JP2016506686A

JP2016506686A - 低電力、高速マルチ−チャネル誘電体ウェーブガイドを利用したチップツーチップインタフェース

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Publication number: JP2016506686A
Application number: JP2015551057A
Authority: JP
Inventors: ヒョンミンバエ; ハ２世ソン; フシャンジン
Original assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Current assignee: Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: JP6177349B2; EP2939307B1; EP2939307A4; CN104937768B; EP2939307A1; CN104937768A; WO2014104536A1

Abstract

【課題】本発明の例示的な実施形態は、電気的ファイバと称される改善された誘電体ウェーブガイドを提供する。【解決手段】金属クラッディングを備える電池的ファイバは、典型的に帯域−制限問題の原因となる、異なる無線チャネルおよび隣接した電気的ファイバにおいて信号の干渉を、送信距離の増加による総トランシーバパワー消費を減らすためのより小さな放射損失およびより優れた信号ガイドのために、隔離させることができる。さらに、電気的ファイバは、電気的ファイバと相互連結装置の垂直的な結合により、いかなる追加的な受信端補償がなかったり極めて少なかったとしても、高速のデータレートを可能にする周波数の独立的な減衰特性をもつことができる。

Description

本発明の実施形態は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上で信号を送信（ｐｒｏｐａｇａｔｅ）するウェーブガイドに関する。

有線通信において帯域幅の需要が増加しているが、これは高速、低電力、低費用のＩ／Ｏを要求する。既存の銅相互連結における表皮効果（ｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔ）などによる減衰は、システム性能を制限する。既存の銅相互連結における損失を保全するためにパワーや費用面においてペナルティが加えられるようになり、このようなペナルティはデータレートまたは送信距離などの増加に伴って指数的に増加する。

送信チャネルに誘電体を使用した新たなチップツーチップインタフェースは、上述した問題を解決するために提案される。

本発明の例示的な一実施形態は、トランシーバＩ／Ｏ間でボードツーボード相互連結のための電気的ファイバを開示し、電気的ファイバは、送信機側ボードから受信機側ボードに信号を送信（ｐｒｏｐａｇａｔｅ）するための誘電体ウェーブガイド、および前記誘電体ウェーブガイドを仕上げる（ｗｒａｐｕｐ）金属クラッディングを含んでもよい。

前記誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つは、前記誘電体ウェーブガイドおよびマイクロストリップ回路の間でインピーダンスマッチングのためにテーパリングされてもよい。

前記誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つは、最大のパワー伝達効率を備える前記誘電体ウェーブガイドのインピーダンスを最適化するために線形的にシェーピングされる。

前記金属クラッディングは、銅クラッディングを含む。

前記誘電体ウェーブガイドの両終端は、送信機側ボードおよび受信機側ボードと垂直にカップリングされてもよい。

前記誘電体ウェーブガイドの長さに対する前記金属クラッディングの長さの比例は、電気的ファイバの長さに基づいて設計される。

本発明の例示的な一実施形態は、電気的ファイバを備えるボードツーボード相互連結装置を開示し、相互連結装置は、送信機側ボードから受信機側ボードに信号を送信し、金属クラッディングを備える電気的ファイバ、および前記電気的ファイバと連結し、マイクロストリップツーウェーブガイドトランジション（Microstrip to waveguide transition; ＭＷＴ）を備えるマイクロストリップ回路を含んでもよい。

前記電気的ファイバの両終端の少なくとも１つは、前記電気的ファイバおよび前記相互連結装置に存在するマイクロストリップ回路の間でインピーダンスマッチングのためにテーパリングされてもよい。

前記相互連結装置は、第１層で前記マイクロストリップ回路に前記信号を供給するマイクロストリップフィーディングライン、第２層で順方向進行ウェーブに対する逆方向進行ウェーブの割合を最小化するためのスロットを含むスロッティドグラウンドプレーン、第３層で前記スロッティドグラウンドプレーンとグラウンドプレーンの間の電気的連結を形成するためのビアのアレイを含むグラウンドプレーン、および共振周波数で前記信号を放射するためのパッチを含んでもよい。

