CN114865258B - 一种宽频带跨板连接装置及微带线参量确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种宽频带跨板连接装置及微带线参量确定方法，装置包括：设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线，设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线、第二标准微带线，和设置在上PCB板和下PCB板之间的同轴连接器；第一标准微带线和第二标准微带线用于接收信号和/或输出信号。可见在焊盘与标准微带线之间，依次设置有高阻微带线和低阻微带线，能够增加一个谐振点，实现同轴连接器和标准微带线之间的宽带匹配连接，因此本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置能够在宽频带使用。

Description

一种宽频带跨板连接装置及微带线参量确定方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种宽频带跨板连接装置及微带线参量确定方法。

背景技术

随着通信技术的发展，通信设备逐渐趋向于小型化，且集成度越来越高，整个通信设备可能需要多个PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)叠加来节省平面布局，这种情况就需要一个跨板连接装置来进行电磁能量的稳定传输。

目前，跨板连接装置设计多为典型的微带线和同轴连接线连接装置。现有的这种跨板连接装置的匹配电路比较单一，只能产生一个谐振点，导致使用频段较窄，即整个跨板连接装置无法宽频带使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种宽频带跨板连接装置及微带线参量确定方法，以实现PCB板之间的宽频带连接。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种宽频带跨板连接装置，包括：

设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线，设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线、第二标准微带线，和设置在所述上PCB板和所述下PCB板之间的同轴连接器；

其中，所述第一焊盘、所述第一高阻微带线、所述第一低阻微带线和所述第一标准微带线依次连接；所述第二焊盘、所述第二高阻微带线、所述第二低阻微带线和所述第二标准微带线依次连接；

所述同轴连接器连接所述上PCB板和所述下PCB板，且所述同轴连接器的上端点与所述第一焊盘接触，所述同轴连接器的下端点与所述第二焊盘接触；

所述第一标准微带线和所述第二标准微带线用于接收信号和/或输出信号。

可选的，所述同轴连接器包含内导体和外导体，所述外导体结构为屏蔽腔；

所述同轴连接器的上端点为所述内导体的上端点，所述同轴连接器的下端点为所述内导体的下端点。

所述第一焊盘和所述第二焊盘均设置为隔层参考方式。

可选的，所述同轴连接器为弹簧针POGOPIN同轴连接器。

可选的，所述第一标准微带线和所述第二标准微带线为50欧姆微带线。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种宽频带跨板连接装置的微带线参量确定方法，所述方法包括：

基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；所述预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；

基于所述同轴连接器的目标特性阻抗，以及同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径；

基于所述高阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定所述高阻微带线的第一线宽；

基于所述低阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定所述低阻微带线的第二线宽。

可选的，采用如下公式确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径：

其中，z_c表示同轴连接器的目标特性阻抗，U表示同轴连接器的内导体和外导体之间的电压，I表示同轴连接器的轴向电流，a表示同轴连接器的内导体半径，b表示同轴连接器的外导体半径。

可选的，采用如下公式确定微带线的线宽：

其中，Z₀表示微带线的目标特性阻抗，μ_r表示微带线的介质相对磁导率，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，W表示微带线的线宽，h表示微带线的介质厚度。

可选的，所述方法还包括：

基于色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系，计算色散效应下微带线的线宽。

可选的，所述色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系为：

其中，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，h表示微带线的介质厚度，f表示目标工作频率，f₀表示固定频率值，ε_e表示基于准TEM波理论确定的有效介电常数，Z₀表示基于准TEM波理论确定的微带线的目标特性阻抗，ε'_e表示色散效应下微带线的介质相对介电常数，W'表示基于微带线厚度计算的微带线线宽修正值。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一方法步骤。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法步骤。

