CN1124539A - 传输线及其设计方法 - Google Patents

传输线及其设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1124539A
CN1124539A CN95190179A CN95190179A CN1124539A CN 1124539 A CN1124539 A CN 1124539A CN 95190179 A CN95190179 A CN 95190179A CN 95190179 A CN95190179 A CN 95190179A CN 1124539 A CN1124539 A CN 1124539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductor
transmission line
characteristic impedance
copline
highest frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN95190179A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1040268C (zh
Inventor
路易斯·J·范纳拉
詹姆斯·P·菲利普斯
埃里克·L·克伦茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Mobility LLC
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of CN1124539A publication Critical patent/CN1124539A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1040268C publication Critical patent/CN1040268C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237—High frequency adaptations

Landscapes

  • Waveguides (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

一种具有有限横截面、一定几何图形和改进的特性阻抗容差的传输线。该传输线的几何图形利用具有一个反射板的边垂耦合和共平面耦合的一种独特组合，以改进特性阻抗的容差。第一，可采用大些的共平面间隙来减小蚀刻误差。第二，利用边垂耦合和共平面耦合来决定传输线特性阻抗，还可减小对内部介质厚度的敏感性。第三，使两个信号运载导体设在同一层上，以消除边垂耦合中配准误差的影响。

Description

传输线及其设计方法
本发明涉及传输线，具体涉及一种横截面小的平衡传输线及其设计方法。
通常，平衡传输线用在两个电路之间差分地传输射频信号(RF)。横电磁波(TEM)传输线传统上包含至少两个导体，用以传输射频信号。两个导体的几何形状和所用的介电材料决定了传输线的特性阻抗和质量。过去，几何图形诸如图1示例的边垂耦合传输线、图2示例的共平面传输线和图3示例的微带传输线业已在特定应用中用以作为传输线。然而，在将这些特定的几何形状的传输线试图用于有限截面的传输线时，图1至图3示例的这些传统几何形状的传输线不能提供具有所需范围内特性阻抗。传输线的横截面与传输线几何图形的高度和宽度有关。这三种几何图形之所以不具有容许的特性阻抗是因为导体图案蚀刻、导体图案配准和介电片的厚度在制造上有偏差。此外，微带传输线是一种不平衡传输线。鉴此，提供一种具有有限横截面而特性阻抗在所需范围内、并能容易制造的传输线，将是十分有益的。
图1示出先有技术的边垂耦合传输线的几何图形。
图2示出先有技术的共平面传输线的几何图形。
图3示出先有技术的微带传输线几何图形的示例图。
图4示出按照本发明所采用的对称平面的示例图。
图5示出按照本发明的传输线的示例图。
图6示出按照本发明的图5所示的传输线的透视图。
图7示出按照本发明的传输线的几何图形所测试的一个容差表。
图8示出对先有技术的传输线图形所测得的两个容差表。
本发明的优选实施例涉及一种传输线的几何图形，该图形对于有限截面的传输线具有改进的特性阻抗容差。该传输线几何图形利用边垂耦合和共平面耦合与反射板的独特组合，来改进特性阻抗容差。第一，利用一个较大的共平面间隙来减小蚀刻误差的影响。第二，利用边垂耦合和共平面耦合来确定传输线特性阻抗，也可减小内部介质厚度的敏感性。第三，使运载两个信号的导体在同一层上，消除了边垂耦合中配准误差的影响。