上述した一般的な記載および後述する詳細な説明はすべて例示的かつ説明的なものであり、請求された発明の追加的な説明を提供するために意図されたものと理解されなければならない。

本発明の追加的な理解を提供するために含まれた明細書に統合されてその一部を構成する、添付の図面は発明の実施形態を説明し、詳細な説明と共に発明の原理を説明するための役割をする。
本発明の例示的な一実施形態に係る等角投影鳥瞰図である。本発明の例示的な一実施形態によって２ポートネットワークで相互連結したモデルおよび各トランジションから反射したウェーブと送信されたウェーブの関係を説明するための図である。本発明の例示的な一実施形態によって２ポートネットワークで相互連結したモデルおよび各トランジションから反射したウェーブと送信されたウェーブの関係を説明するための図である。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でグループディレイに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明によって全体的な相互連結された構造でグループディレイに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。本発明の一実施形態によって構成されたウェーブガイドマイクロストリップトランジションを示した側面図である。本発明の一実施形態によって構成されたウェーブガイドマイクロストリップトランジションを示した正面図である。本発明の一実施形態によって構成されたウェーブガイドマイクロストリップトランジションを示した分解図である。本発明によって構成された金属クラッディング（ｃｌａｄｄｉｎｇ）を備える電気的ファイバ（ｆｉｂｅｒ）とテーパード（ｔａｐｅｒｅｄ）ウェーブガイドの互いに異なる長さを示した等角投影図である。本発明によって構成されたボードツーウェーブガイドコネクタを示した等角投影図である。本発明によって構成された相互連結でＳパラメータに対するシミュレーションされた結果を示したグラフである６５ＧＨｚチャネルに対するＰＡＭ４２８ＧｂｐｓＰＲＢＳ2¹⁴-1のアイ（ｅｙｅ）ダイアグラムに対するシミュレーションされた結果を示したグラフである。

本発明は、下記において、本発明の例示的な実施形態が図示された、添付の図面を参照しながらさらに完全に説明される。このような発明は多くの相違した形態で実現されることも可能で、ここに記載した実施形態に制限されると理解してはならない。このような例示的な実施形態は、本開示を徹底させるように提供されるものであり、該当する技術分野において通常の知識を有する者に本発明の範囲は完全に伝達されるであろう。図面において層および領域の大きさおよび相対的な大きさは、明確性のために誇張されることもある。図面において類似する参照番号は、類似する構成要素を示す。

本発明の例示的な実施形態は、電気的な有線ラインの代りに改善された相互連結を提供することができる。例えば、新たな類型の誘電体ウェーブガイドと称される電気的ファイバ（ｆｉｂｅｒ）は、既存の銅ラインを代替することができる。このような電気的ファイバは、金属クラッディングを備える誘電体ウェーブガイドによって定義されてもよい。

周波数の独立的な減衰特性をもつ誘電体は、いかなる追加の受信端補償がなくとも、あるいはそのような受信端補償が極めて少なくとも、高速のデータレートを達成できるようにする。並列的なチャネルデータ伝達は、電気的ファイバとＰＣＢの垂直的な結合によって可能となる。トランシーバＩ／Ｏ間のボードツーボード相互連結に対する電気的ファイバを備えるＰＣＢは、ボードツーボード相互連結装置によって定義されてもよい。例えば、このような相互連結装置は、電気的ファイバ、送信端ボード、受信端ボード、ボードツーファイバコネクタ、マイクロストリップフィーディングライン、スロッティド（ｓｌｏｔｔｅｄ）グラウンド平面、グラウンド平面、およびパッチを含んでもよい。

