示出本发明的实施方式中的图1的射频传输装置的截面的示意图；

图3是示出根据现有技术的狭槽耦合互连的分解图的示意图；

图4是示出图3的狭槽耦合互连的截面的示意图；

图5是示出在本发明的实施方式中的在薄介电膜上印刷第一传输线的射频传输装置的分解图的示意图；

图6是示出在本发明的实施方式中的射频传输装置的截面的示意图，其中，在薄介电膜上印刷第一传输线，并且其中，接地板具有通过金属板中的开口突出的突起；

图7是示出射频传输装置的分解图的示意图，其中，第一传输线从第二传输线横向偏移；

图8是示出包括覆盖开孔的导电外壳的射频传输装置的分解图的示意图，其中，每个终止腔填充有固体介电材料，并且狭槽填充有空气；

图9是示出图8的射频传输装置的截面的示意图；以及

图10是示出包括覆盖开孔的导电外壳的射频传输装置的分解图的示意图，其中，终止腔和狭槽各自填充有空气。

具体实施方式

举例来说，现在将在射频连接装置的背景下描述本发明的实施方式，其中，从接地板的一侧向接地板的相对侧提供射频传输路径，接地板是印刷天线元件阵列的背板。然而，应当理解，这仅仅是示例性的，并且其他实施方式可以涉及具有各种接地布置的传输线之间的传输路径，不一定在天线系统的环境中，其中，在接地结构一侧的传输线和接地结构另一侧的另一传输线之间需要射频连接。在本发明的实施方式中，使用大约5GHz的工作频率，但是本发明的实施方式不限于该频率，并且可以使用1GHz或更低的较低工作频率和高达60GHz或更高频率的较高工作频率。

图1示出了本发明的实施方式中的射频连接装置的分解图，该射频连接装置被布置成将射频信号从包括信号导体12的第一传输线通过接地板13连接到包括信号导体17的接地板另一侧的第二传输线。图2示出了图1的射频装置的截面。如图1和图2所示，接地板13设置有从接地板13的一侧穿过接地板到相对侧的开孔14、15a、15b。如图1所示，该开孔包括具有平行侧的狭槽14，并且还可以在狭槽的每一端包括终止腔15a、15b。接地板的厚度t大于狭槽的宽度w，通常是4倍或更大。例如，已经发现2mm宽度的狭槽与10mm厚度的接地板具有良好的耦合性能。通过开孔将信号从第一传输线耦合到第二传输线，反之亦然。这允许在第一和第二传输线的导体之间没有导电连接的情况下通过接地板耦合信号。因此，避免了使用同轴连接器，节约了成本，并放宽了机械结构公差，特别是当通过接地板提供一个以上的连接时。此外，这提供了导致射频信号低损耗的连接，并避免了由于金属对金属连接而引入互调失真。如图1所示，开孔14、15a、15b部分地填充有固体介电材料(在该示例中，通过部件15a和15b的阴影表示)，并且部分地填充有空气(通过部件14没有阴影表示)。这允许在提供低损耗的同时，对于给定整体尺寸的开孔实现较低的工作频率。这还可以看出，对于给定的工作频率，开孔的尺寸减小。在图1的实施方式中，开孔在狭槽的每一端包括终止腔15a、15b，并且每个终止腔至少部分填充有固体介电材料。终止腔15a、15b改善了通过开孔耦合射频信号，提供了低损耗。用固体介电材料至少部分地填充终止腔15a、15b，允许对于给定尺寸的终止腔，实现较低的工作频率。

在图1的实施方式中，每个终止腔15a、15b填充有固体介电材料，并且狭槽填充有空气。例如，对于2mm的狭槽宽度，狭槽填充有空气，并且终止腔装填有FR4环氧玻璃材料，1dB损耗的最小工作频率可以是3.2GHz，而对于相同尺寸的开孔，如果终止腔和狭槽都填充有空气，则1dB损耗的最小工作频率可以是3.7GHz。