边垂耦合传输线几何图形如图1所示，其特征阻抗对第一导体101与第二导体103之间的介电材料的厚度很敏感；对第一导体101与第二导体103之间的配准偏差很敏感；对第一导体101和第二导体103的宽度很敏感。图8的表801示出对于具有所需导体宽度0.39mm、介质厚度0.125mm的50Ω传输线而言，边垂耦合传输线几何图形对蚀刻或线路宽度和介质的不精确度的容差。从表801可以看到，边垂耦合传输线几何图形因差异引起的变化约为-24.5％到+27％。图8的表803示出，边垂耦合传输线几何图形的容差与导体宽度和第一导体101与第二导体103之间配准偏差之间的关系。从表803可以看到，对于给定的配准偏差，边垂耦合传输线几何图形的容差在-8％到+17％之间变化。
共平面耦合传输线几何图形如图2所示，当设计准则要求传输线总宽度小于1.6mm时，它不能够提供50Ω的传输线。原因在于，具有导体宽度1.6mm的502传输线需要共平面间隙为0.025mm。对于给定的应用，这种宽度的间隙依现行的可利用技术是难以制造的。共平面间隙在图2表示为第一导体201与第二导体203之间的距离并在图2中标为Y。
为了克服现有传输线几何图形的缺点，现已发明了一种新的传输线几何图形，它利用了边垂耦合传输线几何图形和共平面耦合传输线几何图形的特性。图4的第一部分是出自共平面耦合传输线几何形态的一个对称平面的示例，它由新的传输线几何图形采用。图4的第二部分是出自边垂耦合传输线几何图形的一个对称平面的示例，它也由新的传输线几何图形态采用。
图5示出按照本发明的传输线几何图形500示例图。传输线几何图形500包括有第一导体501、第二导体503和第三导体505。第一导体501与第二导体503边垂耦合，如同图5电容器507所示的传统式共平面几何图形一样。第一导体501与第二导体503边垂耦合还利用第三导体505作为反射板，如图5的电容器509所示的那样。有效的边垂高度等于第三导体505与第一导体501和第二导体503所组成平面间距的两倍。在优选实施例中，第一导体501和第二导体503用在无线电接收机与天线之间运载射频信号。第三导体505是悬浮导体，用来包容第一导体501与第二导体503之间的电场，借此，反射出导体501和503的影像。通常将第三导体称作“反射板”。典型的是，在第三导体505与第一导体501和第二导体503所组成平面之间的空间内填满介电材料。另一种可替的方案是，该空间可以保留为空的。在优选的实施例中，介电材料是可挠性的电路板材料，它通常简称为“挠性材料”，其介电常数εr等于3.4。
此外，第三导体505在其长度方向上具有周期性的间断，以抑制不需要的传输模式，诸如横电波(TE)、横磁波(TM)或者横电磁波(TEM)。周期性间断是通过使第三导体沿其长度设有断裂实现的。周期性间断之间的电气距离长度应小于传输线500上要传输的最高频率的四分之一波长。在优选实施例中，周期性间断发生在传输线上传输的最高频率的每十分之一波长处。传输的最高频率是1.5GHz。
图7所示的表示明新传输线几何图形对于50Ω传输线在各项容差下的结果。对于给定的容差下，特性阻抗与边垂耦合的容差其变化为-24.5％到+27％相比较，变化为-15.2％到+17.2％。为此，新传输线几何图形对于小横截面的传输线设计允许宽一些的误差容限。
为了设计采用这种几图形的传输线，应依循下面的过程。第一，确定传输线的所需的物理横截面积，其中包括传输线的高度和宽度。在优选实施例中，总高度不超过0.311mm，内部介质限制于0.100mm，传输线宽度不超过1.6mm。第二，确定所需的传输线特性阻抗Zod。在优选实施例中，所需的特性阻抗Zod等于50Ω。第三，确定在传输线上所采用的传输最高频率，以及它在传输线中相应的波长。在优选实施例中，传输的最高频率是1.5GHz，它在传输线中对应的波长为110mm。第四，选取第一导体501与第二导体503之间的共平面间隙Y。该共平面间隙Y应选取得小到由给定的现行制造技术能便利地制造出来。共平面间隙将产生一个共平面特性阻抗Zoc，它大于所需的传输线特性阻抗Zod。在优选实施例中，共平面间隙Y选取为等于0.25mm。利用该传输线的共平面间隙Y和总宽度，可计算第一导体501和第二导体503的最大的相等的宽度。在优选实施例中，第一导体501和第二导体503的宽度都等于0.55mm。第五，计算第一导体501与第二导体503之间的边垂高度，以满足下式的要求：
1/Zod＝1/Zoc＋1/Zob，该式是对所得出的传输线有效阻抗的粗略估算。在优选实施例中，边垂高度等于0.200mm。第六，将第三导体505与第一导体501和第二导体503所组成平面之间的距离设定为等于计算出的边垂高度的一半。第七，设制计算的几何图形，然后，最终地调整尺寸，以得到所需的特性阻抗。大体上说，作为上式求解所得的结果的估算值将给出比所需特性阻抗Zod要低些的一个特性阻抗值。在制造这个计算出的几何图形之前，利用一个高频结构仿真器(诸如应用惠普公司可供应的高频结构仿真器85180A)做出精确的模型。作为一个可选用的步骤，可以沿第三导体505的长度方向设计出周期性的间断。在第三导体505上做成的周期性间断或断裂其每间隔应小于沿传输线500上要传输的最高频率的四分之一波长。在优选实施例中，周期性间断每间隔为传输线500上要传输的最高频率的十分之一波长(20mm)。图6是图5中传输线的透视图，从图6中可以清楚地看到第三导体505上的间断。