新たなボードツーファイバコネクタは、安全に複数の電気的ファイバをＰＣＢに固定して互いを最大限に近づけることにより、空間（領域）効率を最大化するために提供される。物理的に、電気的ファイバの柔軟な特性は、自由空間で任意の位置から任意の終端を連結することをサポートすることができる。電気的ファイバの金属クラッディングは、電気的ファイバの長さとは関係なく、全体トランシーバパワーの消耗を維持することができる。また、クラッディングは、他の無線チャネルおよび隣接した電気的ファイバで信号の干渉を隔離させることができる。ここで、その干渉は、帯域−制限問題の原因となることがある。

スロットとカップリングされたパッチタイプのマイクロストリップツーウェーブガイドトランジションは、マイクロストリップとウェーブガイドの間の反射を最小化することができる。マイクロストリップツーウェーブガイドトランジションは、マイクロストリップ信号をウェーブガイド信号に送信するが、それは低費用という長所を招来する。これは、一般的なＰＣＢ製造過程で有効に使用できるためである。

図１は、本発明の例示的な一実施形態に係る等角投影鳥瞰図を示している。

図１を参照すると、本発明の例示的な一実施形態に係る全体的な相互連結は、図示された等角投映鳥瞰図に示されている。図１は、ボードツーボード相互連結として使用される電気的ファイバ１０１を説明している。入力信号は５０Ω（Ｏｈｍ）マッチングされた送信機ダイ１０２の出力から入って送信線路１０３に沿って送信（ｐｒｏｐａｇａｔｅ）され、送信機側ボードにあるマイクロストリップツーウェーブガイドトランジション１０４（例えば、ＭＷＴ）は、マイクロストリップ信号をウェーブガイド信号に変換する。前記ウェーブ、例えば、ウェーブガイド信号は、電気的ファイバ１０１に沿って送信され、それは受信機側ボードにあるＭＷＴ１０５でマイクロストリップ信号に変換される。これと同様に、信号は送信線路１０６に沿って送信され、５０Ωマッチングされた受信機入力１０７に進む。ここで、誘電体ウェーブガイドは、送信機側ボードから受信機側ボードに信号を送信することができる。

図２は、本発明の例示的な一実施形態によって２ポートネットワークで相互連結したモデルおよび各トランジションから反射したウェーブと送信されたウェーブの関係を説明するための図である。

電気的ファイバの各終端において、インピーダンスの不連続は、送信線路からウェーブガイドへのエネルギー送信効率および／またはウェーブガイドから送信線路へのエネルギー送信効率を低下させることがある。このような不連続の効果を解釈するために、全体的な相互連結は図２に示すような簡単な２ポートネットワークが考慮されてもよいが、これは数式１〜３によってモデリングされてもよい。

送信線路からウェーブガイドへのトランジションにおいて、送信線路およびウェーブガイド側への入力ウェーブそれぞれはu₁ ⁺とw^-で表現されてもよい。また、反射したウェーブはw⁺とu₁ ^-で表現されてもよい。これと同様に、ウェーブガイドから送信線路へのトランジションにおいて、ウェーブガイド側および送信線路側への入力ウェーブそれぞれはw^+’とu₂ ^-で表現されてもよい。また、反射したウェーブはw^-’とu₂ ⁺で表現されてもよい。このような簡略化されたモデルから、反射したウェーブおよび送信されたウェーブの関係式は次を仮定する。送信線路からウェーブガイドへのトランジションにおいて、複素反射係数は
であり、複素送信係数は
である。また、ウェーブガイドから送信線路へのトランジションにおいて、複素反射係数は
であり、複素送信係数は
である。

次の数式は、全体的な相互連結に対するスキャッタリングマトリックス（例えば、Ｓパラメータ）を示す。

図３は、本発明によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。図４は、本発明の一実施形態によって全体的な相互連結された構造でＳパラメータに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。図５は、本発明の一実施形態によって全体的な相互連結された構造でグループディレイに対する解釈推定およびシミュレーションされた結果を示したグラフである。

