Die
Erfindung betrifft eine Microstrip-Leitungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.The
The invention relates to a microstrip line arrangement according to the preamble
of claim 1.
Bekanntermaßen handelt
es sich bei der Microstrip-Technik um eine Leitungstechnik, bei
der planare Leitungen für
hochfrequente Anwendungen auf einem Substrat, vorzugsweise in Form
einer Leiterplatine, angeordnet sind. Das erwähnte Substrat (die Leiterplatte)
ist auf der Unterseite in der Regel vollständig metallisiert (Massefläche). Die
Feldlinien verlaufen dabei zwischen dem metallisierten Streifen
auf der Oberseite und der Massefläche auf der Unterseite des
Substrates. Dieser Streifen wird gewöhnlich durch Bearbeitung der
oberen Metallisierung durch Ätzen
oder Fräsen
angefertigt.As is known, it acts
it is in the microstrip technology to a line technology, at
the planar cables for
high-frequency applications on a substrate, preferably in shape
a printed circuit board, are arranged. The mentioned substrate (the printed circuit board)
is usually completely metallised on the underside (ground surface). The
Field lines run between the metallized strip
on the top and the ground plane on the bottom of the
Substrate. This strip is usually made by machining the
upper metallization by etching
or milling
prepared.
Die
Breite und Höhe
der Leitung und die Höhe
des Substrates sowie die Dielektrizitätskonstante des Substrates
bestimmen dabei den Wellenwiderstand der Leitung.The
width and height
the wire and the height
of the substrate and the dielectric constant of the substrate
determine the characteristic impedance of the line.
In
der Praxis stellt sich häufig
das Problem, dass aufgrund der Anordnung der Microstrip-Leitungen
auf der Platine zwei galvanisch voneinander getrennte Microstrip-Leitungen über Kreuz
verlegt werden müssen,
so dass ein derartiger Kreuzungspunkt durch eine Layout-Änderung
nicht zu vermeiden ist. Die beiden über Kreuz verlaufenden Leitungen
sollen dabei eine hohe Entkopplung aufweisen.In
Practice often turns up
the problem that due to the arrangement of microstrip lines
on the board two galvanically separated microstrip lines across
have to be relocated
so that such a crossing point by a layout change
can not be avoided. The two crossed lines
should have a high decoupling.
Bisher
sind dazu verschiedene Lösungen vorgeschlagen
worden.So far
Various solutions have been proposed
Service.
Bekannt
geworden ist die sogenannte Air-Bridge-Lösung, bei der in der Regel
eine Leitung auf einer Oberfläche
des Substrates weitergeführt wird,
wohingegen die andere Leitung unterbrochen und die beiden unterbrochenen
Leitungsabschnitte mittels einer drahtbrücken-ähnlichen Konstruktion verbunden
werden.Known
has become the so-called air bridge solution, in which, as a rule
a lead on a surface
the substrate is continued,
whereas the other line was interrupted and the two interrupted
Line sections connected by means of a wire bridge-like construction
become.
Diese
Lösung
lässt sich
einfach realisieren, zumal keine Durchkontaktierungen notwendig
sind und es sich um eine einseitige Layout-Variante handelt. Eine
einseitige Layout-Variante bedeutet dabei, dass die Platine nur
auf einer Seite bearbeitet werden muss. Dies hat zur Folge, dass
nur der halbe Fräsaufwand
gegenüber
einer auf zwei Seiten zu bearbeitenden Platine notwendig ist bzw.
beim Ätzen
nur ein Film benötigt
wird. Nachteilig ist aber insbesondere die sich dadurch ergebende
dreidimensionale Struktur und das Erfordernis von Lötstellen.
Probleme und Schwierigkeiten können
ferner bezüglich
der Reproduzierbarkeit der Lösung
auftreten, insbesondere dann, wenn die Lötplatine in einem Metallgehäuse untergebracht
werden soll. Schließlich
muss diese Air-Bridge-Lösung
entweder von Hand oder maschinell bestückt werden.These
solution
let yourself
easy to realize, especially since no plated-through holes necessary
are and it is a one-sided layout variant. A
one-sided layout variant means that the board only
must be edited on one page. This has the consequence that
only half the milling effort
across from
a board to be machined on two sides is necessary or
during etching
only one movie needed
becomes. However, the disadvantage is in particular the resulting thereby
three-dimensional structure and the requirement of solder joints.
Problems and difficulties can
with respect to
the reproducibility of the solution
occur, especially if the soldering board housed in a metal housing
shall be. After all
must have this air bridge solution
either by hand or by machine.
Eine
monolithische Struktur einer sich kreuzenden Microstreifen-Leiteranordnung
mittels einer sogenannten Air-Bridge und einer zwischen den Microstreifenleitern
liegenden geerdeten Entkopplungsschicht ist zudem aus der US 5,117,207 A bekannt geworden.A monolithic structure of a crossing microstrip conductor arrangement by means of a so-called air bridge and a grounded decoupling layer lying between the microstrip conductors is also known from US Pat US 5,117,207 A known.
Bekannt
geworden ist auch eine sogenannte Multilayer-Platine. Bei dieser
Lösung
besteht die Platine aus zumindest zwei dielektrischen Schichten
mit einer metallischen Schicht dazwischen. Die eine Leitung wird
auf der Außenseite
der einen dielektrischen Schicht und die andere Leitung auf der
Außenseite der
anderen dielektrischen Schicht geführt. Die Leitungen werden dann
mittels Durchkontaktierungen verbunden. Ein Vorteil dieser Lösung besteht
darin, dass, im Gegensatz zu vielen anderen Lösungen, bei denen mittels einer
Verkleinerung der Leitungsbreite im Kreuzungspunkt die Kopplung
verringert wird, diese Verkleinerung der Leitungsbreite, die den
Wellenwiderstand der Microstrip-Leitung erhöht und dementsprechend eventuell
wieder kompensiert werden muss, nicht notwendig ist. Es lassen sich
dabei auch gute Entkopplungswerte realisieren.Known
has also become a so-called multilayer board. At this
solution
the board consists of at least two dielectric layers
with a metallic layer in between. The one line becomes
on the outside
one dielectric layer and the other line on the
Outside of the
led to another dielectric layer. The wires are then
connected by vias. An advantage of this solution is
in that, unlike many other solutions where using a
Reduction of the line width at the crossing point the coupling
is reduced, this reduction of the line width that the
Characteristic impedance of the microstrip line increases and accordingly possibly
must be compensated again, is not necessary. It can be
thereby also realize good decoupling values.
Nachteilig
ist jedoch die Notwendigkeit einer zweiten dielektrischen Schicht,
wodurch ein größerer Aufwand
bei der Verarbeitung und höhere
Materialkosten entstehen, die schließlich auch zu höheren Gesamtkosten
führt.adversely
however, is the need for a second dielectric layer,
which makes a greater effort
in processing and higher
Material costs are incurred, which eventually leads to higher overall costs
leads.