Claims (10)

1.一种传输线，用以传输一个具有最高频率的所需信号，该最高频率具有一个第一波长，其特征在于，所述传输线包括：
一条第一导体，具有第一预定宽度，配置在一个第一平面内；
一条第二导体，与该第一导体实质上相平行，它与该第一导体共平面并间隔开，具有一个第二预定宽度；
一条第三导体，从第一平面升起，实质上平行于该第一平面，该第三导体具有一个第三预定宽度和一个长度，并沿长度方向上按照一个预定的间距有间断，每个间断小于最高频率的四分之一波长。
2.按照权利要求1的传输线，其特征在于，第三预定宽度大于第一预定宽度与第二预定宽度之和。
3.按照权利要求1的传输线，其特征在于，在第一导体和第二导体所组成平面与第三导体之间是介电材料。
4.按照权利要求1的传输线，其特征在于，所需的信号在第一导体和第二导体上差分地传输。
5.按照权利要求4的传输线，其特征在于，第三导体对于第一导体和第二导体来说是一个反射板。
6.按照权利要求1的传输线，其特征在于，所述的预定的距离等于最高频率的十分之一波长。
7.按照权利要求1的传输线，其特征在于，所述的传输线是平衡传输线。
8.一种设计传输线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定所需的传输线物理横截面，包括高度和宽度；
确定所需的传输线特性阻抗Zod；
确定传输线上传输的最高频率，该最高频率具有一个波长；
选取第一导体与第二导体之间的共平面间隙，选取第一导体和第二导休的宽度，借以形成一个共平面特性阻抗Zoc，以使共平面特性阻抗Zoc大于传输线特性阻抗Zod；
响应传输线特性阻抗Zod和共平面特性阻抗Zoc，计算第一导体与第二导体之间的边垂高度，借此形成一个边垂特性阻抗Zob；
设定第三导体与第一导体和第二导体所组成平面之间的距离等于边垂高度的一半；
沿第三导体的长度方向上以小于最高频率的四分之一波长的间距作出断裂。
9.按照权利要求8的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：响应选取共平面间隙的步骤，选取一种具有一定介电常数的介电材料。
10.按照权利要求8的设计方法，其特征在于，计算步骤还包括要满足公式：1/Zod＝1/Zoc＋1/Zob。
CN95190179A 1994-03-11 1995-02-07 传输线 Expired - Lifetime CN1040268C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/209,336 US5539360A (en) 1994-03-11 1994-03-11 Differential transmission line including a conductor having breaks therein
US08/209,336 1994-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1124539A true CN1124539A (zh) 1996-06-12
CN1040268C CN1040268C (zh) 1998-10-14