如图1所示，固体介电材料可以是圆柱形的。这允许方便的制造，但是固体介电材料不一定是这种形状。例如，固体介电材料可以是部分圆柱形的，具有与狭槽接合的平坦边缘或者其它不同形状。这些不同的形状可以被解释为“填充”终止腔。这允许通过减小终止腔15a、15b的尺寸来减小对于以给定工作频率工作的开孔的尺寸，同时允许通过用空气填充狭槽14来降低损耗。据认为，通过狭槽14的传输以类似于平板线的模式工作，并且传输主要是通过狭槽14，而不是在终止腔15a、15b中，因此认为，在狭槽中使用空气电介质，在提供较低损耗方面是有利的，因为空气具有较低的介电损耗因子。通过在终止腔中放置固体电介质，可以实现尺寸减小，其中，电介质的损耗因子的影响小于其在狭槽中的影响。固体介电材料中的波长小于空气中的波长，与固体介电材料的相对介电常数的平方根成比例，因此在波长方面达到了给定的要求，实现了尺寸减小。

在替代实施方式中，狭槽可以填充有固体电介质，并且终止腔填充有空气。这可能会有略微更高的损耗，但仍可能实现尺寸减小。这种方法的优点在于，狭槽的填充可以更容易地由诸如印刷电路板衬底等介电材料的平板制造。

在图1的实施方式中，每个终止腔15a、15b是圆柱形的。每个圆柱形终止腔具有在射频传输结构的工作频率下的固体介电材料的大致波长的0.1的直径，其近似对应于大致波长的四分之一的圆周。已经发现，这提供了低损耗的实现方式。

在本发明的一个实施方式中，固体介电材料是适合用作印刷电路板衬底材料的材料，其可以是环氧玻璃复合材料，诸如众所周知的FR4材料。可以使用专门用于低损耗RF应用的其它印刷电路板材料，诸如Duroid。在替代实施方式中，可以使用具有较高相对介电常数的固体介电材料，诸如陶瓷材料。

如图3和图4所示，已知在印刷电路板的不同层上的信号轨道之间提供狭槽耦合互连。印刷电路板的各层之间的常规导通孔连接由电镀通孔提供，该电镀通孔是钻透板的孔，以拦截待连接的轨道，并且用铜电镀，以电连接拦截的轨道。在如Ho、Fan和Chang在1993IEEE MTT-S文摘的出版物“Slot-Coupled Double-Sided Microstrip Interconnectsand Couplers”中公开的，并且如图3和图4所示的狭槽耦合互连中，射频信号通过形成印刷电路板层的接地面中的开孔耦合在多层印刷电路板的层之间。如图3中的分解图和图4中的截面所示，信号轨道3印刷在印刷电路板的介电衬底层1上，并具有终止头(terminationstub，终端短截线)2。印刷电路板中的衬底层1下方的层是接地面4，通常由薄层铜构成。铜层具有哑铃形开孔，该开孔包括终端部分5之间的狭槽6。另一介电衬底层7在接地面4之下，在该介电衬底层7的下侧印刷有另一信号轨道9，该信号轨道9具有终止头8。信号通过开孔从一个信号轨道耦合到另一信号轨道。

图3和图4的接地面是一层多层板，很薄，并且比狭槽的宽度薄得多。信号可以通过具有显著厚度的接地板上的开孔以低损耗耦合是完全不明显地，更不用说比狭槽的宽度更厚的接地板了。与大致二维接地面中的场相比，在深的三维孔中，预计射频场将不同。

返回图1和图2，接地板13具有第一和第二相对侧以及从第一侧穿过接地板到第二侧的开孔14、15a、15b，该开孔包括狭槽14。可以看出，狭槽14在接地板的第一侧的平面中具有细长的截面，并且该截面具有沿截面长度延伸的大致平行的侧。如图1所示，狭槽的宽度w是狭槽的截面的平行侧之间的距离。

