CN216903287U - 一种射频连接结构及通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种射频连接结构，其通过将进行射频信号传输的两块介质基板的参考地相连，并在两块介质基板的走线层上均设置传输线，在两块介质基板的参考地层上均设置缝隙；当需要传输射频信号时，利用传输线激励缝隙，产生磁流，通过磁流的耦合实现两块介质基板间射频信号的传输，之后经过上述过程的逆过程，由另一介质基板上的传输线输出信号。本实用新型提供的射频连接结构无需在两块信号板之间设置如同轴线的射频连接器组件，减少了连接环节，从而简化了射频连接结构，进而实现了双板间的射频信号的低成本连接。相应地，本实用新型还提供一种通信设备。

Description

一种射频连接结构及通信设备

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种射频连接结构及通信设备。

背景技术

在雷达和无线通信系统中，电路板的射频电路与电路板的射频电路的连接方式一般为：在两块电路板之间设置如同轴线的射频连接器组件，这种连接方式较为复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种射频连接结构及通信设备，其能解决现有技术中实现电路板与电路板板的射频连接需额外的射频连接器组件的技术问题。

本实用新型第一方面提供一种射频连接结构，包括第一介质基板和第二介质基板；所述第一介质基板的参考地与所述第二介质基板的参考地连接；

所述第一介质基板的上表面为走线层，下表面为参考地层；第一介质基板走线层上设置有第一传输线；第一介质基板参考地层上开设有第一缝隙，且所述第一缝隙与所述第一传输线处于同一平面时存在交集；

所述第二介质基板的上表面为走线层，下表面为参考地层；第二介质基板走线层上设置有第二传输线；第二介质基板参考地层上开设有第二缝隙，且所述第二缝隙与所述第二传输线处于同一平面时存在交集。

作为上述方案的改进，所述第一介质基板走线层上还设置有第一传输线阻抗匹配调节结构，所述第一传输线和所述第一传输线阻抗匹配调节结构一体成型；

所述第二介质基板走线层上还设置有第二传输线阻抗匹配调节结构，所述第二传输线和所述第二传输线阻抗匹配调节结构一体成型。

作为上述方案的改进，所述第一介质基板参考地层上还开设有第一缝隙阻抗匹配调节槽，所述第一缝隙阻抗匹配调节槽与所述第一缝隙相互贯通；

所述第二介质基板参考地层上还开设有第二缝隙阻抗匹配调节槽，所述第二缝隙阻抗匹配调节槽与所述第二缝隙相互贯通。

作为上述方案的改进，所述第二介质基板相对于所述第一介质基板呈一角度设置，或所述第二介质基板与所述第一介质基板相互平行。

作为上述方案的改进，所述第一传输线为微带线或带状线；所述第二传输线为微带线或带状线。

作为上述方案的改进，所述第一传输线阻抗匹配调节结构的形状为圆形；所述第二传输线阻抗匹配调节结构的形状为圆形。

作为上述方案的改进，所述第一缝隙阻抗匹配调节槽贯穿所述第一介质基板参考地层且呈圆形形状；所述第二缝隙阻抗匹配调节槽贯穿所述第二介质基板参考地层且呈圆形形状。

作为上述方案的改进，所述第一介质基板的参考地与所述第二介质基板的参考地通过接插或焊接的方式连接。

作为上述方案的改进，所述第一缝隙和所述第二缝隙对齐设置。

本实用新型第二方面一种通信设备，所述通信设备包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板和所述第二介质基板使用如上述第一方面提供的射频连接结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的射频连接结构和通信设备的有益效果如下：

本实用新型提供的射频连接结构通过将第一介质基板的参考地与第二介质基板的参考地连接，并在第一介质基板和第二介质基板的走线层上分别设置第一传输线和第二传输线，在第一介质基板和第二介质基板的参考地层分别设置第一缝隙和第二缝隙；当需要传输射频信号时，射频信号从第一介质基板的第一传输线输入端口处输入，并激励第一缝隙，产生沿第一缝隙线方向的磁流，通过磁流的耦合实现第一介质基板到第二介质基板间射频信号的传输，并通过第二缝隙将射频信号从第二传输线的输出端口输出，从而实现射频信号的传输。本实用新型提供的射频连接结构无需在两块信号板之间设置如同轴线的射频连接器组件，减少了连接环节，从而简化了射频连接结构，进而实现了双板间的射频信号的低成本连接和传输。

附图说明

图1是本实用新型第一方面实施例提供的射频连接结构中第一介质基板走线层和第二介质基板走线层相对的结构示意图；

图2是本实用新型第一方面实施例提供的射频连接结构的第一介质基板参考地层和第二介质基板参考地层相对的结构示意图；

图3是本实用新型第一方面实施例提供的射频连接结构的第一介质基板和第二介质基板相互平行的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的射频连接结构的输入端口回波损耗曲线图；