Family

ID=22778365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95190179A Expired - Lifetime CN1040268C (zh) 1994-03-11 1995-02-07 传输线

Country Status (19)

Country Link
US (1) US5539360A (zh)
JP (1) JP3390010B2 (zh)
KR (1) KR100260694B1 (zh)
CN (1) CN1040268C (zh)
AU (1) AU677899B2 (zh)
BR (1) BR9505653A (zh)
CA (1) CA2160257A1 (zh)
DE (1) DE19580382C1 (zh)
ES (1) ES2120353B1 (zh)
FI (1) FI955064A (zh)
FR (1) FR2717326B1 (zh)
GB (1) GB2292017B (zh)
HU (1) HU9503236D0 (zh)
IT (1) IT1277859B1 (zh)
SE (1) SE507144C2 (zh)
SG (1) SG90010A1 (zh)
TW (1) TW263620B (zh)
WO (1) WO1995024743A1 (zh)
ZA (1) ZA951145B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100452544C (zh) * 2005-09-24 2009-01-14 三星电子株式会社 便携终端的多个板之间的连接结构

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141869A (en) 1998-10-26 2000-11-07 Silicon Bandwidth, Inc. Apparatus for and method of manufacturing a semiconductor die carrier
JP2000151218A (ja) * 1998-10-29 2000-05-30 Agilent Technol Inc 高周波回路用伝送線路
TW413997B (en) * 1999-04-02 2000-12-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Flexible printed circuit board (FPC) and method for making the same
US6624729B2 (en) * 2000-12-29 2003-09-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Slotted ground plane for controlling the impedance of high speed signals on a printed circuit board
US7049901B2 (en) * 2002-12-10 2006-05-23 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Parallel plate wave-guide structure in a layered medium for transmitting complementary signals
US7088201B2 (en) * 2004-08-04 2006-08-08 Eudyna Devices Inc. Three-dimensional quasi-coplanar broadside microwave coupler
JP4958849B2 (ja) * 2008-06-19 2012-06-20 パナソニック株式会社 差動伝送線路
CN101861050A (zh) * 2009-04-13 2010-10-13 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 软性电路板
EP2391191A1 (fr) * 2010-05-28 2011-11-30 Thales Dispositif d'interconnexion pour circuits électroniques, notamment des circuits électroniques hyperfréquence
US9112550B1 (en) 2014-06-25 2015-08-18 Kandou Labs, SA Multilevel driver for high speed chip-to-chip communications
US10153591B2 (en) * 2016-04-28 2018-12-11 Kandou Labs, S.A. Skew-resistant multi-wire channel
EP3449606A4 (en) 2016-04-28 2019-11-27 Kandou Labs S.A. LOW POWER MULTILAYER ATTACK CIRCUIT
US10496583B2 (en) 2017-09-07 2019-12-03 Kandou Labs, S.A. Low power multilevel driver for generating wire signals according to summations of a plurality of weighted analog signal components having wire-specific sub-channel weights
CN111106418B (zh) * 2018-10-29 2022-10-14 康普技术有限责任公司 低频及直流信号隔离装置以及天线
US12063034B2 (en) 2022-08-30 2024-08-13 Kandou Labs SA Line driver impedance calibration for multi-wire data bus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB747703A (en) * 1953-12-22 1956-04-11 Emi Ltd Improvements in or relating to electrical transmission lines
US3634808A (en) * 1969-11-17 1972-01-11 Aerojet General Co Electrical connectors and attachments
DE2444228C3 (de) * 1974-09-16 1978-08-17 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Anordnung zur Erhöhung des Wellenwiderstandes von Streifenleitungen
US4441088A (en) * 1981-12-31 1984-04-03 International Business Machines Corporation Stripline cable with reduced crosstalk
US4707671A (en) * 1985-05-31 1987-11-17 Junkosha Co., Ltd. Electrical transmission line
US4891616A (en) * 1988-06-01 1990-01-02 Honeywell Inc. Parallel planar signal transmission system
JP2736107B2 (ja) * 1989-03-14 1998-04-02 株式会社東芝 信号配線基板
GB2229332A (en) * 1989-03-15 1990-09-19 Multitone Electronics Plc Frequency synthesisers
US5084864A (en) * 1990-05-14 1992-01-28 The Boeing Company Broadband, inductively coupled, duplex, rf transmission system
US5304959A (en) * 1992-10-16 1994-04-19 Spectrian, Inc. Planar microstrip balun