连接装置中的信号传输是相互的，因此该装置可以用于将射频信号从第一传输线连接到第二传输线，或者从第二传输线连接到第一传输线。第一传输线包括信号轨道或第一细长导体12，在图1和图2的实施方式中，信号轨道或第一细长导体12印刷在介电衬底10上，并且接地板13为第一传输线提供接地参考。接地板可以是背板，其为通过馈电网络连接到第一传输线的贴片天线元件阵列提供接地参考和机械支撑。

第二传输线包括印刷在介电衬底16上的第二信号轨道或第二细长导体17，并且接地板13类似地为第二传输线提供接地参考。第二传输线可以连接到无线收发器电路板，无线收发器被布置成使用天线阵列进行发射和/或接收。接地板可以具有位于第一传输线下方的大致平坦的表面，该表面可以包括开孔或空洞，例如用于贴片天线的谐振腔，并且可以具有例如包括固定柱的不均匀的截面。接地板可以例如由铝块研磨、铸造或模制而成。术语“接地”用于表示射频参考，例如，用于非平衡传输线，这不一定需要到电接地或地的直流(DC)连接。第一和第二传输线是参考接地板的非平衡传输线。

可以看出，第一传输线包括第一细长导体12，其与接地板的第一侧大致平行地设置在接地板的第一侧上。在图1的实施方式中，介电衬底10(诸如环氧树脂电路板材料)将第一细长导体与接地板分开。在所示的实施方式中，第一细长导体和接地板之间的间距大于接地板的厚度。

第二传输线包括第二细长导体17，其与接地板的第二侧大致平行地设置在接地板13的第二侧。如图1所示，第二传输线具有以终止头18终止的第二细长导体17。在图1所示的实施方式中，第二传输线的终止头18具有在射频传输结构工作频率下的波长的大致0.1的直径，已经发现这提供了低损耗实现方式。终止头18与传输线的特性阻抗(通常为50欧姆)相匹配，与由开孔提供的阻抗相结合。第二细长导体和接地板之间的间距可以大于接地板的厚度。

在图1的实施方式中，第一传输线具有第一细长导体12，第一细长导体12也以终止头11终止，终止头11通常具有与第二传输线的终止头相同的尺寸。

可以看出，在图1的实施方式中，第一传输线被设置成在与终止头11相邻的点处穿过狭槽，并且第二传输线也被设置成在与终止头18相邻的点处穿过狭槽。

接地板可以由非导电模制件构成，例如，塑料材料的模制件，其具有导电涂层(例如，铜)，允许接地板重量轻并且被模制成包括开孔的形状。这可以提供一种经济的制造方法，并且已经发现可以通过模制经济地制造开孔。特别地，已经发现具有2mm或更大宽度的狭槽的开孔特别适合于通过模制生产。

可选地，接地板由金属构成，例如，铸铝，这可以提供良好的强度。

已经发现，狭槽的宽度有利地大于1mm，并且接地板的厚度有利地大于5mm。优选地，狭槽的宽度在1至3mm的范围内，并且接地板的厚度在5至15mm的范围内。由于避免了紧密的尺寸公差，这提供了低损耗射频耦合和经济制造的结合。

在图1和图2所示的实施方式中，开孔在狭槽14的每一端包括终止腔15a、15b。终止腔例如可以是如图所示的圆柱形。如已经提到的，终止腔可以填充有固体介电材料。终止腔的设置改善了通过开孔耦合射频信号，提供了低损耗和扩展的带宽。在本发明的一个实施方式中，狭槽具有小于射频传输装置的工作频率下的波长的长度，这改善了通过开孔耦合射频信号，提供了低损耗。已经发现，狭槽具有小于射频传输装置的工作频率下的波长的0.3的长度，提供了具有低损耗的射频传输装置的紧凑实现方式。通常，已经发现波长的0.2的狭槽长度(除了圆柱形终止腔15a、15b的直径之外的狭槽长度)具有良好的性能。已经发现，狭槽的长度与狭槽的宽度之比与狭槽的特性阻抗有关，这可以在平板线路传输模式中起作用。还发现，在填充终止腔的介电材料中，为每个大致圆柱形的终止腔提供在射频传输结构的工作频率下的波长的大致0.1的直径，可以提供良好的性能，提供低损耗的实现方式。