图5是本实用新型实施例提供的射频连接结构的输出端口回波损耗曲线图；

图6是本实用新型实施例提供的射频连接结构的传输系数曲线图；

图中：1、第一介质基板；11、第一介质基板走线层；111、第一传输线；112、第一传输线阻抗匹配调节结构；12、第一介质基板参考地层、121、第一缝隙；122、第一缝隙阻抗匹配调节槽；2、第二介质基板；21、第二介质基板走线层；211、第二传输线；212、第二传输线阻抗匹配调节结构；22、第二介质基板参考地层、221、第二缝隙；222、第二缝隙阻抗匹配调节槽；O、参考地连接位置；A、输入端口；B、输出端口；a、第一缝隙的末端节点；b、第二缝隙的起始节点。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，“上表面”和“下表面”仅为了区分传输线和缝隙所处在介质基板上的不同面，不应当理解为对本实用新型结构的限定。

本实用新型提供一种射频连接结构和通信设备，其中，所述射频连接结构用于实现两块信号板之间的射频信号的耦合传输，该射频连接结构可用于子卡和主板的信号连接，比如作为带无线的配件和主件的连接并作无线的切换、较多路的双板间信号低成本连接等，在此不作具体限定。其中，所述通信设备可以为智能手机或者是路由器等，在此不做具体限定。

为了便于描述，在本实用新型中，以第一介质基板作为信号输入板，第二介质基板作为信号输出板，即射频信号从第一介质基板输入，传输到第二介质基板并从第二介质基板输出。但是，在实际应用中，第二介质基板也可以作为信号输入板，而将第一介质基板作为信号输出板。

参见图1和2，图1-2示出了本实用新型第一方面提供的射频连接结构的一个实施例的结构示意图。

在本实用新型实施例中，所述射频连接结构包括第一介质基板1和第二介质基板2；所述第一介质基板1的参考地与所述第二介质基板2的参考地连接(参考地连接位置可参见图1的O处所指示位置)；

所述第一介质基板1的上表面为走线层，下表面为参考地层；第一介质基板走线层11上设置有第一传输线111；第一介质基板参考地层12上开设有第一缝隙121，且所述第一缝隙121与所述第一传输线111处于同一平面时存在交集；

所述第二介质基板2的上表面为走线层，下表面为参考地层；第二介质基板走线层21上设置有第二传输线211；第二介质基板参考地层22上开设有第二缝隙221，且所述第二缝隙221与所述第二传输线211处于同一平面时存在交集。

其中，所述第一介质基板1和所述第二介质基板2可以选用FR4基材。

其中，所述第一传输线111可以以印刷的方式形成于所述第一介质基板走线层11上，所述第一缝隙121可以通过刻蚀的方式形成于所述第一介质基板参考地层12上。所述第二传输线211和所述第二缝隙221也是类似。

其中，所述第一传输线111和所述第二传输线211可以为长方形的形状或其他形状的传输线。

其中，所述第一介质基板1和所述第二介质基板2的尺寸可以相同，也可以不同。

本实用新型提供的射频连接结构的工作原理是：

当需要传输射频信号时，射频信号从第一介质基板1的第一传输线111的输入端口A处输入，并激励第一缝隙121，产生沿第一缝隙121线方向的磁流，当磁流到达第一介质基板1的第一缝隙121边缘时，因第一介质基板1的参考地和第二介质基板2的参考地相连，第一介质基板1和第二介质基板2两侧的地存在性质相同的场分布，故第二介质基板2的第二缝隙221会耦合于第一介质基板1的第一缝隙121产生相类似的磁流，从而激励起第二传输线211，信号从第二传输线211的输出端口B输出，从而实现射频信号的传输。

在一种可选的实施方式中，所述第一介质基板走线层11上还设置有第一传输线阻抗匹配调节结构112，所述第一传输线111和所述第一传输线阻抗匹配调节结构112一体成型；

所述第二介质基板走线层21上还设置有第二传输线阻抗匹配调节结构212，所述第二传输线211和所述第二传输线阻抗匹配调节结构212一体成型。

在本实用新型实施例中，在第一传输线111的基础上引入阻抗匹配调节结构，在第二传输线211的基础上引入阻抗匹配调节结构，使得输入端口A与输出端口B尽可能处于阻抗匹配状态，不仅能增加工作带宽，还能降低射频信号的损耗，进而提高能源效益。

在一种优选的实施方式中，所述第一传输线阻抗匹配调节结构112的形状为圆形；所述第二传输线阻抗匹配调节结构212的形状为圆形。

在本实用新型实施例中，在第一传输线111和第二传输线211的基础上加入圆形的阻抗匹配调节结构。一般情况下，射频传输结构可以等效为数个等效电容、电感以及损耗电阻的组合，其均为频率的函数。通常，组合单元的数量越多，其在频率对应阻抗的解就越多，其带宽越宽。而由于圆形的结构及其特性，一般能引入多个等效容感值单元，从而能增大工作带宽。当然，在其他实施方式中，第一传输线阻抗匹配调节结构112和第二传输线阻抗匹配调节结构212的形状也可以是三角形等其他形状。