図３、図４、図５は、本発明の例示的な一実施形態によって構成された全体的な相互連結でＳパラメータに対する解釈的な推定結果を示したグラフである。例えば、図３、図４、図５は、前記数式５〜８をフローティングしたものであって、ウェーブガイドの長さの互いに異なるケース（例えば、５ｃｍ、１０ｃｍ）に対する結果を示すものである。各結果は、３次元電磁気シミュレーションツール（Ａｎｓｙｓ、ＨＦＳＳ）から導き出されたシミュレーション結果と比較されている。

図３、図４、図５は、全体的な相互連結に関してＳパラメータおよびグループディレイに対する結果でウェーブガイド−長さ−依存振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）が存在することを意味する。ウェーブガイドが長くなるほど、このような振動の影響はより深刻になる。アイ（Ｅｙｅ）ダイアグラムがこのような送信システムの評価のためのマトリックとして使用されると、このような振動はアイオープニングおよびゼロクロッシングにおいて深刻な問題を生成するようになり、さらには符号誤り率（ＢＥＲ）を増加させる主な原因となる。

Ｓパラメータおよびグループディレイに対する結果に存在する振動は、次の事実から起因したものであるといえる。インピーダンスの不連続で発生する反射したウェーブは、進行（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）にしたがって多少の減衰を経るようになるが、これはキャビティ共振器で起こるものと類似した現象を生成するようになる。このようなウェーブは、電気的ファイバ内から前後に散乱するようになり、スタンディングウェーブを強固にする。

このような問題を解決するための戦略としては、次のようなものがある。

第１に、可能な限り小さく反射係数（ｒ２）を生成すること。

第２に、相対的に小さなレベルのチャネル損失を保証する反面、電気的ファイバによる適切な減衰を生成すること。

第３に、ウェーブガイドのために低い誘電率の物質を使用すること。

このような戦略は、前記数式５〜８によって立証することができる。したがって、ＭＷＴは、より低い反射（ｒ２）を提供するために本発明の例示的な一実施形態に係る目的となる。

図６は、本発明の一実施形態によって構成されたウェーブガイドマイクロストリップトランジションを示した側面図である。図７は、本発明の一実施形態によって構成されたウェーブガイドマイクロストリップトランジションを示した正面図である。

図６はＭＷＴの側面図を示しており、図７は本発明の一実施形態によって構成されたＭＷＴの正面図を示している。金属クラッディング６０１、７０１を備える電気的ファイバ６０４、７０４はマイクロストリップ回路と連結してもよく、特にボード上に配置されたパッチエレメント６０３、７０３と連結してもよい。ここで、金属クラッディング６０１、７０１は、誘電体ウェーブガイド６０２、７０２を仕上げるようになる。例えば、金属クラッディング６０１、７０１は銅クラッディングを含んでもよく、パッチエレメント６０３、７０３はマイクロストリップラインを含んでもよい。パッチエレメント６０３、７０３は、共振周波数で信号を放射してもよい。

本発明の一実施形態によると、金属クラッディング６０１、７０１は、誘電体ウェーブガイド６０２、７０２を予め決められた形態で仕上げてもよい。例えば、金属クラッディング６０１、７０１の予め決められた形態は、誘電体ウェーブガイド６０２、７０２の中端部を露出してもよく、金属クラッディング６０１、７０１のさらに他の形態は、誘電体ウェーブガイド６０２、７０２の特定部分を露出するためにパンクチュアリングされてもよい。さらに、金属クラッディング６０１、７０１の予め決められた形態は多様であってもよい。

図８は、本発明の一実施形態によって構成されたウェーブガイドマイクロストリップトランジションを示した分解図である。

図８は、ボードの各層の詳細な構造を示している。３層構造は、ボードの製作のために用いられてもよい。マイクロストリップフィーディングライン８０１は第１層に位置してもよく、開口面（ａｐｅｒｔｕｒｅ）によって孔があいているスロッティドグラウンドプレーン８０２は第２層に配置されてもよい。パッチエレメント８０３とグラウンドプレーン８０４は第３層に配置されてもよい。例えば、マイクロストリップフィーディングライン８０１は、信号を第１層にあるマイクロストリップ回路にフィーディングしてもよく、スロッティドグラウンドプレーン８０２は、第２層で順方向進行ウェーブに対する逆方向進行ウェーブの割合を最小化するためのスロットを含んでもよい。また、グラウンドプレーンはビア８０７を含み、第３層でスロッティドグラウンドプレーン８０２とグラウンドプレーン８０４間の電気的連結を形成する。ここで、ビア８０７はアレイに配置されてもよい。