在图1和图2所示的实施方式中，第一传输线直接相对第二传输线穿过狭槽的点穿过狭槽，允许第一传输线被布置成直接在第二传输线上方。

图5示出了本发明的实施方式，其中，第一传输线由柔性膜19上的印刷轨道21形成，在柔性膜和接地板之间设置有气隙。柔性膜可以是聚酯膜，并且可以非常薄，通常为0.05mm或更薄。由于导体和接地板之间的电场主要在空气中，因此减少了介电损耗效应。这提供了具有良好的耦合性的低损耗实现方式。如图5所示，可以提供接地板23、26的凸起部分来支撑聚酯膜或者由另一种介电材料制成的膜，保持气隙。第二传输线可以以与第一传输线类似的方式形成有介电膜和气隙。可选地，接地的导电盖可以设置在第一传输线21和/或第二传输线17上，还布置成覆盖终止头18、20。在所示的实施方式中，第二传输线包括介电衬底16上的印刷微带轨道17。盖与传输线充分分离，以避免微带性能的变化，但有助于避免辐射损耗。例如，盖与传输线的分离可以大于传输线与接地板22的分离。接地板22可以具有凹陷区域24、29。

图6示出了本发明的实施方式的截面，其中，接地板22具有从第二侧的突起31，该突起31被布置成穿过金属板32中的开口，该金属板32以与接地板大致平行的关系设置。开孔14被设置成穿过突起，从而通过金属板32提供到第二传输线17的射频连接。

金属板32可以用于加强接地板，并提供散热。接地板可以是电镀塑料，这可能具有较差的导热性。通过金属板中的孔围绕开孔的接地板的突起避免了开孔穿过金属板和接地板之间的接合点，否则，由于接地板的不连续性，这会影响通过开孔在第一和第二传输线之间的耦合的射频性能。

同样如图6所示，第一传输线21的信号导体可以连接到天线贴片辐射器元件，在截面中以附图标记33表示。接地板可以具有设置在天线贴片辐射器元件下方的凹槽，以改善贴片的辐射和接收性能。为了在第一和第二传输线的平面之间容纳凹槽和金属加强板，有利的是，具有比开孔的狭槽的宽度更厚的厚接地面。第二传输线可以是印刷电路板的一部分，例如，导电轨道可以印刷在多层印刷电路板的一层上，例如，作为无线收发器的一部分。如图6所示，介电膜19可以位于突起上，也称为尖30a、30b。这可以有助于保持膜19，膜19通常是柔性的、平面的并且与接地板22具有受控的间隔。

图7示出了本发明的实施方式，其中，第一传输线36在从第二传输线41穿过狭槽的点沿狭槽偏移的点处穿过狭槽39。这允许第一和第二传输线水平偏移。这在一些电路布局中可以是方便的。在所示的实施方式中，第一传输线36具有终止头35，并且形成为介电衬底34上的印刷轨道。在替代实施方式中，介电衬底可以是膜。接地板37具有开孔39、38a、38b。第二传输线包括印刷轨道41，该印刷轨道41具有在介电衬底40上印刷的终止头42。

本领域技术人员将理解，除了所示的形状之外的形状也可以用于终止头。通常，形状将在计算机模拟包上模制，并被调整为给射频连接装置提供良好的阻抗匹配，从而导致低回波损耗。终止头具有将射频能量从细长导体(通常是微带线)向下引向狭槽的效果。

在本发明的实施方式中，例如，在图1的实施方式中，第一传输线被布置成在第一细长导体12和终止头11之间的点处穿过狭槽，并且第二传输线被布置成在第二细长导体17和终止头18之间的点处穿过狭槽。终止头可以包括与相应细长导体相同的宽度的截面。超出狭槽的传输线的截面实际上是终止头的一部分。

