CN115224462A - 一种微波多层板层间互联匹配方法 - Google Patents

一种微波多层板层间互联匹配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波多层板层间互联匹配方法，属于射频微波技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔与接地过孔的距离；c、优化正焊盘、反焊盘和缺陷地的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线连接端口为实阻抗；d、通过四分之一波长阻抗变换器完成实阻抗变换。本发明通过优化正焊盘、反焊盘和缺陷地的尺寸，并结合四分之一波长阻抗变换器完成实阻抗变换，实现微波多层板层间互联宽带射频匹配，保障阻抗连续性，避免信号反射，具有仿真效率高，操作性好，容差性好的特点。

Description

一种微波多层板层间互联匹配方法
技术领域
本发明涉及到射频微波技术领域，尤其涉及一种微波多层板层间互联匹配方法。
背景技术
毫米波雷达由于小型化趋势多采用瓦式结构。瓦式结构天线又称为挂式天线，天线放置于PCB板正面，相关射频芯片及阻容感放置在PCB板材背面，同时在PCB中间层进行必要的射频馈电走线，此结构需充分利用垂直互联技术将单平面变为多平面互联可简化电路结构，减少绕线以及相关跳线。目前的垂直续联结构通过在射频带线末端打不接地的垂直信号过孔和设置在垂直信号过孔周围的几个等半径的接地过孔组成。但瓦式雷达多为不同材料的板材压合而成，从不同介电常数的材料中间传输信号会对性能造成影响，表现为过孔传输产生的寄生电容和电感促使阻抗出现不连续，造成信号反射。
通常的做法是在微带线或带状线上加匹配枝节或者调整垂直过渡信号与其四周接地过孔间距的方式来调节匹配以优化性能，但此举耗时较长，对匹配枝节的位置和过孔加工的加工精度要求较高，实物可能和仿真结果有较大差异，同时此种优化方式多为窄带匹配，带宽有限，易出现频偏的风险。
公开号为CN107484339A，公开日为2017年12月15日的中国专利文献公开了一种改善微波多层板匹配特性的接地电路实现方法，其特征为：
(1)通过对过孔半径、焊盘半径、过孔间距及过孔数量进行仿真，找出孔径与间距值；设置的金属过孔使基板中间层的微带线地平面覆铜层与基板背面覆铜面相连接；
(2)通过仿真软件显示出的信号回流路径，对信号路径上印制板互联处采用边沿包金的印制板边沿处理方式将印制板板边用金属包围起来。
该专利文献公开的改善微波多层板匹配特性的接地电路实现方法，采用较为常用的PCB金属化包边的方式搭配地孔能解决信号地的不连续性问题，缩短信号地回路，在一定程度上能优化射频通路的性能。但是，此种处理方式目前多用于解决射频屏蔽问题和PCB散热问题，在微波多层板混压结构中不能有效的处理由射频垂直过渡带来的寄生电容电感的问题，致使阻抗出现不连续，造成信号反射。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种微波多层板层间互联匹配方法，本发明通过优化正焊盘、反焊盘和缺陷地的尺寸，并结合四分之一波长阻抗变换器完成实阻抗变换，实现微波多层板层间互联宽带射频匹配，保障阻抗连续性，避免信号反射，具有仿真效率高，操作性好，容差性好的特点，适用于微波多层板的垂直互联结构，以满足产品小型化和解决射频信号空间辐射问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔与接地过孔的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘和缺陷地的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器完成实阻抗变换。
所述步骤b中，类同轴理论计算公式为式1；
Figure 788967DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中，Z0为阻抗，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
为PCB板材电介质常数，a为垂直信号过孔外径，b为垂直信号过孔与接地过孔的距离。
所述微波多层板包括表贴射频连接器和10层微波板，正焊盘包括第一焊盘和第二焊盘，位于顶层的微波板上设置有用于连接表贴射频连接器的所述第一焊盘，第5层微波板上设置有用于连接带状线连接端口的所述第二焊盘。
所述第一焊盘的圆心和第二焊盘的圆心相同，反焊盘的圆心和第一焊盘的圆心相同。
所述接地过孔为多个，接地过孔沿垂直信号过孔的圆周均匀布置。
所述垂直信号过孔的直径为0.25mm。
所述步骤c中，优化正焊盘、反焊盘和缺陷地的尺寸具体是指设置第一焊盘的直径大于第二焊盘的直径，反焊盘的直径大于第一焊盘的直径，缺陷地的直径与第一焊盘的直径相同。
所述步骤c中，垂直过渡寄生参数匹配具体是指根据式2对垂直信号过孔的寄生电容进行分析，根据式3对垂直信号过孔的寄生电感进行分析；
Figure 502845DEST_PATH_IMAGE003
式2
其中，C为垂直信号过孔的寄生电容，D1为垂直信号过孔的外径，h为垂直信号过孔的长度，D2为反焊盘的直径，
Figure 813741DEST_PATH_IMAGE004
为微波多层板中所对应层介质的电介质常数；
Figure 474530DEST_PATH_IMAGE005
式3
其中，L为垂直信号过孔的寄生电感，h为垂直信号过孔的长度，d为垂直信号过孔的内径。
所述步骤d中，实阻抗变换具体是指根据式4完成变换；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