本发明实施例有益效果：

可见，本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置及微带线参量确定方法，装置包括设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线，设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线、第二标准微带线，和设置在上PCB板和下PCB板之间的同轴连接器；其中，第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线和第一标准微带线依次连接；第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线和第二标准微带线依次连接；同轴连接器连接上PCB板和下PCB板，且同轴连接器的上端点与第一焊盘接触，同轴连接器的下端点与第二焊盘接触；第一标准微带线和第二标准微带线用于接收信号和/或输出信号。由于在焊盘与标准微带线之间，依次设置有高阻微带线和低阻微带线，能够增加一个谐振点，并实现同轴连接器和标准微带线之间的宽带匹配连接，因此本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置能够在宽频带使用。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的一种结构示意图；

图2(a)为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的微带线分布的上层示意图；

图2(b)为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的微带线分布的下层示意图；

图3为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置中同轴连接器的一种示意图；

图4为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的S参数仿真结果的一种示意图；

图5为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的S参数仿真结果的另一种示意图；

图6为本发明实施例提供的同轴连接器的主模场力线的一种示意图；

图7为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置中焊盘隔层参考示意图；

图8为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的微带线参量确定方法的一种流程示意图；

图9为本发明实施例提供的电子设备的一种结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中术语“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，现有的跨板连接装置中，焊盘与50欧姆微带线直接相连，尽管也能跨板传输信号，但由于匹配电路较为简单，只能产生一个谐振点，导致可用的频带较窄。而当前基站设备的通信通常覆盖多频段，现有的这种跨板连接装置的窄带特性导致必须进行多个频段的不同仿真设计才能满足需求，这就增加大量的设计成本及加工成本。并且，由于其匹配电路较为单一，只能产生一个谐振点，且该谐振点会随着加工误差产生偏移，当偏移量过大时，整个跨板连接装置将无法正常使用，可见，现有的跨板连接装置的加工精度要求也相对较高。

为了解决现有跨板连接装置可用频段较窄，无法适用于宽频带跨板数据传输的技术问题，本发明实施例提供了一种宽频带跨板连接装置。

参见图1，图1为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的一种结构示意图，本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置包括：

设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线，设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线、第二标准微带线，和设置在上PCB板和下PCB板之间的同轴连接器。

其中，设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线依次连接，其中第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线均置于上PCB板的表层，如图2(a)所示；设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线和第二标准微带线依次连接，其中第二高阻微带线、第二低阻微带线和第二标准微带线均置于下PCB板的表层，如图2(b)所示。

本发明实施例中，同轴连接器可以是POGOPIN同轴连接器，其中POGOPIN中文名称为弹簧针，通常由针轴、弹簧、针管三个基本部件通过精密仪器铆压预压之后形成的，其内部包含一个精密的弹簧结构。POGOPIN同轴连接器通常应用于半导体设备，起连接作用。

本发明实施例中，POGOPIN同轴连接器可以设置在上PCB板和下PCB板之间，具体的，上PCB板和下PCB板可以相扣在同轴连接器上。

本发明实施例中，同轴连接器的上端点与第一焊盘接触，具体的，同轴连接器的上端点与第一焊盘可以以焊接方式接触，此外，第一焊盘与第一高阻微带线可以通过焊接方式接触。因此，通过与第一焊盘焊接的方式，第一高阻微带线能够与同轴连接器的上端点连接，也可理解为第一焊盘用于连接第一高阻微带线和同轴连接器的上端点。

相应的，同轴连接器的下端点与第二焊盘可以以焊接方式接触，第二焊盘与第二高阻微带线可以通过焊接方式接触。即第二焊盘用于连接第二高阻微带线和同轴连接器的下端点。

其中，第一焊盘和第二焊盘的大小可以根据宽频带跨板连接装置的具体频点进行设计。

在本发明的一种实施例中，同轴连接器包含内导体和外导体，外导体结构为屏蔽腔。

具体可以参见图3，图3为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置中同轴连接器的一种示意图，如图3所示，同轴连接器的上端点即为内导体的上端点，同轴连接器的下端点即为内导体的下端点。也就是说，同轴连接器中内导体的上端点与第一焊盘接触，同轴连接器中内导体的下端点与第二焊盘接触。