第１層と第２層の間の基板８０５は、タコニック（Ｔａｃｏｎｉｃ）社のＣＥＲ−１０で構成されてもよい。ここで、前記ＣＥＲ−１０は、12mm×5.68mmの大きさと0.28mmの厚さを有する。第２層と第３層間の他のコア基板８０６は、ロジャース（Ｒｏｇｅｒｓ）社のＲＯ３０１０Ｐｒｅｐｒｅｇで構成されてもよく、これは12mm×5.68mmの大きさと0.287mmの厚さを有する。

ビア８０７は、第２グラウンドプレーンおよび第３グラウンドプレーン間の電気的な連結を生成する役割をする。マイクロストリップ幅（ｗｉｄｔｈ）、基板厚さ、スロットサイズ、パッチサイズ、ビア直径、ビア空間（ｓｐａｃｉｎｇ）、ウェーブガイドサイズ、ウェーブガイド材料は、マイクロストリップ回路の特定の共振周波数および電気的ファイバによる進行ウェーブのモードに依存して変更されてもよいが、これは技術分野の技術者にとって自明である。

特に、スロットおよび開口面のサイズは、信号の送信および反射において重要なファクタとなる。スロットおよび開口面のサイズは、繰り返されるシミュレーションにより、順方向進行ウェーブに対する逆方向進行ウェーブの割合を最小化できるように最適化される。ウェーブガイドのカットオフ周波数およびインピーダンスは、交差面の大きさおよび使用される物質の種類によって決められてもよい。本発明において、2.9mm×2.7mmの大きさを有するＥＣＣＯＳＴＯＣＫＰＰ（ＬａｉｒｄＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ．）は、６０ＧＨｚ帯域信号をＭＷＴで最小の反射で通過させるために使用されてもよい。ウェーブガイドの交差面のサイズが大きくなるほど、ＴＥ／ＴＭモードでプロパゲートする回数が増加する。そして、それはトランジションの挿入損失で改善をもたらすようになる。

図９は、本発明によって構成された金属クラッディング（ｃｌａｄｄｉｎｇ）を有する電気的ファイバ（ｆｉｂｅｒ）とテーパード（ｔａｐｅｒｅｄ）ウェーブガイドの互いに異なる長さを示した等角投影図である。

Ｓパラメータの結果で振動による影響を減少させるために、ＭＷＴで発生する反射を最小化するだけなく、電気的ファイバ９０１、９０２、９０３による最適化した減衰をなすものが使用されてもよい。このような戦略は、各終端で電気的ファイバ９０１、９０２、９０３の誘電体ウェーブガイドを仕上げる金属クラッディングの長さを短くすることによって実現されてもよい。メタルグルレディングは、エネルギーの放射損失を阻む電磁気ウェーブを完全に極限させる。このような理由により、短い金属クラッディングの活用によって大きな放射損失を引き起こすことがある。このような種類のエネルギー損失は、電気的ファイバ９０１、９０２、９０３による減衰として考慮され、それはＳパラメータの結果で振動に極めて大きい影響を及ぼすようになる。

また、誘電体損失は、電気的ファイバ９０１、９０２、９０３による減衰として考慮されることもある。それは、誘電体ウェーブガイドのタンジェント損失に起因するようになり、ウェーブガイドの長さと関連するようになる。長いウェーブガイドによって消耗する誘電体損失は、振動の効果を減らすことがある。