Ferner
bekannt geworden sind Lösungen, bei
der eine der beiden sich kreuzenden Leitungen in der Nähe des Kreuzungspunktes
unterbrochen ist. An der Unterbrechungsstelle ist dann ein die beiden Enden
der unterbrochenen Leitung verbindender Leitungsabschnitt auf der
gegenüberliegenden Platinenfläche vorgesehen,
nämlich
auf der sogenannten Massefläche.
Dieser die durchgehenden Leitungen kreuzende Leitungsabschnitt ist
durch Durchkontaktierungen mit den unterbrochenen Leitungsabschnitten
verbunden, wobei der sich kreuzende, auf der Massefläche befindliche
Leitungsabschnitt durch einen ihn umgebenden Schlitz von der Massefläche galvanisch
getrennt ist. Diese Lösung
lässt sich
besonders einfach realisieren. Nachteilig ist allerdings, dass beispielsweise
bei einer Leitungsbreite von 0,5 mm im Kreuzungspunkt bei einer
gegebenen Substrathöhe
Entkopplungen nur in einem Bereich von 35 dB bei 2 GHz erzielbar
sind.Further
become known solutions, in
one of the two intersecting lines near the crossing point
is interrupted. At the point of interruption is then one of the two ends
the broken line connecting line section on the
provided opposite board surface,
namely
on the so-called ground plane.
This is the continuous lines crossing line section
through vias with the broken line sections
connected, with the intersecting, located on the ground surface
Line section by a surrounding slot of the ground plane galvanic
is disconnected. This solution
let yourself
very easy to realize. The disadvantage, however, is that, for example
with a line width of 0.5 mm at the crossing point at a
given substrate height
Decoupling achievable only in a range of 35 dB at 2 GHz
are.
Gemäß der US 6,097,260 A wird
vorgeschlagen, die sich kreuzenden Leitungen auf zwei Ebenen aneinander
vorbei laufen zu lassen (vergleichbar der Air-Bridge-Lösung), wobei
zusätzlich
noch zwischen den beiden sich kreuzenden Leitungen eine Metallplatte
vorgesehen ist. Diese ist beispielsweise mittels Durchkontaktierung
und/oder Schrauben mit der Massefläche der Platine verbunden.
Alternativ kann anstelle der Metallplatte auch eine kleine Platine
verwendet werden, die mit der Hauptplatine elektrisch verbunden
wird.According to the US 6,097,260 A It is proposed to let the intersecting lines run past each other on two levels (comparable to the air bridge solution), wherein additionally a metal plate is provided between the two intersecting lines. This is for example by means of through-hole and / or screws with the Ground plane of the board connected. Alternatively, instead of the metal plate, a small board may be used which is electrically connected to the motherboard.
Mit
einer derartigen Konstruktion lässt
sich eine Entkopplung erzielen, die beispielsweise besser als 40
dB ist. Die Leitungsbreite muss am Kreuzungspunkt nicht verringert
werden. Nachteilig ist aber auch hier die dreidimensionale Struktur,
wodurch die Gesamtrealisation aufwendiger und teurer wird. Ein weiterer
Nachteil ist der mechanische Aufwand.With
such a construction leaves
achieve a decoupling, for example, better than 40
dB is. The line width does not have to be reduced at the crossing point
become. However, the disadvantage here is the three-dimensional structure,
making the overall realization more complex and expensive. Another
Disadvantage is the mechanical effort.
Aus
der DE 29 43 502 C2 (insbesondere 5)
ist ein gattungsbildender Stand der Technik bezüglich einer Microstreifen-Leitungsanordnung
zu entnehmen, die zwei über
Kreuz verlaufende Microstrip-Leitungen aufweist, die im Kreuzungsbereich kontaktfrei
aneinander vorbeigeführt
sind. Diese vorbekannte Microstrip-Leitungsanordnung umfasst ein Substrat,
wobei das Substrat wiederum eine Leiterbahnseite und eine dazu gegenüberliegende
Massefläche-Seite mit einer dort
ausgebildeten Massefläche
umfasst. Auf der Leiterbahnseite ist eine erste durchgängige Leiterbahn
und eine zweite Leiterbahn vorgesehen, die in einem Kreuzungsbereich
mit der ersten Leiterbahn eine Unterbrechung aufweist. An den zueinander
beabstandeten Endbereichen der unterbrochenen zweiten Leiterbahn
ist eine galvanische Verbindung 62 vorgesehen.From the DE 29 43 502 C2 (especially 5 ) is a generic state of the art with respect to a microstrip line arrangement refer to having two cross-extending microstrip lines, which are guided past each other without contact in the crossing area. This previously known microstrip line arrangement comprises a substrate, wherein the substrate in turn comprises a conductor track side and a ground plane side opposite thereto with a ground plane formed there. On the conductor track side, a first continuous track and a second track is provided, which has an interruption in an intersection area with the first track. At the spaced-apart end portions of the interrupted second conductor track, a galvanic connection 62 is provided.
Die
Verwendung koaxialer Leitungen im Kreuzungspunkt und eine weitere
Stripline-Variante werden in der US 5,600,285 A und in der US 6,522,214 B1 beschrieben.
Bevorzugt kann dabei beispielsweise ein Leiter auf einer Ebene verlaufen, der
sandwichartig von einer oberen und unteren, jeweils parallel verlaufenden
Massefläche
umgeben ist, wobei die sich damit kreuzende zweite Leitung im Bereich
des Kreuzungspunktes mittels eines Stufenübergangs auf einer zweiten
Ebene geführt
ist. Diese zweite kreuzende Leitung ist ebenfalls sandwichartig mit
zwei parallel verlaufenden Masseleitungen versehen.The use of coaxial lines at the intersection and another stripline variant will be in the US 5,600,285 A and in the US 6,522,214 B1 described. For example, a conductor may preferably run on a plane which is sandwiched by an upper and lower, in each case parallel, ground plane, wherein the second line crossing with it is guided in the region of the crossing point by means of a step transition on a second plane. This second crossing line is also sandwiched with two parallel ground lines.
Obgleich
sich gute Entkopplungswerte realisieren lassen und die Leitungsbreite
am Kreuzungspunkt bei einer derartigen Konstruktion auch nicht verringert
werden muss, ist als nachteilig festzuhalten, dass es sich dabei
um eine sehr aufwendige und teure Realisierung handelt. Schließlich ist
auch ein Übergang
von einer Microstrip-Leitung auf andere Leitungstypen notwendig.
Ein Übergang
von einem Leitungstyp auf einen anderen Leitungstyp ist jedoch grundsätzlich kritisch,
weil dabei üblicherweise
Verluste und Fehlanpassungen auftreten, die zwar durch geeignete
technische Maßnahmen
sehr klein gehalten werden, die aber als potentielle Störstellen
und Fehlerquellen immer vorhanden sind.Although
good decoupling values can be realized and the line width
at the crossing point in such a construction also not reduced
must be noted as detrimental to the fact that it is
is a very elaborate and expensive realization. Finally is
also a transition
from a microstrip line to other line types necessary.