在本发明的一种实施例中，第一标准微带线和第二标准微带线均可以是50欧姆微带线。

本发明实施例中，第一标准微带线和第二标准微带线用于接收信号和/或输出信号。具体的，第一标准微带线用于接收信号，第二标准微带线用于输出信号；或，第二标准微带线用于接收信号，第一标准微带线用于输出信号。

宽频带跨板连接装置的作用是将信号从上PCB板传递到下PCB板，或者将信号从下PCB板传递到上PCB板。第一种情况下，第一标准微带线用于接收信号，第二标准微带线用于输出信号；第二种情况下，第二标准微带线用于接收信号，第一标准微带线用于输出信号。

本发明实施例中，第一标准微带线可以与上PCB板的电子元器件连接，进而可以接收与自身连接的上PCB板的电子元器件发送的信号，或者向与自身连接的上PCB板的电子元器件输出信号；第二标准微带线可以与下PCB板的电子元器件连接，进而可以接收与自身连接的下PCB板的电子元器件发送的信号，或者向与自身连接的下PCB板的电子元器件输出信号。

本发明实施例中，可以基于特性阻抗匹配理论，通过包含高阻、低阻微带线的多级匹配设计，实现同轴连接器与标准微带线之间的宽带匹配连接，进而能够在宽频带范围内传输电磁信号。

其中，对同轴连接器、高阻微带线及低阻微带线的阻抗匹配设计可以参见下文。

经过实际环境测算，本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置，通过包含高阻、低阻微带线的多级匹配设计，能够增加一个谐振点。具体的，在3.5G频段的基础上，增加了2.6G的谐振点，进而宽频带跨板连接装置的宽频带范围覆盖2.6G和3.5G频段。

具体的，本申请的发明人在进行多级匹配设计时，先在焊盘和标准微带线之间添加了高阻微带线，其S参数仿真结果如图4所示，图4为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的S参数仿真结果的一种示意图，可见，在3.5G时谐振带宽较窄，且不适于2.6G和3.5G频段同时使用，要想同时使用，必须增加谐振点，使其在2.6G时的驻波降下来。

进一步的，在高阻微带线和标准微带线之间增加低阻微带线，以增加等效电路的容性值，同时感性值也会少许增加，进而出现另一谐振点，即2.6G的谐振点。

同时增加了高阻微带线和低阻微带线的多级匹配设计，对应的S参数仿真结果如图5所示，图5为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的S参数仿真结果的另一种示意图，可见，包含两个谐振点2.6G和3.5G，且每个谐振点的谐振带宽都较宽，即宽频带范围可以覆盖2.6G和3.5G频段。

图5所示实施例中，经过实际测算，高阻微带线的线宽可以设置为0.734毫米，低阻微带线的线宽可以设置为1.45毫米，标准微带线的线宽为1.08毫米。

上述线宽仅作为一个示例，在实际应用中，可以基于上述包含高阻、低阻微带线的多级匹配设计，仿真计算不同频段下各微带线的阻抗，进而计算各微带线的线宽。

可见，本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置，包括设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线，设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线、第二标准微带线，和设置在上PCB板和下PCB板之间的同轴连接器；其中，第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线和第一标准微带线依次连接；第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线和第二标准微带线依次连接；同轴连接器连接上PCB板和下PCB板，且同轴连接器的上端点与第一焊盘接触，同轴连接器的下端点与第二焊盘接触；第一标准微带线和第二标准微带线用于接收信号和/或输出信号。由于在焊盘与标准微带线之间，依次设置有高阻微带线和低阻微带线，能够增加一个谐振点，并实现同轴连接器和标准微带线之间的宽带匹配连接，因此本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置能够在宽频带使用。