图8是示出本发明的实施方式中的射频传输装置的分解图的示意图，该射频传输装置包括覆盖开孔的导电外壳，其中，每个终止腔填充有固体介电材料，且狭槽填充有空气，并且图9是示出图8的射频传输装置的截面的示意图。可以看出，导电外壳43(也可以称为罩或盖)设置在接地板22的第一侧。导电外壳43例如通过螺钉或其它固定装置电连接到接地板，在该示例中，这些固定装置通过支撑第一传输线21的膜19连接。可以看出，外壳具有面向接地板的第一侧的腔，腔的壁和顶部被布置成包围并覆盖开孔和第一传输线的至少一部分。导电外壳的设置允许通过在开孔和第一传输线之间有效地耦合射频信号来实现低损耗，避免了由于来自开孔的辐射引起的损耗。已经发现，这可以在损耗性能方面提供显著的改进，从而例如在4GHz下可以实现通过射频耦合装置的小于1dB的损耗。如果没有盖，损耗性能可以降低0.5dB或更高。

可以看出，导电外壳具有穿过腔壁的入口通道，入口通道覆盖第一传输线21的至少一部分，允许第一传输线进入腔。可以看出，第一传输线21穿过通道时的宽度可以减小，以保持一致的阻抗。可以看出，腔顶部和第一传输线21之间的距离至少是通道顶部和第一传输线之间的距离h的两倍。已经发现，为了改善与开孔的耦合，在开孔附近，在第一传输线上方的腔顶部的高度优选大于接地板和第一传输线之间的距离，而在通道中，第一传输线优选在接地板和腔顶部之间等距，以提供受控阻抗和良好的回波损耗。如图8所示，在第一传输线21和接地板22之间以及在第一传输线21和导电外壳43中的腔顶部之间提供相同的距离h。例如，为了在4.9-8GHz范围内操作，第一传输线上方的腔顶部的高度可以是4mm，并且h可以是1mm。

如图8和图9的实施方式所示，第一传输线可以由柔性膜19上的印刷轨道形成，其中在柔性膜和接地板之间具有气隙。例如，该膜可以是聚酯膜，诸如聚酯薄膜，厚度为50微米，且相对介电常数(也称为介电常数)为3.3。膜19和接地板22之间的距离大致与膜19和导电外壳43中的通道顶部之间的距离相同。由于介电材料主要是空气，这提供了第一传输线的低损耗实现方式，同时膜和接地板之间的距离与膜和通道顶部之间的距离大致相同，减少了对薄膜的位移阻抗的影响。这种坚固的传输线装置可以用于在各种应用中提供RF信号的分布，并且不限于如本实施方式中的与通过接地板中的开孔耦合的信号一起使用。

图10是示出射频传输装置的分解图的示意图，该射频传输装置包括覆盖开孔的导电外壳，其中，每个终止腔44a、44b和狭槽14填充有空气。当开孔没有部分填充有固体介电材料时，导电外壳装置还具有较低损耗的优点。

上述实施方式将被理解为本发明的说明性示例。应当理解，关于任何一个实施方式描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施方式的一个或多个特征结合使用，或者与任何其他实施方式的任何组合结合使用。此外，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面没有描述的等同物和修改。

Claims (23)

1.一种射频传输装置，包括：

接地板，所述接地板具有相对的第一侧和第二侧以及从所述第一侧穿过所述接地板到所述第二侧的开孔，所述开孔包括狭槽，所述狭槽在所述接地板的所述第一侧的平面中具有细长的截面，所述截面具有沿着所述截面的长度延伸的大致平行侧，并且所述狭槽具有为所述狭槽的所述截面的所述平行侧之间的距离的宽度；