A transition
from one conductivity type to another conductivity type is fundamentally critical,
because usually
Losses and mismatches occur, although by appropriate
technical measures
be kept very small, but as potential impurities
and sources of error are always present.
Eine
demgegenüber
andere Lösung
wird in der US 6,028,494
A vorgeschlagen. Eine der beiden auf zwei Ebenen verlaufenden
und sich so kontaktfrei kreuzenden Leitungen ist im Bereich des
Kreuzungspunktes in zwei Zweige aufgespalten, die nach dem Kreuzungspunkt
wieder zu einer einheitlichen Leitung zusammengeführt sind.
Zudem sind noch Stripline Tuning-Pads vorgesehen, die oberhalb der
ersten unverzweigten Leitung angeordnet sind, und zwar in einem
Abstand von λ/4
zu dem Verzweigungsabschnitt der auf der anderen Ebene verlaufenden,
im Kreuzungspunkt verzweigten Leitung. Dadurch soll erreicht sein,
dass sich störende
Signalanteile, hier Überkopplungen,
phasenmäßig so überlagern,
dass sie sich gegenseitig auslöschen.
Obgleich diese Realisierung mechanisch einfacher ist, bleibt als
nachteilig zu vermerken, dass sie nur schmalbandig wirkt. Zudem
sind aufwendige Berechnungen zur Realisierung erforderlich. Bei
der vorstehend beschriebenen Lösung
werden zudem auch mehrere dielektrische Lagen verwendet, so dass
auch diese Lösung
mechanisch aufwendig ist.A different solution is used in the US 6,028,494 A proposed. One of the two extending on two levels and thus contact-free crossing lines is split in the region of the intersection in two branches, which are merged after the intersection point back to a single line. In addition, stripline tuning pads are provided, which are arranged above the first unbranched line, at a distance of λ / 4 to the branch portion of running on the other level, branched in the intersection point line. This is intended to ensure that disturbing signal components, here overcouplings, superimpose in phase so that they cancel each other out. Although this implementation is mechanically simpler, it should be noted as a disadvantage that it acts only narrowband. In addition, complex calculations for the realization are required. In the solution described above, moreover, a plurality of dielectric layers are used, so that this solution is mechanically complex.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine verbesserte Lösung für eine Microstrip-Leitungsanordnung
zu schaffen, bei der auf einem Substrat kontaktfrei kreuzende Leitungen
angeordnet sind, die eine hohe Entkopplung zueinander aufweisen.task
The present invention is therefore an improved solution for a microstrip line arrangement
to create at the contact-free crossing lines on a substrate
are arranged, which have a high decoupling from each other.
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend
den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The
Task is according to the invention accordingly
solved the features specified in claim 1. Advantageous embodiments
The invention are specified in the subclaims.
Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer einfachen Microstrip-Kreuzung
zweier galvanisch nicht verbundener Leitungen, bei der die eine
Leitung durchgehend auf der einen Seite des Substrates verläuft und
die andere Leitung unterbrochen wird und mittels Durchkontaktierungen
mit einem auf der Masseseite verlaufenden Leitungsabschnitt verbunden
wird, jeweils die eine Leitung als Massefläche für die andere Leitung erscheint.
Dabei wird das elektrische Feld jeweils im Substrat zwischen der
einen Leitung und der als Massefläche erscheinenden anderen Leitung
geführt.The
Invention is based on the finding that in a simple microstrip crossing
two galvanically unconnected lines, in which the one
Continuously runs on one side of the substrate and
the other line is interrupted and by means of vias
connected to a running on the ground side line section
in each case one line appears as a ground plane for the other line.
In this case, the electric field is in each case in the substrate between the
a line and appearing as the ground surface other line
guided.
Die
Erfindung schlägt
vor, metallische Flächen
auch auf der Leiterseite der Platine (also gegenüberliegend zur Massefläche der
Platine) einzufügen,
wodurch erreicht wird, dass das elektrische Feld nicht mehr im Substrat
selbst, sondern zwischen der Leitung und den eingefügten metallischen
Flächen verläuft.The
Invention proposes
in front, metallic surfaces
also on the conductor side of the board (ie opposite to the ground plane of the
Board),
whereby it is achieved that the electric field is no longer in the substrate
itself, but between the line and the inserted metallic
Surfaces runs.
Dazu
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Abstand der eingefügten
metallischen Flächen
zu der Leitung kleiner ist als die Dicke des Substrates, vorzugsweise
kleiner ist als 90%, insbesondere kleiner als 80%, 60% oder 50%
und weniger verglichen mit der Dicke der Platinen, also dem Abstand
der beiden sich kreuzenden Microstrip-Leitungen.For this purpose, the invention provides that the distance between the inserted metallic surfaces to the line is smaller than the thickness of the substrate, preferably less than 90%, in particular small ner than 80%, 60% or 50% and less compared to the thickness of the boards, so the distance between the two intersecting microstrip lines.
Die
erwähnte
metallische Fläche
ist zumindest an einer Längsseite
der auf der Leiterbahn-Seite durchgängigen Lei tung vorgesehen,
vorzugsweise auf beiden Seiten dieser Leitung. Somit entstehen zumindest
zwei metallische Flächen
beidseitig dieser durchgehenden Leitung.The
mentioned
metallic surface
is at least on one long side
provided on the track side continuous Lei device,
preferably on both sides of this line. Thus arise at least
two metallic surfaces
on both sides of this continuous line.
Die
vorstehend erwähnten,
bevorzugt an beiden Seiten vorgesehenen metallischen Flächen können aber
auch in mehrere Detailflächen
aufgespalten sein, wodurch ein Layout realisierbar ist, bei welchem der
auf der Massefläche über eine
bestimmte Wegstrecke verlaufende zweite Leitungsabschnitt mit kürzerer Gesamtlänge ausgebildet
sein kann.The
mentioned above,
but preferably provided on both sides metallic surfaces can
also in several detail areas
be split, whereby a layout is feasible, in which the
on the ground plane over one
formed certain route extending second line section with shorter overall length
can be.
Die
erfindungsgemäß vorgesehenen
metallischen Flächen
sind zumindest HF-mäßig auf
Massepotential, verglichen mit dem Massepotential auf der Masseflächen-Seite
des Substrats, gelegt. Dazu sind bevorzugt zusätzliche Koppelelemente vorgesehen, die
mit den Masseflächen
auf der Leiterbahn-Seite galvanisch
verbunden sind.The
provided according to the invention
metallic surfaces
are at least HF-moderate on
Ground potential, compared to the ground potential on the ground plane side
of the substrate. For this purpose, additional coupling elements are preferably provided, the
with the ground planes
galvanically on the track side
are connected.
Bevorzugt
jedoch sind die erwähnten,
auf der Leiterbahn-Seite
vorgesehenen, zusätzlichen
elektrisch leitfähigen
oder metallischen Flächen
durch eine oder durch mehrere Durchkontaktierungen mit der Massefläche auf
der gegenüberliegenden
Platinenseite galvanisch, also gleichstrommäßig verbunden.Prefers
however, those mentioned are
on the track side
provided, additional
electrically conductive
or metallic surfaces
through one or more vias to the ground plane
the opposite
PCB side galvanic, thus DC-connected.
