CN112952330A

CN112952330A - 一种非平面微带线结构

Info

Publication number: CN112952330A
Application number: CN202110142596.9A
Authority: CN
Inventors: 何亮
Original assignee: Chengdu Zhongwei Puye Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Zhongwei Puye Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2041-02-02
Also published as: CN112952330B

Abstract

本申请涉及一种非平面微带线结构，属于微带线的领域，用于解决相关技术中微带线路径容易受限的问题，其包括基片、介质和导体带，其中，基片包括第一端部、连接部和第二端部，第一端部和第二端部处于同一平面，连接部连接第一端部和第二端部且与第一端部和第二端部所在平面形成用于容置电气元件的容置空间，介质敷设于基片、导体带敷设于介质。该非平面微带线结构能够以平面微带线的方式应用于微波集成电路，但其能够跨过电气元件，降低了微带线路径与电气元件干涉、受电气元件限制的可能。

Description

一种非平面微带线结构

技术领域

本申请涉及微带线的领域，尤其是涉及一种非平面微带线结构。

背景技术

微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，其一般适合制作微波集成电路的平面结构传输线。

在微波集成电路中，电气元件的设置会影响平面结构的微带线的路径，即设置有电气元件的位置不允许平面结构的微带线经过。

针对上述相关技术，发明人认为，微波集成电路中平面结构的微带线的路径无法经过电气元件，使微带线的路径容易受限。

发明内容

为了降低微带线路径受限的可能，本申请提供了一种非平面微带线结构。

本申请提供的一种非平面微带线结构采用如下的技术方案：

一种非平面微带线结构，包括：

基片，所述基片包括第一端部、第二端部以及连接所述第一端部和第二端部的连接部；所述第一端部和第二端部沿同一平面设置，所述连接部与所述平面之间形成用于容置电气元件的容置空间；

介质，为敷设于所述第一端部一面、第二端部一面以及连接部一面的层结构；以及

导体带，敷设于所述介质，所述连接部上的导体带连接所述第一端部上的导体带和第二端部上的导体带。

通过采用上述技术方案，第一端部和第二端部沿同一平面设置，可以平面结构的微带线的方式设置于平面的微波集成电路；连接部与第一端部和第二端部之间形成容置电气元件的容置空间，使该非平面微带线结构能够跨过电气元件，即设置有电气元件的位置也能够允许微带线路径经过，从而降低了微带线路径受电气元件限制的可能。

可选的，所述第一端部、第二端部和连接部一体成型形成所述基片；

所述介质敷设于一体成型的基片背离所述容置空间的一面；

所述导体带有一条，该导体带一端敷设于所述第一端部的介质，另一端敷设于所述第二端部的介质，中间部分敷设于所述连接部的介质。

通过采用上述技术方案，一体成型的基片具有较为优越的结构稳定性，整体的一条导体带连接性能更佳，且一体式的非平面微带线结构在设置时不必组装，设置更为便捷。

可选的，所述连接部包括均为矩形的第一竖立部、第二竖立部和平行部，所述第一竖立部和第二竖立部等长，所述连接部两端分别垂直连接所述第一竖立部的一端和第二竖立部的一端；

所述第一竖立部和第二竖立部另外的端部分别垂直连接所述第一端部一侧和第二端部一侧。

通过采用上述技术方案，连接部由两两垂直的第一竖立部、平行部和第二竖立部组成，且第一竖立部和第二竖立部分别与第一端部和第二端部垂直，使该非平面微带线结构整体形状更为规则，便于该非平面微带线结构加工成型。

可选的，所述第一端部和连接部、和/或相邻两个连接部、和/或连接部和第二端部之间装配连接；所述第一端部、连接部和第二端部的导体带装配连接。

通过采用上述技术方案，第一端部与连接部、相邻两个连接部以及连接部与第二端部装配连接，有利于以单元化的形式构建第一端部、连接部和第二端部并最终组装形成整体的非平面微带线结构，该非平面微带线结构不需针对实际场景需要进行针对性设计，有利于降低非平面微带线结构的设置成本。