第一传输线，包括与所述接地板的所述第一侧成大致平行的关系设置在所述接地板的所述第一侧上的第一细长导体，所述第一传输线具有以第一终止头终止的端部；和

第二传输线，包括与所述接地板的所述第二侧成大致平行的关系设置在所述接地板的所述第二侧上的第二细长导体，所述第二传输线具有以第二终止头终止的端部，

其中，所述第一传输线被布置成在邻近所述第一终止头的点处穿过所述狭槽，并且所述第二传输线被布置成在邻近所述第二终止头的点处穿过所述狭槽，

其中，所述接地板的厚度大于所述狭槽的宽度，并且

其中，所述开孔部分填充有固体介电材料，并且部分填充有空气，

其中，所述开孔包括在所述狭槽的每个端部处的终止腔，并且每个终止腔填充有所述固体介电材料，并且所述狭槽填充有空气。

2.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，每个终止腔是圆柱形的。

3.根据权利要求2所述的射频传输装置，其中，每个圆柱形终止腔具有在射频传输结构的工作频率下的所述固体介电材料的波长的大致0.1的直径。

4.根据权利要求2所述的射频传输装置，其中，每个圆柱形终止腔具有在射频传输结构的工作频率下的所述固体介电材料的波长的大致四分之一的圆周。

5.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述固体介电材料是适合用作印刷电路板衬底材料的材料。

6.根据权利要求5所述的射频传输装置，其中，所述固体介电材料是环氧玻璃复合材料。

7.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述接地板由具有导电涂层的非导电模制件构成。

8.根据权利要求7所述的射频传输装置，其中，所述非导电模制件包括塑料材料，并且导电表面包括铜。

9.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述接地板由金属构成。

10.根据权利要求9所述的射频传输装置，其中，所述接地板由铸铝构成。

11.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述接地板的厚度大于所述狭槽的宽度的四倍。

12.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述狭槽的宽度大于1mm，并且所述接地板的厚度大于5mm。

13.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述狭槽的宽度在1至3mm的范围内，并且所述接地板的厚度在5至15mm的范围内。

14.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述狭槽具有小于所述射频传输装置的工作频率下的空气中的波长的长度。

15.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述狭槽具有小于所述射频传输装置的工作频率下的空气中的波长的0.3的长度。

16.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述第一传输线直接相对所述第二传输线穿过所述狭槽的点穿过所述狭槽。

17.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述第一传输线在从所述第二传输线穿过所述狭槽的点沿所述狭槽偏移的点处穿过所述狭槽。

18.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述第一终止头和所述第二终止头具有在射频传输结构的工作频率下的波长的大致0.1的直径。

19.根据权利要求1所述的射频传输装置，其中，所述接地板具有自所述第二侧的突起，所述突起被布置成穿过与所述接地板成大致平行关系设置的金属板中的开口，并且所述开孔被布置成穿过所述突起，从而提供通过所述金属板到所述第二传输线的射频连接。

20.根据权利要求1所述的射频传输装置，包括设置在所述接地板的所述第一侧上的导电外壳，所述导电外壳电连接到所述接地板，并且具有面向所述接地板的所述第一侧的腔，所述腔的壁和顶部被布置成包围并覆盖所述第一传输线的至少一部分和所述开孔。

21.根据权利要求20所述的射频传输装置，其中，所述导电外壳具有穿过所述腔的壁的入口通道，所述入口通道覆盖所述第一传输线的至少一部分，从而允许所述第一传输线进入所述腔。

22.根据权利要求21所述的射频传输装置，其中，所述腔的顶部和所述第一传输线之间的距离是所述通道的顶部和所述第一传输线之间的距离的至少两倍。

23.根据权利要求21所述的射频传输装置，其中，所述第一传输线由柔性膜上的印刷轨道形成，所述印刷轨道被设置成在所述柔性膜和所述接地板之间具有气隙，其中，所述柔性膜和所述接地板之间的距离与所述柔性膜和所述通道的顶部之间的距离大致相同。

Images