式4
其中，
Figure 587104DEST_PATH_IMAGE007
为四分之一波长阻抗变换器的特性阻抗；Z0为阻抗；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
为垂直过渡输出焊盘端口的纯电阻负载。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，通过优化正焊盘、反焊盘和缺陷地的尺寸，并结合四分之一波长阻抗变换器完成实阻抗变换，实现微波多层板层间互联宽带射频匹配，保障阻抗连续性，避免信号反射，具有仿真效率高，操作性好，容差性好的特点，适用于微波多层板的垂直互联结构，以满足产品小型化和解决射频信号空间辐射问题。
2、本发明，在产品小型化多叠层结构中使用垂直互联以简化电路，在射频匹配过程中放弃使用常规的在微带线或带状线上加匹配枝节或者调整垂直过渡信号与其四周接地过孔间距的方式来调节匹配优化性能的方式，从而避免了繁琐耗时的优化仿真，同时也避免了因加工误差导致实物性能与仿真结果差异较大的问题。
3、本发明，使用正焊盘、反焊盘、缺陷地及四分之一波长阻抗变换器参与匹配的方式来实现多层板互联宽带射频匹配，依据理论公式进行，首先使用正焊盘、反焊盘和缺陷地完成垂直过渡部分的寄生电抗消除，再使用四分之一波长阻抗变换器完成端口阻抗的阻抗变换，仿真目标明确，效率高。
4、本发明，接地过孔为多个，接地过孔沿垂直信号过孔的圆周均匀布置，通过设置接地过孔，能够为信号提供近的信号回路，为信号提供屏蔽作用，防止信号串扰辐射导致杂散的问题。
5、本发明，垂直信号过孔的直径为0.25mm，通过调节反焊盘的尺寸就能够对垂直信号过孔起到一定的阻抗补偿作用，优化阻抗特效。
6、本发明，能够从根本上改善信号垂直过渡阻抗特性，实现射频快速匹配，由于依据理论公式能够快速完成垂直过渡部分寄生电抗的抵消，实现与带线互联端口实阻抗特性，从而能够为后续快速优化匹配奠定基础。
7、本发明，正焊盘阻抗体现感性，反焊盘阻抗体现容性，缺陷地削弱容性，而在多层板互联结构中的端口处需实现较小的感性与容性，使用正焊盘、反焊盘和缺陷地将端口处的原始特性抵消，从而能够快速获得良好匹配。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明的流程框图；
图2为本发明微波多层板层间互联的结构示意图；
图中标记：1、垂直信号过孔，2、接地过孔，3、反焊盘，4、缺陷地，5、带状线，6、四分之一波长阻抗变换器，7、表贴射频连接器，8、微波板，9、第一焊盘，10、第二焊盘。
具体实施方式
实施例1
参见图1和图2，一种微波多层板层间互联匹配方法，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔1与接地过孔2的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线5连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器6完成实阻抗变换。
本实施例为最基本的实施方式，通过优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸，并结合四分之一波长阻抗变换器6完成实阻抗变换，实现微波多层板层间互联宽带射频匹配，保障阻抗连续性，避免信号反射，具有仿真效率高，操作性好，容差性好的特点，适用于微波多层板的垂直互联结构，以满足产品小型化和解决射频信号空间辐射问题。
实施例2
参见图1和图2，一种微波多层板层间互联匹配方法，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔1与接地过孔2的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线5连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器6完成实阻抗变换。
所述步骤b中，类同轴理论计算公式为式1；
Figure 206304DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中，Z0为阻抗，
Figure 738917DEST_PATH_IMAGE002
为PCB板材电介质常数，a为垂直信号过孔1外径，b为垂直信号过孔1与接地过孔2的距离。
所述微波多层板包括表贴射频连接器7和10层微波板8，正焊盘包括第一焊盘9和第二焊盘10，位于顶层的微波板8上设置有用于连接表贴射频连接器7的所述第一焊盘9，第5层微波板8上设置有用于连接带状线5连接端口的所述第二焊盘10。
本实施例为一较佳实施方式，在产品小型化多叠层结构中使用垂直互联以简化电路，在射频匹配过程中放弃使用常规的在微带线或带状线5上加匹配枝节或者调整垂直过渡信号与其四周接地过孔2间距的方式来调节匹配优化性能的方式，从而避免了繁琐耗时的优化仿真，同时也避免了因加工误差导致实物性能与仿真结果差异较大的问题。
实施例3
参见图1和图2，一种微波多层板层间互联匹配方法，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔1与接地过孔2的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线5连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器6完成实阻抗变换。
所述步骤b中，类同轴理论计算公式为式1；