可选的，所述第一端部与连接部之间、和/或相邻两个连接部之间、和/或连接部与第二端部之间包括垂直连接结构；

所述垂直连接结构用于连接第一平面微带结构和第二平面微带结构；垂直连接结构包括：过孔和连接导体；

所述过孔贯穿所述第一平面微带结构的导体带一节点、相应位置介质和基片；

所述连接导体穿设于所述过孔，一端连接所述第一平面微带结构的导体带的该一节点；

所述第二平面微带结构的基片垂直连接所述第一平面微带结构的基片，所述连接导体另一端连接所述第二平面微带结构的导体带一节点。

通过采用上述技术方案，以连接导体和过孔连接第一平面微带结构和第二平面微带结构的方式较为简单，为该非平面微带线结构的组装提供了便利。

可选的，所述第一端部、第二端部和连接部的介质上均敷设有接地层，所述接地层和所述导体带之间设置有间隔。

通过采用上述技术方案，接地层能够对导体带内的信号进行束缚，有利于降低导体带内信号的能量损耗，有利于改善该非平面微带线结构传输信号失真的可能，改善该非平面微带线结构传输信号的效果。

可选的，相邻所述连接部上的接地层连接，连接部上的接地层还分别连接所述第一端部和第二端部上的接地层。

通过采用上述技术方案，第一端部、连接部及第二端部上的接地层均连接，使第一端部和/或第二端部上的接地层接地即可实现该非平面微带线结构上的接地层全部接地，有利于为该非平面微带线结构的接地层结构设计提供方便。

可选的，所述第一端部和/或第二端部上设置有接地柱，接地柱沿垂直于所在第一端部或第二端部方向穿设于所在第一端部或第二端部，所述接地柱一端连接接地层、另一端穿至所述基片背离所述接地层一面。

通过采用上述技术方案，以接地柱能够连接接地层和该非平面微带线结构上的接地端子，结构简单，设置方便。

可选的，所述第一平面微带结构和第二平面微带结构的介质上均敷设有与导体带留有间隔的接地层，所述第一平面微带结构上设置有接地柱，所述接地柱沿垂直于所述第一平面微带结构方向穿设于所述第一平面微带结构；所述接地柱一端连接所述第一平面微带结构的接地层，另一端穿至所述第一平面微带结构的基片背离接地层一面、以连接所述第二平面微带结构的接地层。

通过采用上述技术方案，垂直连接结构之间的接地层之间通过接地柱连接，使第一平面微带结构和第二平面微带结构的接地层实现连接，连接结构较为简单，设置较为方便。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.提供了一种非平面微带线结构，该非平面微带线结构能够适用于微波集成电路，并可跨过电气元件，使微带线的路径能够途径电气元件，有利于降低电气元件对微带线路径的限制；

2.带有一体成型基片和导体带的非平面微带线结构连接效果、稳定性均较好，设置也较为方便；

3.装配式的非平面微带线结构便于该非平面微带线结构的单元化设计，有利于降低针对具体场景设计该非平面微带线结构的成本，装配方式也较为简单。

附图说明

图1示出了本申请实施例一中的一种非平面微带线结构的整体示意图。

图2示出了本申请实施例一中的一种非平面微带线结构的装配示意图。

图3示出了本申请实施例一中的一种非平面微带线结构的层结构示意图。

图4示出了图3中A部分的放大图。

图5示出了本申请实施例二中的一种非平面微带线结构的整体示意图。

图6示出了本申请实施例二中的一种非平面微带线结构的装配示意图。

图7示出了本申请实施例二中的一种非平面微带线结构的层结构示意图。

图8示出了图7中B部分的放大图。

图9示出了本申请实施例二中带有一个连接柱的结构的反射损耗仿真图像示意图。

图10示出了本申请实施例二中带有一个连接柱的结构的插入损耗仿真图像示意图。

附图标记说明：1、基片；2、介质；3、导体带；31、扩大头；32、连接柱；4、接地层；41、接地柱；5、连通层；10、第一端部；20、第一连接部；30、第二连接部；40、第三连接部；50、第二端部。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，非平面微带线结构为一种微带线非平面跳线方式，其能够设置于相关技术中的微波集成电路，应用于微带线路径需要经过电气元件的场景，其采用跳出微波集成电路平面电路板的方式跳过电气元件，以降低微带线路径受电气元件限制的可能。

实施例一：

参照图1至图4，一种非平面微带线结构，包括：基片1、介质2和导体带3。其中导体带3用作微波信号的传输带，介质2为导体带3传输微波信号提供可能，基片1作为介质2和导体带3的载体。