Im
Rahmen der Erfindung lässt
sich problemlos eine Kopplung von weniger als –40 dB bei beispielsweise 2
GHz erreichen. Vor allem zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch
aus, dass breitbandig eine hohe Entkopplung erzielt werden kann.in the
Within the scope of the invention
easily a coupling of less than -40 dB at, for example, 2
Reach GHz. Above all, the solution according to the invention is characterized
from that broadband high decoupling can be achieved.
Die
erwähnten
metallischen Flächen
können unterschiedlichste
Form aufweisen. Sie müssen
nicht zwangsläufig
recht eckig oder quadratisch sein. Auch die Form der Leitungen kann
in weiten Bereichen beliebig geändert
werden. Beispielsweise können
getaperte Leitungen verwendet werden.The
mentioned
metallic surfaces
can be very different
Have shape. You need to
not necessarily
be rectangular or square. Also, the shape of the lines can
in many areas changed arbitrarily
become. For example, you can
Taped cables are used.
Die
erfindungsgemäße Lösung kann
auch im Zusammenhang mit einer Multilayer-Platine umgesetzt werden,
ohne dass zusätzliche
Elemente erforderlich sind.The
inventive solution can
also be implemented in the context of a multilayer board,
without that extra
Elements are required.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei
zeigen im Einzelnen:The
Invention will be explained below with reference to embodiments. there
show in detail:
1:
eine schematische Draufsicht auf eine Microstrip-Leitungsanordnung
mit zwei sich kreuzenden Leitungen nach dem Stand der Technik; 1 FIG. 2 is a schematic plan view of a prior art microstrip line assembly with two intersecting leads; FIG.
2:
eine Unteransicht auf das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 nach
dem Stand der Technik; 2 : A bottom view of the embodiment according to 1 According to the state of the art;
3:
eine Querschnittsdarstellung durch die Platine im Kreuzungspunkt
gemäß 1 und 2; 3 a cross-sectional view through the board in the crossing point according to 1 and 2 ;
4:
eine Draufsicht auf die Leiterbahn-Seite einer Microstrip-Leitungsanordnung
gemäß einem
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; 4 a top view of the conductor track side of a microstrip line arrangement according to a first embodiment of the invention;
5:
ein leicht abgewandeltes Ausführungsbeispiel
verglichen mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4; 5 a slightly modified embodiment compared with the embodiment according to 4 ;
6:
ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel
bezüglich
eines geänderten
Layouts auf der Leiterbahn-Seite mit mehreren Entkopplungsflächen; 6 a further modified embodiment with respect to a changed layout on the conductor track side with a plurality of decoupling surfaces;
7:
eine Unteransicht bzw. Ansicht der Massefläche-Seiten bezüglich des
Ausführungsbeispieles
nach 6; und 7 : A bottom view or view of the ground plane sides with respect to the embodiment according to 6 ; and
8:
eine Draufsicht auf die Leiterbahn-Seite bezüglich eines nochmals abgewandelten
Ausführungsbeispiels. 8th : A plan view of the conductor track side with respect to a further modified embodiment.
Anhand
der 1 bis 3 ist eine herkömmliche
Microstrip-Leitungsanordnung mit voneinander separierten, sich kreuzenden
Microstrip-Leitungen gezeigt, die auf einem Substrat 1,
vorzugsweise in Form einer Leiterplatine mit vorgegebener Dicke 3,
angeordnet sind.Based on 1 to 3 For example, a conventional microstrip line array is shown with spaced apart intersecting microstrip lines resting on a substrate 1 , preferably in the form of a printed circuit board with a predetermined thickness 3 , are arranged.
Das
Substrat umfasst eine Leiterbahn-Seite 5 (die teilweise
nachfolgend auch als erste oder obere Seite bezeichnet wird) und
eine gegenüberliegende
Massefläche-Seite 7 (die
teilweise nachfolgend auch als zweite oder untere Seite bezeichnet
wird). Auf dieser Massefläche-Seite 7 ist
also eine elektrisch leitfähige
Schicht vorgesehen, die die Massefläche 8 bildet.The substrate comprises a track side 5 (also sometimes referred to hereinafter as the first or upper side) and an opposite ground plane side 7 (sometimes referred to below as the second or lower side). On this ground plane side 7 Thus, an electrically conductive layer is provided, which is the ground plane 8th forms.
Auf
der Leiterbahn-Seite 5 ist eine erste Leiterbahn 9 gezeigt,
die durchgängig
verläuft.
Im eigentlichen Kreuzungspunkt oder Kreuzungsbereich 11 ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel
diese Leiterbahn 9 mit einer schmäleren Leitungsbreite ausgestattet,
verglichen mit der sonstigen Leiterbahnbreite. Am Übergang
der Leiterbahn 9 zu dem schmäleren Leiterbahnabschnitt 9' im Kreuzungsbereich 11 können z.B.
noch elektrisch leitfähige
Anpassungsflächen
(insbesondere zur Impedanzanpassung) vorgesehen sein, die aber nicht
vorgesehen sein müssen.On the track side 5 is a first track 9 shown, which runs consistently. In the actual crossing point or crossing area 11 is in the illustrated embodiment, this conductor 9 equipped with a narrower line width, compared with the other strip width. At the transition of the conductor track 9 to the narrower track section 9 ' in the crossing area 11 For example, electrically conductive adjustment surfaces (in particular for impedance matching) may still be provided, but these need not be provided.
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 bis 3 verläuft diese
erste Leiterbahn 9 von oben nach unten (im gezeigten Ausführungsbeispiel
also senkrecht), wohingegen eine zweite Leiterbahn 109 quer
dazu verläuft
(im gezeigten Ausführungsbeispiel
also von links nach rechts), deren Leiterbahnabschnitt 109' im Kreuzungsbereich 11 auf der
zur ersten Leiterbahn-Seite 5 gegenüberliegenden Masseflächen-Seite 7 ausgebildet
ist, wie dies aus der Unteransicht gemäß 2 zu ersehen
ist. Dazu ist auf der Massefläche 7 ein
Bereich 17 vorgesehen, der masseflächenfrei gestaltet ist. Innerhalb dieses
masseflächenfrei
gestalteten Bereiches 17 ist durch den umlaufenden Trennungsschlitz
oder Trennungsabstandes 19 der vorstehend erwähnte zweite Leiterbahnabschnitt 109' als zurückgelassene,
elektrisch leitfähige
Leiterbahn oder Leiterfläche
ausgebildet.In the illustrated embodiment according to the 1 to 3 runs this first trace 9 from top to bottom (in the embodiment shown so perpendicular), whereas a second conductor 109 Transversely thereto (in the embodiment shown, from left to right), the conductor track section 109 ' in the crossing area 11 on the first track side 5 opposite ground plane side 7 is formed, as shown in the bottom view 2 can be seen. This is on the ground plane 7 an area 17 provided, which is designed mass free. Within this mass area-free designed area 17 is by the circumferential separation slot or separation distance 19 the aforementioned second trace portion 109 ' formed as left behind, electrically conductive trace or conductor surface.