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100452544C (zh) * 2005-09-24 2009-01-14 三星电子株式会社 便携终端的多个板之间的连接结构

Also Published As

Publication number Publication date
BR9505653A (pt) 1996-04-09
DE19580382C1 (de) 1998-03-26
ES2120353B1 (es) 1999-04-16
CA2160257A1 (en) 1995-09-14
ITRM950139A0 (it) 1995-03-08
GB2292017A (en) 1996-02-07
ZA951145B (en) 1995-10-17
JPH08510624A (ja) 1996-11-05
SE9503988L (sv) 1995-11-10
SG90010A1 (en) 2002-07-23
SE9503988D0 (sv) 1995-11-10
SE507144C2 (sv) 1998-04-06
ITRM950139A1 (it) 1996-09-08
GB9522031D0 (en) 1996-01-03
US5539360A (en) 1996-07-23
FR2717326A1 (fr) 1995-09-15
FI955064A0 (fi) 1995-10-24
FR2717326B1 (fr) 1997-01-10
GB2292017B (en) 1997-12-17
TW263620B (zh) 1995-11-21
ES2120353A1 (es) 1998-10-16
KR100260694B1 (ko) 2000-07-01
IT1277859B1 (it) 1997-11-12
JP3390010B2 (ja) 2003-03-24
HU9503236D0 (en) 1996-01-29
AU677899B2 (en) 1997-05-08
WO1995024743A1 (en) 1995-09-14
CN1040268C (zh) 1998-10-14
FI955064A (fi) 1995-10-24
AU1735695A (en) 1995-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1040268C (zh) 传输线
US5585771A (en) Helical resonator filter including short circuit stub tuning
US6573801B1 (en) Electromagnetic coupler
US6400238B1 (en) Dielectric filter having side surface indentation
US7394337B2 (en) Multilayer interconnection board
US7026884B2 (en) High frequency component
JP2002531960A (ja) プリント回路ボード及びその製造方法
EP1665450B1 (en) Transmission line
JPH10200311A (ja) 裏面接地導体付きコプレーナウエーブガイド線路
EP0437115B1 (en) Broadband stripline coupler
US6624722B2 (en) Coplanar directional coupler for hybrid geometry
De Ronde Wide-band high directivity in MIC proximity couplers by planar means
JPH08129058A (ja) 磁界センサ
CN212366168U (zh) 一种正交耦合器
EP0068345A1 (en) Symmetrical coupled line coplanar waveguide filter
EP0256511B1 (en) Directional coupler
CN109786913B (zh) 一种基于薄膜电阻的射频同轴负载
JPS604603B2 (ja) 伝送モ−ド変換器
Buntschuh High directivity microstrip couplers using dielectric overlays
JP3614750B2 (ja) 誘電特性の算出方法
JPS6150402B2 (zh)
CN111697306A (zh) 一种正交耦合器
JPH01179501A (ja) 高周波伝送基板
JPS60213078A (ja) 高周波プリント基板
JP3185836B2 (ja) 高周波線路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MOTOROLA MOBILE CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: MOTOROLA INC.

Effective date: 20101230

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20101230

Address after: Illinois Instrunment

Patentee after: Motorola Mobility LLC

Address before: Illinois Instrunment

Patentee before: Motorola Inc.

C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term

Expiration termination date: 20150207

Granted publication date: 19981014