在一种可选的实施方式中，所述第一介质基板参考地层12上还开设有第一缝隙阻抗匹配调节槽122，所述第一缝隙阻抗匹配调节槽122与所述第一缝隙121相互贯通；

所述第二介质基板参考地层22上还开设有第二缝隙阻抗匹配调节槽222，所述第二缝隙阻抗匹配调节槽222与所述第二缝隙221相互贯通。

在本实用新型实施例中，考虑到从第一介质基板1的第一缝隙的末端节点a到第二介质基板2的第二缝隙的起始节点b，以及第二缝隙221传输到第二传输线211的传输节点，可能存在失配情况，因此，加入缝隙阻抗匹配调节槽，以使得传输的射频信号几乎不会有信号反射回源点，不仅能增加工作带宽，还减少了射频传输的损耗。

在一种可选的实施方中，所述第一传输线111为微带线；所述第二传输线211为微带线。

在另一种可选的实施方式中，所述第一传输线111为带状线；所述第二传输线211为带状线。

在一种可选的实施方式中，所述第二介质基板2相对于所述第一介质基板1呈一角度设置。具体的，所述角度可以为直角，锐角或钝角。

参见图3所示，图3示出了本实用新型第一方面实施例提供的射频连接结构的另一种实施方式的结构示意图。在该实施方式中，所述第二介质基板2与所述第一介质基板1相互平行。

在一种可选的实施方式中，所述第一介质基板1的参考地与所述第二介质基板2的参考地通过接插或焊接的方式连接。

具体的，所述第一介质基板1和所述第二介质基板2可以通过弹片、排针等连接，或者通过金手指插装，只要能够实现第一介质基板1和第二介质基板2电气连接的方式均可。

在一种可选的实施方式中，所述第一缝隙121和所述第二缝隙221对齐设置。

为了便于理解，参见图2，图2示出了第一缝隙的末端节点a和第二缝隙的起始节点b的位置。在本实用新型实施例中，所述第一缝隙121和所述第二缝隙221对齐设置应当理解为：第一缝隙的末端节点a和第二缝隙的起始节点b对齐设置，以使得射频信号能实现更好的传输。

基于本实用新型实施例提供的技术方案，对本实施例的射频连接结构的S参数进行测试，分别得到如图4所示的输入端口回波损耗曲线图、如图5所示的输出端口回波损耗曲线图及如图6所示的传输系数曲线图。

由图4-6所示，本实用新型实施例的射频连接结构的输入端口、输出端口匹配性能良好，在1.3-8GHz均满足S11＜-10；传输损耗小，在工作频段内，6.5GHz以下S12均＜1dB。

相应地，本实用新型第二方面实施例提供一种通信设备，包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板和所述第二介质基板使用上述第一方面实施例提供的射频连接结构。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频连接结构，其特征在于，包括第一介质基板和第二介质基板；所述第一介质基板的参考地与所述第二介质基板的参考地连接；

所述第一介质基板的上表面为走线层，下表面为参考地层；第一介质基板走线层上设置有第一传输线；第一介质基板参考地层上开设有第一缝隙，且所述第一缝隙与所述第一传输线处于同一平面时存在交集；

所述第二介质基板的上表面为走线层，下表面为参考地层；第二介质基板走线层上设置有第二传输线；第二介质基板参考地层上开设有第二缝隙，且所述第二缝隙与所述第二传输线处于同一平面时存在交集。

2.如权利要求1所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一介质基板走线层上还设置有第一传输线阻抗匹配调节结构，所述第一传输线和所述第一传输线阻抗匹配调节结构一体成型；

所述第二介质基板走线层上还设置有第二传输线阻抗匹配调节结构，所述第二传输线和所述第二传输线阻抗匹配调节结构一体成型。

3.如权利要求1所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一介质基板参考地层上还开设有第一缝隙阻抗匹配调节槽，所述第一缝隙阻抗匹配调节槽与所述第一缝隙相互贯通；

所述第二介质基板参考地层上还开设有第二缝隙阻抗匹配调节槽，所述第二缝隙阻抗匹配调节槽与所述第二缝隙相互贯通。

4.如权利要求1所述的射频连接结构，其特征在于，所述第二介质基板相对于所述第一介质基板呈一角度设置，或所述第二介质基板与所述第一介质基板相互平行。

5.如权利要求1所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一传输线为微带线或带状线；所述第二传输线为微带线或带状线。

6.如权利要求2所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一传输线阻抗匹配调节结构的形状为圆形；所述第二传输线阻抗匹配调节结构的形状为圆形。

7.如权利要求3所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一缝隙阻抗匹配调节槽贯穿所述第一介质基板参考地层且呈圆形形状；所述第二缝隙阻抗匹配调节槽贯穿所述第二介质基板参考地层且呈圆形形状。

8.如权利要求1所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一介质基板的参考地与所述第二介质基板的参考地通过接插或焊接的方式连接。

9.如权利要求1所述的射频连接结构，其特征在于，所述第一缝隙和所述第二缝隙对齐设置。

10.一种通信设备，其特征在于，包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板和所述第二介质基板使用如权利要求1～9任一项所述的射频连接结构。

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