An
den auf der ersten Leiterbahn-Seite 5 gegenüberliegenden
Enden 109a und 109b der zweiten Leiterbahn 109 ist
zumindest jeweils eine Durchkontaktierung 21 vorgesehen,
die zu dem auf der Masseflächeseite 7 ausgebildeten
Leiterbahnabschnitt 109' führt, so
dass hierdurch die zweite Leiterbahn 109 unterbrechungsfrei
als galvanisch durchgängige
Leiterbahn ausgebildet ist. Die Durchkontaktierungen 21 sind
in 1 und in 2 aber auch
in der Querschnittsdarstellung gemäß 3 wiedergegeben.At the first track side 5 opposite ends 109a and 109b the second trace 109 is at least one via each 21 provided to that on the ground plane side 7 trained trace section 109 ' leads, so that thereby the second trace 109 is formed without interruption as a galvanically continuous conductor track. The vias 21 are in 1 and in 2 but also in the cross-sectional view according to 3 played.
Es
hat sich nunmehr gezeigt, dass für
jede der beiden Leiterbahnen 9, 109 die jeweils
andere Leiterbahn 109, 9 im Kreuzungsbereich 11 als
Masse wirkt, so dass im Kreuzungsbereich 11 elektrische Feldlinien
zwischen den beiden Leiterbahnen 109, 9 verlaufen,
die zu einer unerwünschten
Verkopplung führen.It has now been shown that for each of the two tracks 9 . 109 the other conductor track 109 . 9 in the crossing area 11 acts as a mass, so that in the crossing area 11 electric field lines between the two tracks 109 . 9 run, which lead to an unwanted coupling.
Um
diese Verkopplung zu verringern, sind gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
(wie in 4 dargestellt) zusätzlich metallische
und/oder elektrisch leitfähige
Flächen 25 vorgesehen,
die der Einfachheit halber nachfolgend als Entkopplungsflächen 25 bezeichnet
sind. Diese Entkopplungsflächen 25 sind
auf der Leiterbahn-Seite 5 ausgebildet, und zwar im Kreuzungsbereich 11 unmittelbar
benachbart zu dem schmäleren
Leiterbahnabschnitt 9' der
ersten Leiterbahn 9. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen dabei
diese Entkopplungsflächen 25 eine
geeignete Länge
auf, die gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
geringfügig
kleiner ist als die Länge
der Leitungen mit verringertem Leitungsabschnitt 9' auf der Leiterbahn-Seite 5.
Die Breite dieser Entkopplungsflächen 25 ist
geringfügig
kleiner als der Abstand zwischen der dem Leiterbahn-Abschnitt 9' auf der Leiterbahn-Seite 5 und
dem jeweiligen Ende 109a bzw. 109b der quer dazu
verlaufenden Leiterbahn 109.In order to reduce this coupling, according to a first embodiment of the invention (as in FIG 4 shown) additionally metallic and / or electrically conductive surfaces 25 provided, for the sake of simplicity below as decoupling surfaces 25 are designated. These decoupling surfaces 25 are on the track side 5 trained, in the crossing area 11 immediately adjacent to the narrower track section 9 ' the first trace 9 , In the embodiment shown, these decoupling surfaces 25 a suitable length, which is slightly smaller than the length of the lines with reduced line section according to the embodiment shown 9 ' on the track side 5 , The width of these decoupling surfaces 25 is slightly smaller than the distance between the track section 9 ' on the track side 5 and the respective end 109a respectively. 109b the transverse conductor track 109 ,
Diese
beidseitig des Leiterbahnabschnittes 9 befindlichen Entkopplungsflächen 25 sind
durch mehrere Durchkontaktierungen 27 elektrisch galvanisch
mit der auf der Massefläche-Seite 7 ausgebildeten
Massefläche 8 verbunden,
liegen also galvanisch (also gleichstrommäßig) auf Massepotential.This on both sides of the conductor track section 9 located decoupling surfaces 25 are through multiple vias 27 electrically galvanic with the on the ground plane side 7 trained mass area 8th connected, so are galvanic (ie Gleichstrommäßig) at ground potential.
Zwischen
dem Leiterbahnabschnitt 9' der ersten
Leiterbahn 9 und den unmittelbar angrenzenden Entkopplungsflächen 25 ist
ein nicht leitfähiger Abstand 29 gebildet,
der vorzugsweise kleiner ist als die Dicke 3 des Substrates
(3). Vorzugsweise beträgt dieser Abstand 29 weniger
als 90%, 80%, insbesondere weniger als 60%, 50%, 40%, 30% oder sogar
weniger als 20% der Dicke 3 des Substrates. Dadurch wird
gewährleistet,
dass die elektrischen Feldlinien, die ansonsten im Kreuzungsbereich 11 auch
zwischen der Leiterbahn 9' und
dem auf der gegenüberliegenden
Seite des Substrats 1 ausgebildeten zweiten Leiterbahnabschnitt 109' verlaufen,
nunmehr zwischen dem Leiterbahnabschnitt 9' und den benachbarten, näher liegenden
Entkopplungsflächen 25 verlaufen,
die ebenfalls auf Massepotential liegen.Between the track section 9 ' the first trace 9 and the immediately adjacent decoupling surfaces 25 is a non-conductive distance 29 formed, which is preferably smaller than the thickness 3 of the substrate ( 3 ). This distance is preferably 29 less than 90%, 80%, especially less than 60%, 50%, 40%, 30% or even less than 20% of the thickness 3 of the substrate. This will ensure that the electric field lines that are otherwise in the crossing area 11 also between the track 9 ' and on the opposite side of the substrate 1 formed second track section 109 ' now run between the track section 9 ' and the adjacent, closer decoupling surfaces 25 run, which are also at ground potential.
Ebenso
ist ein geringer Abstand 29' zwischen
dem jeweiligen Ende 109a bzw. 109b der auf der
Leiterbahn-Seite des Substrats unterbrochenen Leiterbahn 109 und
der angrenzenden Entkopplungsfläche 25 vorgesehen,
um hier einen galvanischen Kontakt zu unterbinden. Der Abstand 29' kann beliebig
groß gewählt werden,
er wird nur vorzugsweise klein gemacht, um den auf der Masseseite
verlaufenden Leitungsabschnitt möglichst
kurz zu halten.Likewise, a small distance 29 ' between each end 109a respectively. 109b the conductor track interrupted on the track side of the substrate 109 and the adjacent decoupling surface 25 provided to prevent a galvanic contact here. The distance 29 ' can be chosen arbitrarily large, it is only made preferably small in order to keep the running on the ground side line section as short as possible.