Figure 203396DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中，Z0为阻抗，
Figure 403434DEST_PATH_IMAGE002
为PCB板材电介质常数，a为垂直信号过孔1外径，b为垂直信号过孔1与接地过孔2的距离。
所述微波多层板包括表贴射频连接器7和10层微波板8，正焊盘包括第一焊盘9和第二焊盘10，位于顶层的微波板8上设置有用于连接表贴射频连接器7的所述第一焊盘9，第5层微波板8上设置有用于连接带状线5连接端口的所述第二焊盘10。
进一步的，所述第一焊盘9的圆心和第二焊盘10的圆心相同，反焊盘3的圆心和第一焊盘9的圆心相同。
进一步的，所述接地过孔2为多个，接地过孔2沿垂直信号过孔1的圆周均匀布置。
进一步的，所述垂直信号过孔1的直径为0.25mm。
进一步的，所述步骤c中，优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸具体是指设置第一焊盘9的直径大于第二焊盘10的直径，反焊盘3的直径大于第一焊盘9的直径，缺陷地4的直径与第一焊盘9的直径相同。
本实施例为又一较佳实施方式，使用正焊盘、反焊盘3、缺陷地4及四分之一波长阻抗变换器6参与匹配的方式来实现多层板互联宽带射频匹配，依据理论公式进行，首先使用正焊盘、反焊盘3和缺陷地4完成垂直过渡部分的寄生电抗消除，再使用四分之一波长阻抗变换器6完成端口阻抗的阻抗变换，仿真目标明确，效率高。
接地过孔2为多个，接地过孔2沿垂直信号过孔1的圆周均匀布置，通过设置接地过孔2，能够为信号提供近的信号回路，为信号提供屏蔽作用，防止信号串扰辐射导致杂散的问题。
垂直信号过孔1的直径为0.25mm，通过调节反焊盘3的尺寸就能够对垂直信号过孔1起到一定的阻抗补偿作用，优化阻抗特效。
实施例4
参见图1和图2，一种微波多层板层间互联匹配方法，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔1与接地过孔2的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线5连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器6完成实阻抗变换。
所述步骤b中，类同轴理论计算公式为式1；
Figure 662377DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中，Z0为阻抗，
Figure 682285DEST_PATH_IMAGE002
为PCB板材电介质常数，a为垂直信号过孔1外径，b为垂直信号过孔1与接地过孔2的距离。
所述微波多层板包括表贴射频连接器7和10层微波板8，正焊盘包括第一焊盘9和第二焊盘10，位于顶层的微波板8上设置有用于连接表贴射频连接器7的所述第一焊盘9，第5层微波板8上设置有用于连接带状线5连接端口的所述第二焊盘10。
所述第一焊盘9的圆心和第二焊盘10的圆心相同，反焊盘3的圆心和第一焊盘9的圆心相同。
所述接地过孔2为多个，接地过孔2沿垂直信号过孔1的圆周均匀布置。
所述垂直信号过孔1的直径为0.25mm。
所述步骤c中，优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸具体是指设置第一焊盘9的直径大于第二焊盘10的直径，反焊盘3的直径大于第一焊盘9的直径，缺陷地4的直径与第一焊盘9的直径相同。
进一步的，所述步骤c中，垂直过渡寄生参数匹配具体是指根据式2对垂直信号过孔1的寄生电容进行分析，根据式3对垂直信号过孔1的寄生电感进行分析；
Figure 950455DEST_PATH_IMAGE003
式2
其中，C为垂直信号过孔1的寄生电容，D1为垂直信号过孔1的外径，h为垂直信号过孔1的长度，D2为反焊盘3的直径，
Figure 739420DEST_PATH_IMAGE009
为微波多层板中所对应层介质的电介质常数；
Figure 434843DEST_PATH_IMAGE005
式3
其中，L为垂直信号过孔1的寄生电感，h为垂直信号过孔1的长度，d为垂直信号过孔1的内径。
本实施例为又一较佳实施方式，能够从根本上改善信号垂直过渡阻抗特性，实现射频快速匹配，由于依据理论公式能够快速完成垂直过渡部分寄生电抗的抵消，实现与带线互联端口实阻抗特性，从而能够为后续快速优化匹配奠定基础。
实施例5
参见图1和图2，一种微波多层板层间互联匹配方法，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔1与接地过孔2的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线5连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器6完成实阻抗变换。
所述步骤b中，类同轴理论计算公式为式1；
Figure 207627DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中，Z0为阻抗，
Figure 241006DEST_PATH_IMAGE002
为PCB板材电介质常数，a为垂直信号过孔1外径，b为垂直信号过孔1与接地过孔2的距离。
所述微波多层板包括表贴射频连接器7和10层微波板8，正焊盘包括第一焊盘9和第二焊盘10，位于顶层的微波板8上设置有用于连接表贴射频连接器7的所述第一焊盘9，第5层微波板8上设置有用于连接带状线5连接端口的所述第二焊盘10。
所述第一焊盘9的圆心和第二焊盘10的圆心相同，反焊盘3的圆心和第一焊盘9的圆心相同。
所述接地过孔2为多个，接地过孔2沿垂直信号过孔1的圆周均匀布置。