由于本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的宽频带范围覆盖2.6G和3.5G频段，因此无需针对这两个频段分别进行仿真设计，降低了大量的设计成本和加工成本。并且，由于适用频段较宽，即使加工过程中产生一定误差，对可用频段的影响也较低，即本发明实施例提供的跨板连接装置的加工精度要求也相对较低。

本发明实施例中，可以综合同轴连接器、焊盘、高阻微带线、低阻微带线和标准微带线进行阻抗匹配设计，以实现宽频带的电磁信号传输。

为了便于说明，以设置在上PCB板的焊盘、高阻微带线、低阻微带线和标准微带线为例进行说明。

本发明实施例中，同轴连接器的内导体可以是固定的，只需对外导体屏蔽腔进行直径仿真即可。同轴连接器是一种屏蔽性能好且非色散的结构，其导波主模为TEM模，其主模场力线如图6所示，同轴连接器中轴向电流I和内外导体之间的电压U可以表示如下：

上式中，H和E分别为磁场和电场，其下标表示其方向，即其中z、

r表示坐标轴方向，同轴连接器上的行波电压和行波电流之比即为其特性阻抗，对于TEM波，

其中ω表示角频率，ω＝2πf，f表示频率，此外令

由于本设计中同轴连接器内导体和外导体之间填充介质可以为特氟纶非磁性介质，其磁导率μ≈1，则同轴连接器的特性阻抗z_c可以表示为：

ε为同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，b为外导体半径，a为内导体半径，根据推算即可得出屏蔽腔作为外导体时的半径。

本发明实施例中，根据频率、带宽、以及使用的介质相关参量，对微带线特性阻抗及线宽进行计算仿真，所使用的微带线可以是862FR4介质材料，相对介电常数在4.4到4.6之间，频率在3GHz左右时，其常温下对应的介电常数为4.5左右。根据理论推导，当介质为862FR4时整个微带线结构所对应的特性阻抗Z₀为：

W为微带线线宽，h为微带线的介质厚度，ε_r为微带线的介质相对介电常数，μ_r为微带线的介质相对磁导率，这里862FR4的相对磁导率μ_r≈1，可知，当h确定时，可以根据设计时所需要的特性阻抗值反推出微带线的线宽W。

由于微带线中传输的是准TEM波，并不是标准的无色散TEM波，因此固定尺寸微带线会随着频率的上升产生色散效应，这会影响之后的过渡匹配设计。当微带线的尺寸参量，基片介电常数在以下范围时，即：

2<ε_r<10

0.5mm≤h≤3mm

此时，色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系可以用下式表示：

上式中，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，h表示微带线的介质厚度，ε_e表示基于准TEM波理论确定的有效介电常数，Z₀表示基于准TEM波理论确定的微带线的目标特性阻抗，ε'_e表示色散效应下微带线的介质相对介电常数，W'表示基于微带线厚度计算的微带线线宽修正值。

其中，根据微带线厚度修正微带线线宽的具体计算公式可参见相关技术，此处不赘述。

f表示目标工作频率，f₀表示固定频率值，在这个频率下色散效应可以不考虑，它由下式决定：

通过以上公式可以得到色散效应下微带线的有效介电常数，进而根据上述微带线的线宽的计算公式，计算考虑色散效应的微带线线宽，避免微带线的色散效应对匹配设计产生影响。

在本发明的一种实施例中，第一焊盘和第二焊盘均设置为隔层参考方式。

本领域技术人员可以理解，焊盘通常设置为相邻层参考方式，即PCB板中焊盘的相邻层介质作为焊盘的参考层。而本发明实施例中，可以在焊盘与参考层之间额外设置一层介质，以实现焊盘隔层参考。其中，焊盘参考的介质可以是铜等金属。具体可以参见图7，图7为本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置中焊盘隔层参考示意图。