Da
bevorzugt der auf der Unterseite des Substrates vorgesehene isolierende
Abstand 19 zwischen dem dort vorgesehenen Leiterbahnabschnitt 109' und der benachbarten
Massefläche 8 kleiner
ist als die Dicke 3 des Substrates, vorzugsweise also diese
Abstandsbreite wieder weniger als 90%, 80%, 60%, 50%, 40%, 30% oder
auch weniger als 20% der Dicke 3 des Substrats 1 aufweist,
verlaufen auch hier die elektrischen Feldlinien nicht zu dem ersten
Leiterbahnabschnitt 9, sondern zwischen diesem zweiten Leiterbahnabschnitt 109' und der benachbarten
Massefläche 8 (die
Un terseite des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
nach 4 entspricht vom Grundsatz her der Untersicht-Darstellung
gemäß 2,
lediglich mit dem Unterschied, dass bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 noch
die Durchkontaktierung 27 bis zur Massefläche 8 vorgesehen ist).Since preferably provided on the underside of the substrate insulating distance 19 between the conductor track section provided there 109 ' and the adjacent ground plane 8th smaller than the thickness 3 the substrate, so preferably this distance width again less than 90%, 80%, 60%, 50%, 40%, 30% or even less than 20% of the thickness 3 of the substrate 1 also here, the electric field lines do not extend to the first conductor track section 9 but between this second conductor track section 109 ' and the adjacent ground plane 8th (The Un underside of the embodiment according to the invention 4 corresponds in principle to the sub-view representation according to 2 , only with the difference that in the embodiment according to 4 still the feedthrough 27 to the ground plane 8th is provided).
Anhand
von 5 ist lediglich gezeigt, dass die Entkopplungsflächen 25 nicht
zwangsläufig
rechteckförmig
gestaltet sein müssen,
sondern auch n-polygonal geformt sein können oder auch davon abweichende
Formen mit kurvigen Abschnitten aufweisen können. In diesem Ausführungsbeispiel
sind die Entkopplungsflächen 25 in
einer solchen Längserstreckung
ausgebildet, dass sie unter Ausbildung eines Stufenabsatzes auch
noch seitlich zu vorgesehenen Anpassungsflächen 13 verlaufen.
Ferner weisen die Entkopplungsflächen 25 noch
U-förmige
Vertiefungen auf, in denen die unterbrochene Leitung 109 noch
ein Stückchen
weiter in Richtung der ersten Leiterbahn 9 geführt ist,
bis diese Leitung unterbrochen wird.Based on 5 is merely shown that the decoupling surfaces 25 not necessarily have to be designed rectangular, but may also be formed n-polygonal or even may have different shapes with curvy sections. In this embodiment, the decoupling surfaces 25 in such a longitudinal spread Training designed that they also trained laterally to provide adjustment surfaces a step shoulder 13 run. Furthermore, the decoupling surfaces 25 still U-shaped depressions on which the broken line 109 a little further in the direction of the first track 9 is guided until this line is interrupted.
Wie
erwähnt,
ist aus 5 zu ersehen, dass am verjüngten Leiterbahn-Abschnitt 9' am Übergang zu
der breiter dimensionierten Leiterbahn 9 jeweils Anpassungsflächen 13 vorgesehen
sind. Diese Anpassungsflächen 13 stellen
Transformationsstufen 13 dar. Hintergrund dieser Transformations-
oder Anpassstufen ist, dass gewünscht
wird, dass die sich kreuzenden Leiterbahnabschnitte 9' und 109' im Kreuzungsbereich 11,
also im unmittelbaren Bereich, in dem sich die Leitungen 9' und 109' überlappen, möglichst
klein sind (schmal dimensioniert sind). Deshalb wird üblicherweise
diese Leitungsbreite der sich kreuzenden Leiterbahnen 9' und 109' im Kreuzungspunkt
verringert. Dies bedeu tet aber, dass diese Leiterbahnabschnitte 9' und 109' einen vergleichsweise
hohen Wellenwiderstand aufweisen. Je nach Ausgangswiderstand kann
es deshalb notwendig sein, diese hochohmige Stelle durch eine entsprechende
niederohmige Stelle zu kompensieren (obgleich es nicht zwingend
erforderlich ist und in bestimmten Anwendungsfällen eine hochohmige Stelle sogar
vorteilhaft für
die Transformation verwendet werden kann). Die minimale Leitungsbreite
im Kreuzungspunkt und damit auch die erzielbare Entkopplung wird
dadurch begrenzt, mit welcher Leistung die Platine gespeist wird
(breitere Leitungen können
höhere
Leistungen übertragen)
und ob es sich um eine intermodulationskritische Anwendung handelt
(bezüglich
Intermodulation sind sehr schmale Leitungen kritischer als breite
Leitungen).As mentioned, is off 5 to see that at the tapered track section 9 ' at the transition to the broader conductor track 9 each adaptation surfaces 13 are provided. These adjustment surfaces 13 represent transformation stages 13 dar. background of these transformation or matching stages is that it is desired that the intersecting trace sections 9 ' and 109 ' in the crossing area 11 that is, in the immediate area where the wires are 9 ' and 109 ' overlap, are as small as possible (are narrow). Therefore, usually this line width of the intersecting tracks 9 ' and 109 ' reduced at the crossing point. However, this means that these track sections 9 ' and 109 ' have a comparatively high characteristic impedance. Depending on the output resistance, it may therefore be necessary to compensate for this high-impedance point by a corresponding low-impedance point (although it is not absolutely necessary and in certain applications, a high-impedance point can even be used advantageously for the transformation). The minimum line width at the crossing point and thus also the achievable decoupling is limited by which power the board is fed (wider lines can transmit higher power) and if it is an intermodulation critical application (with respect to intermodulation very narrow lines are critical than wide lines ).
Durch
die erwähnten
Anpass- oder Transformationsstufen 13 kann ein Ausgleich
für die
einen höheren
Wellenwiderstand aufweisenden, schmäler ausgebildeten Leiterbahnabschnitte 9' und 109' im Kreuzungsbereich
erzielt werden. Genauso kann die an den verjüngten Leiterbahnabschnitt 9' bzw. 109' angrenzenden
Leiterbahnen 9 und 109 insgesamt mit einem breiten
Querschnitt versehen werden, so dass auf die gezeigte Abstufung
durch die Anpass- und Transformationsstufe 13 verzichtet
werden kann. Durch eine entsprechende Transformation lässt sich trotz
kleinerer Leitungsbreiten im Kreuzungsbereich eine große Bandbreite
der Kreuzung bezüglich
der Anpassung erzielen, wobei bei Verwendung von mehreren Transformationsstufen
oder getaperten Leitungen sogar sehr große Bandbreiten erreicht werden
können.Through the mentioned fitting or transformation stages 13 can compensate for the higher wave resistance having, narrower trace sections 9 ' and 109 ' be achieved in the crossing area. Likewise, the to the tapered track section 9 ' respectively. 109 ' adjacent tracks 9 and 109 are provided overall with a wide cross-section, so that the gradation shown by the fitting and transformation stage 13 can be waived. By means of a corresponding transformation, despite the smaller line widths in the intersection area, a large bandwidth of the intersection with respect to the adaptation can be achieved, whereby even very large bandwidths can be achieved when using several transformation stages or taped lines.