このため、長い誘電体ファイバ９０３は、同じチャネル損失を考慮した場合、短い電気的ファイバ９０１よりもさらに大きい比例（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｔｙ）の金属クラッディングを備えるようになる。電気的ファイバ９０４の一終端は、テーパード（ｔａｐｅｒｅｄ）ウェーブガイドの等角投影図を示している。誘電体ウェーブガイドのために使用される誘電体とボード上のマイクロストリップ回路間でインピーダンスマッチングが可能となる。例えば、誘電体ウェーブガイドの長さにおいて金属クラッディングの長さの比例（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｔｙ）は、電気的ファイバ９０１、９０２、９０３の長さに基づいて設計されてもよい。

また、ウェーブガイドの大きさがそのインピーダンスを決定するという事実に基づくと、誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つを線形的にシェーピングすることは、最適なインピーダンスを探すために効率的となる。すなわち、誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つは、誘電体ウェーブガイドおよびマイクロストリップ回路間でインピーダンスマッチングのためにテーパードされるようになる（細くなるように構成される）。例えば、誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つは、最大のパワー伝達効率をもつ誘電体ウェーブガイドのインピーダンスを線形的に最適化するためにシェーピングされるようになる。

本発明の一実施形態によると、トランシーバＩ／Ｏ間のボードツーボード相互連結のための電気的ファイバ９０１、９０２、９０３との相互連結装置は、送信機側ボードから金属クラッディングを備える受信機側ボードに信号を送信するための電気的ファイバ９０１、９０２、９０３、およびＭＷＴを備える電気的ファイバ９０１、９０２、９０３と連結するためのマイクロストリップ回路を含む。

図１０は、本発明によって構成されたボードツーウェーブガイドコネクタを示した等角投影図である。

図１０は、ボードツーファイバコネクタ１００１の等角投影図を示している。電気的ファイバは、ボードツーファイバコネクタ１００１と共にボードにしっかりと固定される。コネクタブリッジ１００２、１００３は、ボードにブリッジを固定するために、ボードに孔があけられたホールに挿入される。例えば、ボードツーファイバコネクタ１００１は、電気的ファイバを電送機側ボードおよび受信機側ボードの少なくとも１つに垂直に連結する。

また、電気的ファイバの物理的な固定のためのコネクタとして、トランジション装置１００４、１００５、１００６のアレイが存在してもよい。このようなコネクタを利用することにより、電気的ファイバはボードにマイクロストリップ回路を連結できるようになる。これは、誘電体ウェーブガイドの両終端が垂直に送信機側および受信機側ボードとカップリングする領域をセービング（ｓａｖｉｎｇ）するために極めて効率的な方法であり、これに関しては図１０に詳細に示されている。このような構成上の理由により、多数の電気的ファイバが、広帯域を有する並列システムのための複数のチャネルを同時に連結するために使用されるようになる。例えば、誘電体ウェーブガイドは、送信機側ボードおよび受信機側ボードの少なくとも１つと垂直にカップリングされる。

図１１は、本発明によって構成された相互連結でＳパラメータに対するシミュレーションされた結果を示したグラフである。図１１を参照すると、本発明の一実施形態によって構成された全体的な相互連結でＳパラメータに対するシミュレーションされた結果は、グラフによって示されている。例えば、その結果は、５０ｃｍの電気的ファイバを利用して達成されるようになる。１０ｄＢのリターンロスのために、５４ＧＨｚから７９ＧＨｚ間の１５ＧＨｚの帯域幅が達成されるようになる。通過帯域上における挿入損失は１５ｄＢ以下で現れ、広帯域になるほど一定になることが分かる。

図１２は、６５ＧＨｚチャネルに対するＰＡＭ４２８ＧｂｐｓＰＲＢＳ 2¹⁴-1のアイ（ｅｙｅ）ダイアグラムに対するシミュレーションされた結果を示したグラフである。

全体的な相互連結の性能を評価するために、図１２は、ＰＡＭ４２８ＧｂｐｓＰＲＢＳ 2¹⁴-1のアイ（ｅｙｅ）ダイアグラムを示している。アイダイアグラムは復調されたデータパターンを示すことができ、復調されたデータパターンは６５ＧＨｚキャリアに変調され、例示的な一実施形態によって構成された相互連結のチャネルを通じて通過することができる。