通过焊盘隔层参考的方式，增加了整个匹配电路的容性值，并调整谐振点，以进一步增加带宽。并且，便于扩大焊盘的尺寸，方便与同轴连接器接触。

本发明实施例还提供了一种宽频带跨板连接装置的微带线参量确定方法，参见图8，方法包括以下步骤：

S801：基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；

如上文，本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置中，上PCB板和下PCB板的微带线连接方式均是同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接。

则可以根据确定的目标工作频率，进行特性阻抗匹配计算，以确定同轴连接器、高阻微带线和低阻微带线的目标特性阻抗。

S802：基于同轴连接器的目标特性阻抗，以及同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径。

如上文所述，同轴连接器中轴向电流I和内外导体之间的电压U可以表示如下：

上式中，H和E分别为磁场和电场，其下标表示其方向，即其中z、

r表示坐标轴方向，同轴连接器上的行波电压和行波电流之比即为其特性阻抗，对于TEM波，

其中ω表示角频率，ω＝2πf，f表示频率，此外令

由于本设计中同轴连接器内导体和外导体之间填充介质可以为特氟纶非磁性介质，其磁导率μ≈1，则同轴连接器的特性阻抗z_c可以表示为：

ε为同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，b为外导体半径，a为内导体半径，根据同轴连接器的目标特性阻抗，即可推算得出屏蔽腔作为外导体时的半径。

S803：基于高阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定高阻微带线的第一线宽。

S804：基于低阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定低阻微带线的第二线宽。

在本发明的一种实施例中，可以采用如下公式计算微带线的线宽：

其中，Z₀表示微带线的目标特性阻抗，μ_r表示微带线的介质相对磁导率，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，W表示微带线的线宽，h表示微带线的介质厚度。

在本发明的一种实施例中，考虑到固定尺寸的微带线会随着频率的上升产生色散效应，为了降低色散效应的影响，可以基于色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系，计算色散效应下微带线的线宽。

具体的，色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系可以表示为下式：

其中，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，h表示微带线的介质厚度，f表示目标工作频率，f₀表示预设固定频率值，ε_e表示基于准TEM波理论确定的有效介电常数，Z₀表示基于准TEM波理论确定的微带线的目标特性阻抗，ε'_e表示色散效应下微带线的介质相对介电常数，W'表示基于微带线厚度计算的微带线线宽修正值。

采用本发明实施例提供的宽频带跨板连接装置的微带线参量确定方法，可以基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；并计算出同轴连接器的内外导体的目标半径、高阻微带线的线宽和低阻微带线的线宽。

进而可以将特定线宽的微带线，按照预设的微带线连接方式分别置于上PCB板和下PCB板，以搭建宽频带跨板连接装置。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，

存储器903，用于存放计算机程序；

处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现如下步骤：

基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；

基于同轴连接器的目标特性阻抗，以及同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径；

基于高阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定高阻微带线的第一线宽；

基于低阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定低阻微带线的第二线宽。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

采用本发明实施例提供的电子设备，可以基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；并计算出同轴连接器的内外导体的目标半径、高阻微带线的线宽和低阻微带线的线宽。

进而可以将特定线宽的微带线，按照预设的微带线连接方式分别置于上PCB板和下PCB板，以搭建宽频带跨板连接装置。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一宽频带跨板连接装置的微带线参量确定方法的步骤。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种宽频带跨板连接装置，其特征在于，包括：

设置在上PCB板的第一焊盘、第一高阻微带线、第一低阻微带线、第一标准微带线，设置在下PCB板的第二焊盘、第二高阻微带线、第二低阻微带线、第二标准微带线，和设置在所述上PCB板和所述下PCB板之间的同轴连接器；

其中，所述第一焊盘、所述第一高阻微带线、所述第一低阻微带线和所述第一标准微带线依次连接；所述第二焊盘、所述第二高阻微带线、所述第二低阻微带线和所述第二标准微带线依次连接；

