CN1438731A - 微带线与矩形波导之间的转换 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方法，该方法可解决一种具有平板的装置与用于将信号引出该平板的波导之间的冲突，其中，该平板包括一些微波集成模块和至少一条用于引导所述平板上的信号的微带线。根据本发明，这一平板在该平板与上述波导的相交处被穿孔，独立片包括一个微带线终端并可在穿孔上进行调整，该微带线终端与平板上的一个微带线末端相吻合。
Description
技术领域
本发明基于在先申请EP02 360 048.9，该中请在此作为参考。
本发明涉及微波传输，更确切地说涉及专用于传送微波信号的微带线与矩形波导之间的转换。
背景技术
微波无线发射机的输出级包括一些集成微波模块，这种模块包含最好是利用M-SMT技术(微波表面封装技术)封装在“平坦”母板表面上的微波部件。这些部件可以是放大器、混频器、衰减器。
在这些部件中产生的微波信号通常通过不同部件之间的微带线传播。微带线的优点在于，它是平坦的且不需要太大的空间。
信号还必须从母板传播到微波无线发射机的天线。与将信号局限于微带线上的母板相反，矩形波导将信号转发至天线。微带线与矩形波导之间的转换应当适于避免信号在转换时产生损耗，这种信号损耗会在微波模块中产生意外的干扰。
图1中描述了一种已知的解决方案，它提供了一种位于母板上的微带线与矩形波导之间的适当的转换。图1a是母板的俯视图，而图1b是沿A-A线的微带线与矩形波导之间的转换的侧视图。
在这种装置中，如图1b中的视图所示，矩形波导11与母板10的平面垂直。
印制在母板10上的微带线101的末端作为到矩形波导10的转换点，并且大体上位于矩形波导11的截面的中心。
位于母板10上方的罩12(与母板10的另一侧的矩形波导11相对)作为矩形波导11的闭合端。为此，在作为波导的闭合端的导电罩的边沿涂上导电焊料(paste)。导电焊料与母板上所凿穿的金属化孔接触。金属化孔确保与矩形波导11相接触。
也就是说，母板10的材料对于频率通常大致在1GHz和30GHz之间的微波来说是可以穿透的，并且它足够薄，不会阻碍微波信号穿过它进行传播。
这种装置对于为了在单一母板上增加部件数量所用的多层母板而言是有缺陷的。采用微波表面封装技术的多个层面被组合在一起。多层衬底使得母板变厚。因此，信号在转换到矩形波导时被衰减。这种衰减降低了微波模块的性能。
本发明的特定目的在于，提供一种用于微带线与波导之间转换的装置，这种装置可降低转换点上的信号衰减。
本发明的其他目的在于，提供诸如这种装置的无线发射机以及用于生产这种装置的方法。
发明内容
这些目的以及下述其他目的可通过这样一种装置来实现，该装置包括：
一个平板，它包括一些微波集成模块和至少一条用于引导所述平板上的信号的微带线，以及
一个波导，用于将所述信号引出所述平板，
其中，在所述平板与所述波导的相交处将所述平板穿孔，独立电介质片包括微带线终端，并可在所述平板的所述穿孔上进行调整，所述微带线终端与所述平板上的所述微带线末端相吻合。
这些目的还可以通过一种微波无线收发信机来实现，该收发信机包括这样一种装置，该装置具有：
一个平板，它包括一些微波集成模块和至少一条用于引导所述平板上的信号的微带线，以及
一个波导，用于将所述信号引出所述平板，
其中，在所述平板与所述波导的相交处将所述平板穿孔，独立电介质片包括微带线终端，并可在所述平板的所述穿孔上进行调整，所述微带线终端与所述平板上的所述微带线末端相吻合。
根据本发明，在母板上与波导的末端相应的位置上进行穿孔。这种孔可避免厚衬底在微带线与波导之间的转换处使信号衰减。
另外，具有微带线终端的独立电介质片位于孔的上方，作为微带线的终端。
独立电介质片必须在母板上进行调整，以确保孔的边缘处的微带线末端与独立电介质片上的微带线终端相接触。
根据本发明的这一方法的优点在于，可以提高包括根据本发明的转换的微波模块的性能，因为，电介质材料可以被选为对于微波，尤其是对于多层集成微波电路的微波是可穿透的材料。
在本发明的优选实施方式中，独立电介质片还作为矩形波导的闭合端。为此，将该电介质片的顶端和侧面金属化。
上述实施方式的优点还在于，可以降低制作微波模块的复杂度，因为，不再需要罩来保证与波导的良好电接触。本发明的其他优点由从属权利要求限定。
附图说明
本发明的其他特征和优点可通过以下不对本发明构成限制的例子和附图给出的优选实施方式的描述中看出，其中：
图1示出了保证微带线与矩形波导之间的转换的现有技术装置；
图2示出了具有根据本发明的穿孔的母板；
图3示出了根据本发明的独立片；以及
图4示出了根据本发明封装在母板上的独立片。
具体实施方式
图1已结合现有技术作了描述。
图2示出了具有根据本发明的孔的母板。
图2a是母板20的俯视图，而图2b是沿B-B线的母板20和垂直于母板20平面的波导21的侧视图。
在本实施方式中，波导选用矩形波导。然而，本发明并不局限于矩形波导。还可以使用圆形波导或任何其他类型的空心波导或填充有电介质的波导。
在该装置中，在母板20与波导21的相交部分，穿一个大体上具有波导21的截面形状的孔22。
印制在母板20上的大体上位于矩形波导11截面中心的微带线201在位于母板20上的部件202与孔22边缘的末端之间传送微波。