所述垂直信号过孔1的直径为0.25mm。
所述步骤c中，优化正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸具体是指设置第一焊盘9的直径大于第二焊盘10的直径，反焊盘3的直径大于第一焊盘9的直径，缺陷地4的直径与第一焊盘9的直径相同。
所述步骤c中，垂直过渡寄生参数匹配具体是指根据式2对垂直信号过孔1的寄生电容进行分析，根据式3对垂直信号过孔1的寄生电感进行分析；
Figure 415635DEST_PATH_IMAGE003
式2
其中，C为垂直信号过孔1的寄生电容，D1为垂直信号过孔1的外径，h为垂直信号过孔1的长度，D2为反焊盘3的直径，
Figure 16381DEST_PATH_IMAGE009
为微波多层板中所对应层介质的电介质常数；
Figure 276461DEST_PATH_IMAGE005
式3
其中，L为垂直信号过孔1的寄生电感，h为垂直信号过孔1的长度，d为垂直信号过孔1的内径。
进一步的，所述步骤d中，实阻抗变换具体是指根据式4完成变换；
Figure 886434DEST_PATH_IMAGE006
式4
其中，
Figure 649990DEST_PATH_IMAGE007
为四分之一波长阻抗变换器6的特性阻抗；Z0为阻抗；
Figure 687217DEST_PATH_IMAGE008
为垂直过渡输出焊盘端口的纯电阻负载。
本实施例为最佳实施方式，正焊盘阻抗体现感性，反焊盘3阻抗体现容性，缺陷地4削弱容性，而在多层板互联结构中的端口处需实现较小的感性与容性，使用正焊盘、反焊盘3和缺陷地4将端口处的原始特性抵消，从而能够快速获得良好匹配。
本发明的原理如下：
本发明在于在调节实现多层板互联的宽带射频匹配，未采用常规的在微带线或带状线5上加匹配枝节及调整接地过孔2与垂直信号过孔1间距的优化调节方式，而是通过调节正焊盘、反焊盘3和缺陷地4的尺寸参与匹配来达到优化垂直过渡寄生电容和寄生电感的效果，能够快速有效的调整垂直过渡寄生效应引入的电抗特性，使垂直信号过孔1与带状线5连接端口为纯电阻特性，再结合四分之一波长阻抗变换器6直接达到匹配效果。垂直信号过孔1的直径为0.25mm，由于垂直信号过孔1的直径较小导致这段垂直过渡阻抗值减小，为一段偏感性的传输线，由此调节中间介质层反焊盘3的尺寸以此对垂直信号过孔1起到一定的阻抗补偿作用，优化信号管脚的阻抗特效。

Claims (9)

1.一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、按照叠层规划建立垂直过渡模型，包括类同轴理论计算和实阻抗变换；
b、根据类同轴理论计算公式计算垂直信号过孔（1）与接地过孔（2）的距离；
c、优化正焊盘、反焊盘（3）和缺陷地（4）的尺寸，完成垂直过渡寄生参数匹配，以使与带状线（5）连接端口为实阻抗；
d、通过四分之一波长阻抗变换器（6）完成实阻抗变换。
2.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述步骤b中，类同轴理论计算公式为式1；
Figure 266613DEST_PATH_IMAGE001
式1
其中，Z0为阻抗，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为PCB板材电介质常数，a为垂直信号过孔（1）外径，b为垂直信号过孔（1）与接地过孔（2）的距离。
3.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述微波多层板包括表贴射频连接器（7）和10层微波板（8），正焊盘包括第一焊盘（9）和第二焊盘（10），位于顶层的微波板（8）上设置有用于连接表贴射频连接器（7）的所述第一焊盘（9），第5层微波板（8）上设置有用于连接带状线（5）连接端口的所述第二焊盘（10）。
4.根据权利要求3所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述第一焊盘（9）的圆心和第二焊盘（10）的圆心相同，反焊盘（3）的圆心和第一焊盘（9）的圆心相同。
5.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述接地过孔（2）为多个，接地过孔（2）沿垂直信号过孔（1）的圆周均匀布置。
6.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述垂直信号过孔（1）的直径为0.25mm。
7.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述步骤c中，优化正焊盘、反焊盘（3）和缺陷地（4）的尺寸具体是指设置第一焊盘（9）的直径大于第二焊盘（10）的直径，反焊盘（3）的直径大于第一焊盘（9）的直径，缺陷地（4）的直径与第一焊盘（9）的直径相同。
8.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述步骤c中，垂直过渡寄生参数匹配具体是指根据式2对垂直信号过孔（1）的寄生电容进行分析，根据式3对垂直信号过孔（1）的寄生电感进行分析；
Figure 511650DEST_PATH_IMAGE003
式2
其中，C为垂直信号过孔（1）的寄生电容，D1为垂直信号过孔（1）的外径，h为垂直信号过孔（1）的长度，D2为反焊盘（3）的直径，
Figure 321081DEST_PATH_IMAGE004
为微波多层板中所对应层介质的电介质常数；
Figure 450711DEST_PATH_IMAGE005
式3