基片1一体成型，其包括第一端部10、第一连接部20、第二连接部30、第三连接部40和第二端部50。

第一端部10、第一连接部20、第二连接部30、第三连接部40和第二端部50为等宽的矩形板。第一连接部20一端垂直连接第一端部10一端。第二连接部30一端垂直连接第一连接部20远离第一端部10的一端，且另一端朝向背离第一端部10所在的第一连接部20的一侧延伸。第三连接部40一端垂直连接第二连接部30远离第一连接部20的一端，且另一端朝向第一连接部20所在的第二连接部30一侧延伸，第一连接部20和第三连接部40等长。第二端部50一端垂直连接第三连接部40远离第二连接部30的一端，且另一端朝向背离第二连接部30所在第三连接部40的一侧连接。

上述连接方式使基片1的第一端部10和第二端部50处于同一平面，且第一连接部20、第二连接部30和第三连接部40组合形成的整体与第一端部10和第二端部50所在平面之间形成用于容置电气元件的容置空间。应用该非平面微带线结构时，第一端部10和第二端部50所在平面用作与微波集成电路的平面电路板配合，第一连接部20、第二连接部30和第三连接部40与电路板之间形成的容置空间能够容置电气元件，从而实现非平面微带线结构跨过电气元件。

介质2敷设于一体成型的基片1背离容置空间的一个整体连通的面上。具体来说，第一端部10朝向第一连接部20所在一面上敷设有介质2，第一连接部20朝向第一端部10所在一面上敷设有介质2，第二连接部30背离第一连接部20和第三连接部40的面上敷设有介质2，第三连接部40朝向第二端部50所在一面上敷设有介质2，第二端部50朝向第三连接部40所在一面上敷设有介质2。前述介质2所在的面相连通，该面即背离容置空间的一面，使基片1不同部分的介质2能够连通。

导体带3有一条，该导体带3敷设于介质2上。具体来说，导体带3一端位于第一端部10远离第一连接部20一端的大致中间位置，另一端位于第二端部50远离第三连接部40一端的大致中间位置，导体带3途径第一端部10、第一连接部20、第二连接部30、第三连接部40以及第二端部50宽度的大致中间部分，从而形成第一端部10和第二端部50上导体带3的连接。

介质2上还可以敷设有接地层4，接地层4为金属层，其与导体带3之间留有间隔，以保证接地层4与导体带3之间不导通。

接地层4用于与微波集成电路上的接地端子连接，以使接地层4接地。接地层4接地能够对导体带3中的微波信号形成束缚，以降低导体带3内微波信号的能量损耗，继而实现改善该非平面微带线结构传输信号失真的可能，改善该非平面微带线结构传输信号的效果。

接地层4还连接有接地柱41，接地柱41为圆柱形金属柱，其沿垂直于基片1方向穿设于基片1，具体来说，接地柱41一端连接接地层4，另一端穿至基片1背离介质2一面，以用于与微波集成电路上的接地端子连接。

为了提高接地层4对导体带3中微波信号的束缚效果，将接地柱41设置于接地层4靠近导体带3的位置，且接地柱41设置有多个。多个接地柱41能够改善接地层4的接地效果，且接地柱41靠近导体带3设置，有利于改善接地层4的接地效果，提高接地层4对导体带3中微波信号的束缚效果，并且接地柱41本身对导体带3中的微波信号本身也能够起一定的束缚作用，从而在多个方面导体带3中微波信号传输稳定性和准确性的改善。

由于基片1不同部分上的介质2相连通，故敷设于介质2上的接地层4也能够相连通。

另，基片1背离介质2一侧还敷设有连通层5，连通层5为金属层，接地柱41背离接地层4一侧均连接连通层5，并通过连通层5接地。应理解，基片1上不同部分的连通层5也相连通。

其他常规内容，诸如基片1、介质2和导体带3的选材，基片1、介质2和导体带3的构建方式等，均与平面微带线结构一致，本申请实施例一仅是提供了一种非平面微带线结构。

本申请实施例一中非平面微带线结构的实施原理为：

由于基片1的第一端部10和第二端部50处于同一平面，故该非平面微带线结构能够以常规的平面微带线结构的设置方式设置于微波集成电路。在该非平面微带线结构设置于微波集成电路时，第一连接部20、第二连接部30和第三连接部40能够形成超越微波集成电路的平面电路板的类似“门”型的“桥”，采用该结构能够“跨过”设置于微波集成电路的平面电路板的电气元件，从而降低了微带线路径受电气元件限制的可能，使微带线的应用更为灵活。