导电罩(未示出)可置于母板20的上方。导电焊料可涂在导电罩与母板20上所凿穿的金属化孔203之间。金属化孔确保与矩形波导11的电接触，而罩(如图1b所示的罩12)可作为波导11的闭合端。
图3示出了根据本发明的独立片30。
独立片30是在其表面上包含有微带线终端31的电介质片。该电介质被选为微波可穿透的材料，可能的材料是Arlon公司的25N衬底或Rogers公司的RO4003。所用的电介质材料最好由母板20上所产生和传送的频率范围来决定。
该独立片的形状最好是一种两个平行六面体的配置：第一平行六面体301，它具有大体上与孔22的形状相同的基本形状，第二平行六面体302，它支撑必须与位于母板20上的微带线201的末端连接的微带线终端301的末端。独立片30上的微带线终端的另一末端大体上位于第一平行六面体301的中心。
在本发明的一个优选实施方式中，将与支撑微带线终端31的表面相对的平行六面体301的表面和与该表面垂直的表面金属化。这使得独立片还具有波导21的闭合端的作用。
在该实施方式中，选择平行六面体301、302的高度，使得微波在波导21中传播时不会产生反射，这种反射是由于在波导21与微带线之间的转换处特征阻抗不连续(不匹配)所引起的。这些反射将导致损耗和系统性能下降。
图3所示的独立片30的尺寸(l/w/h)为6.5mm/5mm/1.5mm。本领域内的熟练技术人员应当理解，可以选择其他任何尺寸或使独立片30适应特定母板20/波导21的装置。
对本领域内的熟练技术人员而言，显然，独立片30可选用不同的形状实现相同的功能，即支撑和在波导21中心处提供微带线终端31，以及另外可作为波导21的闭合端。独立片30的形状最好由波导21的截面形状来决定。
图4示出了根据本发明封装在母板20上的独立片30。独立片30封装在母板20上的孔22上，使得微带线终端31与微带线201的末端相吻合。独立片30最好用焊料固定在母板20上。在表面封装技术流水线上对独立片30进行加工时，最好将独立片30置于带轴(tap和reel)馈送系统中。多个独立片30最好贴在面板上一起加工，微带线终端和金属层自动地加到贴于面板上的各独立片上。独立片可以在加工后与该面板分离以便进一步使用。
在本发明的一个优选实施方式中，独立片30侧面的金属化表面与孔22周围的穿有金属化孔411的金属化磨边(rubban)41相接触。波导21还在母板20的另一侧与这些金属化孔相接触。因而，独立片30的顶部和侧面的金属化表面可作为波导21的闭合端。在本发明的另一个实施方式中，独立片30的金属化侧面可以用沿四个侧面中的每个侧面的金属化孔的围栏(fence)来替代。使用孔可提高处理量，这是因为，在电介质材料的大表面上难以附着金属层。
在本发明的一个优选实施方式中，采用了多层母板。母板的每一层包括一些表面封装的放电光球(corposant)和一条终止于孔22的边缘处的微带线。重要的是，确保在孔22的边缘处的所有微带线末端与微带线终端31之间的电接触。解决该问题的一种方案包括：提供一种链接属于不同母板层的微带线的所有末端的电接触，并使这一电接触与微带线终端31相连接。
在本发明的另一个实施方式中，多个微带线终端可由独立片30来支撑，每个微带线终端都与母板的不同层面的微带线末端连接。
在微波无线收发信机中，最好使用这样一种装置，该装置包括一种根据本发明的用于平板上的微带线与波导之间转换的独立片，该波导传播发到天线/来自天线的微波，而微带线可以传播微波到收发信机的输出级和接收来自收发信机的输入级的微波。
Claims (8)
1.一种装置，包括：
一个平板，它包括一些微波集成模块和至少一条用于引导所述平板上的信号的微带线，以及
一个波导，用于将所述信号引出所述平板，
其中，在所述平板与所述波导的相交处将所述平板穿孔，独立电介质片包括一个微带线终端并可在所述平板的所述穿孔上进行调整，所述微带线终端与所述平板上的所述微带线末端相吻合。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述独立电介质片包括与所述平板接触并与和所述平板接触的波导末端相吻合的金属化表面，所述金属化表面作为所述波导的闭合端。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述独立电介质片是用微波基本上可穿透的电介质制成的。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述独立电介质片具有两个组合的平行六面体的形状，第一平行六面体大体上具有所述穿孔的形状，第二平行六面体用于将所述电介质独立片固定在所述平板上。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述平板包括一些表面封装技术部件。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述平板是一种包括至少两层表面封装部件的多层平板。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置是微波无线收发信机的一部分，所述波导传播所述天线与支撑所述收发信机的输入/输出级的所述平板之间的微波。
8.一种微波无线收发信机，包括如权利要求1所述的装置。
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