其中，L为垂直信号过孔（1）的寄生电感，h为垂直信号过孔（1）的长度，d为垂直信号过孔（1）的内径。
9.根据权利要求1所述的一种微波多层板层间互联匹配方法，其特征在于：所述步骤d中，实阻抗变换具体是指根据式4完成变换；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式4
其中，
Figure 592979DEST_PATH_IMAGE007
为四分之一波长阻抗变换器（6）的特性阻抗；Z0为阻抗；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为垂直过渡输出焊盘端口的纯电阻负载。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115693310A (zh) * 2023-01-05 2023-02-03 成都明夷电子科技有限公司 一种同轴微带垂直转换结构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552752A (en) * 1995-06-02 1996-09-03 Hughes Aircraft Company Microwave vertical interconnect through circuit with compressible conductor
TW200709747A (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Method for improving via's impedance
US20110279190A1 (en) * 2010-05-12 2011-11-17 Duixian Liu Circuit device with signal line transition element
CN106785285A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 西安电子工程研究所 一种信号跨层传输结构设计方法
CN209804865U (zh) * 2019-04-29 2019-12-17 成都天成电科科技有限公司 一种类同轴过渡微波复合板
WO2020095092A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Aesa Sa Electromagnetic waveguide and microwave-frequency circuit
CN214280163U (zh) * 2020-12-14 2021-09-24 上海创远仪器技术股份有限公司 实现驻波匹配的多层板射频接头结构
CN215771495U (zh) * 2021-08-20 2022-02-08 南京恒电电子有限公司 一种射频微波组件
CN114204240A (zh) * 2021-12-22 2022-03-18 成都理工大学 一种多层微波板中宽带的垂直过渡结构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552752A (en) * 1995-06-02 1996-09-03 Hughes Aircraft Company Microwave vertical interconnect through circuit with compressible conductor
TW200709747A (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Method for improving via's impedance
US20110279190A1 (en) * 2010-05-12 2011-11-17 Duixian Liu Circuit device with signal line transition element
CN106785285A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 西安电子工程研究所 一种信号跨层传输结构设计方法
WO2020095092A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Aesa Sa Electromagnetic waveguide and microwave-frequency circuit
CN209804865U (zh) * 2019-04-29 2019-12-17 成都天成电科科技有限公司 一种类同轴过渡微波复合板
CN214280163U (zh) * 2020-12-14 2021-09-24 上海创远仪器技术股份有限公司 实现驻波匹配的多层板射频接头结构
CN215771495U (zh) * 2021-08-20 2022-02-08 南京恒电电子有限公司 一种射频微波组件
CN114204240A (zh) * 2021-12-22 2022-03-18 成都理工大学 一种多层微波板中宽带的垂直过渡结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
柳磊: "基于LTCC技术的垂直互连微波传输特性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115693310A (zh) * 2023-01-05 2023-02-03 成都明夷电子科技有限公司 一种同轴微带垂直转换结构

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