该非平面微带线结构设置时，接地层4、接地柱41以及连通层5的接地结构及方式等常规技术也与平面微带线结构一致，均不作具体公开。

实施例二：

参照图5至图8，一种非平面微带线结构，包括基片1、介质2和导体带3。其中导体带3用作微波信号的传输带，介质2为导体带3传输微波信号提供可能，基片1作为介质2和导体带3的的载体。

基片1包括第一端部10、第一连接部20、第二连接部30、第三连接部40和第二端部50。

第一端部10、第一连接部20、第二连接部30、第三连接部40和第二端部50为等宽的矩形板。

第一端部10和第一连接部20一体成型，第一连接部20一端垂直连接第一端部10的一端。第三连接部40和第二端部50一体成型，第三连接部40一端垂直连接第一端部10的一端。

第一端部10朝向第一连接部20的一面以及第一连接部20朝向第一端部10的一面上敷设有介质2。第一端部10和第一连接部20上敷设有导体带3，导体带3一端位于第一端部10远离第一连接部20一端的中间部分，并途径第一端部10和第一连接部20的宽度中间部分，延伸至第一连接部20远离第一端部10一端的中间部分，并在该端部形成圆形的扩大头31。

第一端部10和第一连接部20的介质2还敷设有接地层4，接地层4为金属层，接地层4与导体带3之间留有间隔，以使接地层4和导体带3之间绝缘。

第一端部10和第一连接部20上还设置有多个接地柱41，接地柱41为圆柱形，第一端部10上的接地柱41垂直于第一端部10设置，第一连接部20上的接地柱41垂直于第一连接部20设置，即接地柱41垂直于所在基片1设置。具体来说，接地柱41一端连接接地层4，垂直贯穿所在基片1及基片1上的介质2至所在基片1背离介质2一面。

第一端部10和第一连接部20的基片1背离介质2所在一面还设置有连通层5，连通层5为金属层，连通层5与接地柱41远离接地层4一端连接。

扩大头31位置设置有连接孔，连接孔为圆柱孔，其轴线垂直于第一连接部20且经过第一连接部20上的扩大头31的圆心，连接孔贯穿第一连接部20扩大头31位置的导体带3、介质2、基片1以及连通层5，连通层5与连接孔之间留有间隔。

第二连接部30上敷设有介质2，第二连接部30的介质2上也敷设有一导体带3，该导体带3由第二连接部30一端中间位置途径第二连接部30宽度中间部分至第二连接部30另一端中间位置。第二连接部30上以与第一连接部20和第一端部10上相同手段设置哟接地层4、接地柱41以及连通层5，此处不作具体公开。

第二连接部30和第一连接部20之间通过连接柱32连接，连接柱32为金属柱，连接柱32穿设于第一连接部20上的连接孔，连接柱32一端与导体带3的扩大头31平齐焊接、另一端伸出至连接孔远离扩大头31一端外，连通层5与连接孔之间的间隔使得连通层5与连接柱32之间绝缘。

第二连接部30上的导体带3一端焊接于连接柱32远离扩大头31的端部，且第二连接部30该导体带3一端所在端部垂直于第一连接部20设置，第二连接部30的导体带3朝向第二连接部30上第一端部10所在的端、且第二连接部30平行于第一端部10设置。

第二连接部30上的接地层4和连通层5连接第一连接部20上的连通层5，具体可直接在接触的部分形成焊缝。

第三连接部40和第二端部50形成与第一端部10和第一连接部20类同的结构，二者可以理解为类同的制式元件，无实质性差异，仅命名不同。第三连接部40和第二端部50形成的整体以及其上的介质2、导体带3、接地层4、接地柱41、连通层5的设置形式，以及第三连接部40和第二端部50上的导体带3与第二端部50上的导体带3、以及第三连接部40和第二端部50上的连通层5与第二连接部30上的接地层4的连接也可以参考第一连接部20和第二连接部30的连接，此处不作赘述。

第二连接部30的长度可以根据需要设置，形状也可以根据需要设置，可以为任意平面形成，如矩形、直角形状或任意角度形状、或任意弯曲轨迹形状，其形状依据需要也可以设置为空间折面或曲面，可以为一体成型，也可以为多块基片1装配成型，仅需能够连接第一连接部20和第三连接部40、并形成跨过电器元件的容置空间即可。

参照图9和图10，为本实施例中第一端部10、第一连接部20、第二连接部30部分的仿真结果示意图，图9和图10中，横轴反映微波信号的频率(单位GHz)、纵轴为反映损耗值(单位dB)。其中，第一端部10上导体带用于输入微波信号的端部定义为“1”，第二连接部20用于向第三连接部输出微波信号的端部定义为“2”。