所述同轴连接器连接所述上PCB板和所述下PCB板，且所述同轴连接器的上端点与所述第一焊盘接触，所述同轴连接器的下端点与所述第二焊盘接触；

所述第一标准微带线和所述第二标准微带线用于接收信号和/或输出信号；

其中，微带线参量是采用如下方法确定：

基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；所述预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；

基于所述同轴连接器的目标特性阻抗，以及同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径；

基于所述高阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定所述高阻微带线的第一线宽；

基于所述低阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定所述低阻微带线的第二线宽；

采用如下公式确定微带线的线宽：

其中，Z₀表示微带线的目标特性阻抗，μ_r表示微带线的介质相对磁导率，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，W表示微带线的线宽，h表示微带线的介质厚度；

所述方法还包括：

基于色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系，计算色散效应下微带线的线宽；

所述色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系为：

其中，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，h表示微带线的介质厚度，f表示目标工作频率，f₀表示固定频率值，ε_e表示基于准TEM波理论确定的有效介电常数，Z₀表示基于准TEM波理论确定的微带线的目标特性阻抗，ε'_e表示色散效应下微带线的介质相对介电常数，W'表示基于微带线厚度计算的微带线线宽修正值。

2.根据权利要求1所述的宽频带跨板连接装置，其特征在于，

所述同轴连接器包含内导体和外导体，所述外导体结构为屏蔽腔；

所述同轴连接器的上端点为所述内导体的上端点，所述同轴连接器的下端点为所述内导体的下端点。

3.根据权利要求1所述的宽频带跨板连接装置，其特征在于，

所述第一焊盘和所述第二焊盘均设置为隔层参考方式。

4.根据权利要求1所述的宽频带跨板连接装置，其特征在于，

所述同轴连接器为弹簧针POGOPIN同轴连接器。

5.根据权利要求1所述的宽频带跨板连接装置，其特征在于，

所述第一标准微带线和所述第二标准微带线为50欧姆微带线。

6.一种宽频带跨板连接装置的微带线参量确定方法，其特征在于，所述方法包括：

基于预先确定的目标工作频率，预设的微带线连接方式，进行特性阻抗匹配计算，得到同轴连接器的目标特性阻抗、高阻微带线的目标特性阻抗和低阻微带线的目标特性阻抗；所述预设的微带线连接方式为同轴连接器、高阻微带线、低阻微带线、标准微带线依次连接；

基于所述同轴连接器的目标特性阻抗，以及同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数，确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径；

基于所述高阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定所述高阻微带线的第一线宽；

基于所述低阻微带线的目标特性阻抗，微带线的介质厚度和微带线的介质相对介电常数，微带线的介质相对磁导率，确定所述低阻微带线的第二线宽；

采用如下公式确定微带线的线宽：

其中，Z₀表示微带线的目标特性阻抗，μ_r表示微带线的介质相对磁导率，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，W表示微带线的线宽，h表示微带线的介质厚度；

所述方法还包括：

基于色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系，计算色散效应下微带线的线宽；

所述色散效应下微带线的有效介电常数随频率的变化关系为：

其中，ε_r表示微带线的介质相对介电常数，h表示微带线的介质厚度，f表示目标工作频率，f₀表示固定频率值，ε_e表示基于准TEM波理论确定的有效介电常数，Z₀表示基于准TEM波理论确定的微带线的目标特性阻抗，ε'_e表示色散效应下微带线的介质相对介电常数，W'表示基于微带线厚度计算的微带线线宽修正值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

采用如下公式确定同轴连接器的内导体和外导体的目标半径：

其中，z_c表示同轴连接器的目标特性阻抗，U表示同轴连接器的内导体和外导体之间的电压，I表示同轴连接器的轴向电流，a表示同轴连接器的内导体半径，b表示同轴连接器的外导体半径，ε为同轴连接器内导体和外导体之间填充介质的相对介电常数。

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