Die
erwähnten
Transformations- und Anpassstufen 13 müssen auch nicht, wie in 5 gezeigt,
symmetrisch zum Kreuzungspunkt als kurze Leitungsabschnitte ausgebildet
sein.The mentioned transformation and adaptation stages 13 do not have to, as in 5 shown to be formed symmetrically to the crossing point as a short line sections.
Beispielsweise
sind auch λ/4-Stufen
nur nach einer Seite hin vorstellbar, die also nur an einer Seite über den
angrenzenden Leiterbahnabschnitt überstehen. Darüber hinaus
ist auch eine unterschiedliche Transformation der durchgehenden
Leitungen 9 und der unterbrochenen Leitungen 109 möglich. Es
besteht auch die Möglichkeit,
unterschiedlich breite Zuleitungen zur Kreuzung für die sich
kreuzenden Leitungsbahnabschnitte 9' und 109' zu verwenden.For example, λ / 4 stages are conceivable only on one side, which thus survive only on one side over the adjacent conductor track section. In addition, there is also a different transformation of the continuous lines 9 and the broken lines 109 possible. There is also the possibility of different widths of supply lines to the intersection for the intersecting path sections 9 ' and 109 ' to use.
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
gezeigt, dass die Entkopplungsflächen
auch aus noch mehreren, galvanisch voneinander getrennten einzelnen
Entkopplungsflächen 25 bestehen
können, so
dass beispielsweise hier beidseitig des auf der Leiterbahn-Seite 5 durchgehenden
Leiterbahnabschnittes 9' zwei,
im gezeigten Ausführungsbeispiel eher
quadratisch gebildete Entkopplungsflächen 25 vorgesehen
sind. Durch den so gebildeten Abstand zwischen zwei auf einer Seite
des Leiterbahnabschnitt 9' gebildeten
Entkopplungsabschnitten wird zudem die Möglichkeit geschaffen, hier
noch einen weiteren Leiterbahnabschnitt 109'' vorzusehen,
so dass die so gebildeten Leiterbahn-Enden dieser zweiten Leiterbahn 109 in
dichterem Abstand zueinander, unmittelbar benachbart zum ersten
Leiterbahnabschnitt 9' enden
und hier durch Durchkontaktierungen mit dem auf der Massefläche vorgesehenen
Leiterbahnabschnitt 109' galvanisch
verbunden sind.In the embodiment according to 6 It is shown that the decoupling surfaces also consist of several, galvanically separated individual decoupling surfaces 25 can exist, for example, here on both sides of the on the track side 5 continuous conductor track section 9 ' two, in the illustrated embodiment rather square decoupling surfaces formed 25 are provided. By the distance thus formed between two on one side of the conductor track section 9 ' formed decoupling sections, the possibility is created, here even another trace section 109 '' provide, so that the thus formed conductor ends of this second conductor track 109 at a closer distance from each other, immediately adjacent to the first conductor track section 9 ' ends and here through vias with the provided on the ground surface trace section 109 ' are galvanically connected.
Der
Abstand zwischen der auf der ersten Leiterbahn-Seite vorgesehenen
Unterbrechung, also der Abstand zwischen den Enden der verlängert ausgebildeten
Leiterbahnabschnitte 109'' (die das Ende der
zweiten Leiterbahn 109 im Kreuzungsbereich 11 bilden),
ist aber in diesem Ausführungsbeispiel
größer als
der seitliche schlitzförmige
Abstand 29 zwischen den Entkopplungsflächen 25, zwischen
denen hindurch der durchgängige
Leiterbahnabschnitt 9' verläuft, wodurch
eine verbesserte Entkopplung realisiert wird.The distance between the interruption provided on the first conductor side, ie the distance between the ends of the extended conductor track sections 109 '' (which is the end of the second trace 109 in the crossing area 11 form), but in this embodiment is greater than the lateral slot-shaped distance 29 between the decoupling surfaces 25 , between which the continuous strip conductor section 9 ' runs, whereby an improved decoupling is realized.
In 7 ist
dabei die Massefläche-Seite 7 mit
der Masse 8 wiedergegeben, aus der ersichtlich ist, dass
der auf der Masseflächen-Seite 7 vorgesehene
Leiterbahnabschnitt 109' bei
dieser Konstruktion eine deutlich geringere Länge aufweist, verglichen mit
dem Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 5.In 7 is the ground plane side 7 with the crowd 8th reproduced, it can be seen that on the ground plane side 7 provided conductor track section 109 ' has a significantly shorter length in this construction, compared with the embodiment of the 1 to 5 ,
Anhand
der Unteransicht von 7 sind ferner die Durchkontaktierungen 27 ersichtlich,
die die Entkopplungsflächen 25 auf
der Leiterbahn-Seite 5 mit der Massefläche 8 auf der Masseflächen-Seite 7 elektrisch-galvanisch
(also gleichstrommäßig) verbinden.
Ferner sind in der Darstellung gemäß 6 und 7 auch
die beiden in der Mitte liegenden Durchkontaktierungen 21 zu
ersehen, die die Durchkontaktierungen bilden, worüber die
auf der ersten Seite befindlichen Leiterbahnabschnitte 109 bzw. 109'' mit dem auf der Masseflächen-Seite
befindlichen Verbindungsabschnitt 109' elektrisch-galvanisch (also gleichstrommäßig) verbunden
sind.Based on the bottom view of 7 are also the vias 27 it can be seen that the decoupling surfaces 25 on the track side 5 with the ground plane 8th on the ground plane side 7 electrically-galvanic (thus Gleichstrommäßig) ver tie. Furthermore, in the illustration according to 6 and 7 also the two in-center vias 21 to see who make the vias, about what the located on the first side trace sections 109 respectively. 109 '' with the connection section located on the ground plane side 109 ' electrically-galvanic (ie Gleichstrommäßig) are connected.
Anhand
von 8 ist gezeigt, dass eine sehr gute Entkopplung
auch dann noch realisiert werden kann, wenn die Entkopplungsflächen 25 selbst
nicht auf Massepotential gelegt werden, also keine galvanische oder
gleichstrommäßige Verbindung
zwischen den Entkopplungsflächen 25 auf
der ersten Leiterbahn-Seite 5 und der auf der rückwärtigen Seite des
Substrates ausgebildeten Massefläche 8 gegeben
ist.Based on 8th It is shown that a very good decoupling can still be realized even if the decoupling surfaces 25 Even at ground potential, so no galvanic or direct current connection between the decoupling surfaces 25 on the first track side 5 and the ground surface formed on the rear side of the substrate 8th given is.