在图9中，S(1,1)是指“1”端的反射损耗仿真结果，S(2，2)是指“2”端的反射损耗的仿真结果，经验证，S(1,1)与S(2，2)在各个频率的结果均小于-26dB，证明以连接柱32装配连接的结构反射损耗与平面微带线基本一致，该装配连接结构可用。

在图10中，S(2,1)是指“2”端与“1”端之间的额插入损耗仿真结果，经验证，S(2,1)的插入损耗在各个频率微波信号的仿真结果均处于百分级，证明以连接柱32装配连接的结构插入损耗较小，该装配连接结构可用。

经发明人试验，微波信号带宽在DC至6GHz时，反射损耗和插入损耗在可用范围内。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种非平面微带线结构，其特征在于，包括：

基片(1)，所述基片(1)包括第一端部(10)、第二端部(50)以及连接所述第一端部(10)和第二端部(50)的连接部；所述第一端部(10)和第二端部(50)沿同一平面设置，所述连接部与所述平面之间形成用于容置电气元件的容置空间；

介质(2)，为敷设于所述第一端部(10)一面、第二端部(50)一面以及连接部一面的层结构；以及

导体带(3)，敷设于所述介质(2)，所述连接部上的导体带(3)连接所述第一端部(10)上的导体带(3)和第二端部(50)上的导体带(3)。

2.根据权利要求1所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述第一端部(10)、第二端部(50)和连接部一体成型形成所述基片(1)；

所述介质(2)敷设于一体成型的基片(1)背离所述容置空间的一面；

所述导体带(3)有一条，该导体带(3)一端敷设于所述第一端部(10)的介质(2)，另一端敷设于所述第二端部(50)的介质(2)，中间部分敷设于所述连接部的介质(2)。

3.根据权利要求2所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述连接部包括均为矩形的第一竖立部、第二竖立部和平行部，所述第一竖立部和第二竖立部等长，所述连接部两端分别垂直连接所述第一竖立部的一端和第二竖立部的一端；

所述第一竖立部和第二竖立部另外的端部分别垂直连接所述第一端部(10)一侧和第二端部(50)一侧。

4.根据权利要求1所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述第一端部(10)和连接部、和/或相邻两个连接部、和/或连接部和第二端部(50)之间装配连接；所述第一端部(10)、连接部和第二端部(50)的导体带(3)装配连接。

5.根据权利要求4所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述第一端部(10)与连接部之间、和/或相邻两个连接部之间、和/或连接部与第二端部(50)之间包括垂直连接结构；

所述过孔贯穿所述第一平面微带结构的导体带(3)一节点、相应位置介质(2)和基片(1)；

所述连接导体穿设于所述过孔，一端连接所述第一平面微带结构的导体带(3)的该一节点；

所述第二平面微带结构的基片(1)垂直连接所述第一平面微带结构的基片(1)，所述连接导体另一端连接所述第二平面微带结构的导体带(3)一节点。

6.根据权利要求1至5中任意一条所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述第一端部(10)、第二端部(50)和连接部的介质(2)上均敷设有接地层(4)，所述接地层(4)和所述导体带(3)之间设置有间隔。

7.根据权利要求6所述的非平面微带线结构，其特征在于，相邻所述连接部上的接地层(4)连接，连接部上的接地层(4)还分别连接所述第一端部(10)和第二端部(50)上的接地层(4)。

8.根据权利要求7所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述第一端部(10)和/或第二端部(50)上设置有接地柱(41)，接地柱(41)沿垂直于所在第一端部(10)或第二端部(50)方向穿设于所在第一端部(10)或第二端部(50)，所述接地柱(41)一端连接接地层(4)、另一端穿至所述基片(1)背离所述接地层(4)一面。

9.根据权利要求5所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述第一平面微带结构和第二平面微带结构的介质(2)上均敷设有与导体带(3)留有间隔的接地层(4)，所述第一平面微带结构上设置有接地柱(41)，所述接地柱(41)沿垂直于所述第一平面微带结构方向穿设于所述第一平面微带结构；所述接地柱(41)一端连接所述第一平面微带结构的接地层(4)，另一端穿至所述第一平面微带结构的基片(1)背离接地层(4)一面、以连接所述第二平面微带结构的接地层(4)。

10.根据权利要求7所述的非平面微带线结构，其特征在于，所述接地柱(41)有多个，多个所述接地柱(41)均靠近导体带(3)设置。