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 8 sind
die beiden elektrisch leitfähigen
Entkopplungsflächen 25 an
ihren, dem Kreuzungsbereich 11 entferntest liegenden Eckbereichen 125 jeweils
mit Transformationsgliedern 33 verbunden, bevorzugt elektrisch
galvanisch verbunden. Diese Transformationsglieder 33 sind
im gezeigten Ausführungsbeispiel
kreissektorähnlich
gestaltet, bilden also eine dreieckförmig zulaufenden Spitze 35,
die mit den jeweiligen Eckbereichen 125 der Entkopplungsflächen 25 (auf
der Leiterbahn-Seite 5) verbunden sind. Die demgegenüber entfernt
liegende Rückseite 37 kann teilkreisförmig ausgebildet
oder einem Teilkreis angenähert
sein. Andere Ausführungsformen
und geometrische Gestaltungen sind aber ebenso möglich.In the embodiment according to 8th are the two electrically conductive decoupling surfaces 25 at their, the crossing area 11 most distant corner areas 125 each with transformation elements 33 connected, preferably electrically connected electrically. These transformation elements 33 are designed circular sector similar in the illustrated embodiment, thus forming a triangular tapered tip 35 , with the respective corner areas 125 the decoupling surfaces 25 (on the track side 5 ) are connected. The opposite back side 37 can be formed part-circular or approximate a pitch circle. Other embodiments and geometric designs are also possible.
Diese
Transformationsflächen 33 weisen eine
Länge von
annähernd λ/4 auf, so
dass der am Endbereich 37 bestehende Leerlauf in einen
Kurzschluss im Kreuzungsbereich 11 transformiert wird, wodurch
die Entkopplungsflächen 25 hochfrequenzmäßig auf
Masse gekoppelt werden. Dadurch wird die Entkopplung zwischen den
beiden Microstrip-Leitungen 9 und 109 drastisch
erhöht.
Die Wellenlänge Lambda
(λ) bezieht
sich in etwa auf die Bandmitte des zu übertragenden Frequenzbereiches,
bei dem eine hohe Entkopplung erzielt werden soll. Allerdings sind
dabei noch zwei Faktoren zu beachten:
- – Das Substrat
sorgt für
eine geometrische Verkürzung
der Transformationsflächen 33,
und zwar um den Faktor 1/√εr,eff,
wobei εr,eff die effektive Dielektrizitätskonstante
des Substrates ist.
- – Die
Dimension der Entkopplungsflächen 25 muss
mit berücksichtigt
werden. Es ist also nicht allein die Länge der Transformationsflächen 33 entscheidend
(es wäre
auch eine andere geometrische Ausbildung für die Transformationsflächen denkbar,
bei der die Transformationsflächen 33 nicht
so eindeutig von den Entkopplungsflächen getrennt wären), sondern
entscheidend ist vielmehr die sich aus den Transformationsflächen 33 und
den Entkopplungsflächen 25 insgesamt
ergebenende maximale Länge.
These transformation surfaces 33 have a length of approximately λ / 4, so that at the end 37 existing idle in a short circuit in the intersection area 11 is transformed, whereby the decoupling surfaces 25 high frequency coupled to ground. As a result, the decoupling between the two microstrip lines 9 and 109 drastically increased. The wavelength lambda (λ) refers approximately to the band center of the frequency range to be transmitted, in which a high decoupling is to be achieved. However, there are two factors to consider: - - The substrate ensures a geometric shortening of the transformation surfaces 33 , by the factor 1 / √ε r, eff , where ε r, eff is the effective dielectric constant of the substrate.
- - The dimension of the decoupling surfaces 25 must be taken into account. So it's not just the length of the transformation surfaces 33 crucial (it would also be another geometric design for the transformation surfaces conceivable in which the transformation surfaces 33 not so clearly separated from the decoupling surfaces), but rather decisive from the transformation surfaces 33 and the decoupling surfaces 25 total maximum length.
Aus
dem Geschilderten geht auch hervor, dass die Transformationsflächen 25 nicht
zwangsläufig
auf der Oberseite des Substrats 1 ausgebildet sein müssen, also
insbesondere parallel zur Substratfläche. Die erwähnten Transformationsglieder 33 können also
auch schräg
oder senkrecht zur Leitungs-Seite der Platine angeordnet sein, beispielsweise
in Form von Metallkegeln oder Drähten.From the above it is also clear that the transformation surfaces 25 not necessarily on top of the substrate 1 must be formed, ie in particular parallel to the substrate surface. The mentioned transformation elements 33 can therefore also be arranged obliquely or perpendicular to the line side of the board, for example in the form of metal cones or wires.
Die
erläuterten
Ausführungsbeispiele
sind unter Verwendung von zumindest zwei Entkopplungsflächen 25 beschrieben
worden. Im Extremfall kann auch eine Ausführungsform ausreichend sein, bei
der lediglich eine Entkopplungsfläche 25 vorgesehen
ist, die unmittelbar benachbart lediglich auf einer Seite des ersten
Leiterbahnabschnittes 9 ausgebildet ist.The illustrated embodiments are using at least two decoupling surfaces 25 been described. In extreme cases, an embodiment may be sufficient, in which only a decoupling surface 25 is provided, the immediately adjacent only on one side of the first conductor track section 9 is trained.
Es
wird ferner angemerkt, dass beispielsweise auch die Entkopplungsflächen 25 weitgehend
beliebige Formen aufweisen können,
wie erwähnt,
auch kurvige oder n-polygonale Begrenzungslinien umfassen können, wobei
bevorzugt ein enger Abstand zu durchgehenden Leitungsbahnen 9, 9' zur Bewirkung der
gewünschten
Entkopplung eingehalten werden soll.It is further noted that, for example, the decoupling surfaces 25 may have largely arbitrary shapes, as mentioned, may also include curvy or n-polygonal boundary lines, wherein preferably a close distance to continuous conductor paths 9 . 9 ' to be achieved to effect the desired decoupling.
Anhand
der verschiedenen Ausführungsbeispiele
ist erläutert
worden, dass an den zueinander beabstandeten Endbereichen 109a, 109b die
unterbrochene zweite Leiterbahn 109 jeweils mit einer Durchkontaktierung 21 versehen
ist, wodurch die auf der Leiterbahn-Seite 5 vorgesehene
zweite Leiterbahn 109 mit dem auf der Massefläche-Seite 7 vorgesehenen
Leiterbahnabschnitt 109' galvanisch
verbunden ist. Anstelle der Durchkontaktierung können aber auch sonstige geeignete
elektrischen Verbindungsmaßnahmen
in Betracht kommen, beispielsweise unter Verwendung von durchgelöteten Drähten, Schrauben
etc. Wichtig ist lediglich die Realisierung einer galvanischen Verbindung.Based on the various embodiments has been explained that at the spaced end portions 109a . 109b the broken second trace 109 each with a via 21 is provided, causing the on the track side 5 provided second conductor track 109 with the on the ground plane side 7 provided conductor track section 109 ' is galvanically connected. Instead of the via, however, other suitable electrical connection measures can also be considered, for example using soldered-through wires, screws etc. It is only important to realize a galvanic connection.