電気的ファイバは、高速のデータ通信を可能にする新たな方法を提案することができる。ＭＷＴ構造は、不連続で反射を最小化しながら広帯域信号を送信（ｔｒａｎｓｉｔ）することができる。誘電体ウェーブガイドを仕上げる金属クラッディングは、放射損失を減らすことができ、チャネル損失を減少させるのに効果的である。

さらに、中心周波数がより高い周波数帯域に移動することができれば、さらに広い帯域幅を、いかなる追加的な複雑度および費用の支払いがなくとも達成することができる。したがって、電気的ファイバは、超高速スピードでデータを送信するための要求をもつＩ／Ｏチャネルに対するソリューションを提供することができる。特に、電気的ファイバは、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｊＫＲ標準を基礎とする１００Ｇｂｐｓバックプレーンインタフェースですべての銅有線ラインを交換することができる。さらに、それは増加した長さの送信距離を有するＩＥＥＥ８０２．３ｂｊＳＲ標準にも適用することができる。ボードツーボードインタフェースは、データセンタマーケットにおける有望なソリューションとして電気的ファイバを採用することができる。

本発明の本質または範囲を逸脱することなく多様な変更および変形が本発明内で可能であることは、該当する技術分野において通常の知識を有する者にとって明白であろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびこれらの均等物の範囲内にある提供されたこのような発明の変更および変形をカバーするものと見なされなければならない。

Claims

トランシーバＩ／Ｏ間でボードツーボード相互連結のための電気的ファイバであって、
送信機側ボードから受信機側ボードに信号を送信（ｐｒｏｐａｇａｔｅ）するための誘電体ウェーブガイド、および
前記誘電体ウェーブガイドを仕上げる（ｗｒａｐｕｐ）金属クラッディング
を含む、電気的ファイバ。
前記誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つは、
前記誘電体ウェーブガイドおよびマイクロストリップ回路の間でインピーダンスマッチングのためにテーパリングされる、請求項１に記載の電気的ファイバ。
前記誘電体ウェーブガイドの両終端の少なくとも１つは、
最大のパワー伝達効率をもつ前記誘電体ウェーブガイドのインピーダンスを最適化するために線形的にシェーピングされる、請求項１に記載の電気的ファイバ。
前記金属クラッディングは、
銅クラッディングを含む、請求項１に記載の電気的ファイバ。
前記誘電体ウェーブガイドの両終端は、送信機側ボードおよび受信機側ボードと垂直にカップリングされる、請求項１に記載の電気的ファイバ。
前記誘電体ウェーブガイドの長さに対する前記金属クラッディングの長さの比例は、
電気的ファイバの長さに基づいて設計される、請求項１に記載の電気的ファイバ。
前記金属クラッディングは、
予め設定された形態で前記誘電体ウェーブガイドを仕上げる、請求項１に記載の電気的ファイバ。
電気的ファイバを備えるボードツーボード相互連結装置であって、
送信機側ボードから受信機側ボードに信号を送信し、金属クラッディングを備える電気的ファイバ、および
前記電気的ファイバと連結し、マイクロストリップツーウェーブガイドトランジション（ＭＷＴ）を備えるマイクロストリップ回路
を含む、ボードツーボード相互連結装置。
前記電気的ファイバの両終端の少なくとも１つは、
前記電気的ファイバおよび前記相互連結装置にあるマイクロストリップ回路の間でインピーダンスマッチングのためにテーパリングされる、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。
前記電気的ファイバの両終端の少なくとも１つは、
最大のパワー伝達効率を有する電気的ファイバのインピーダンスを最適化するために線形的にシェーピングされる、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。
前記金属クラッディングは、
銅クラッディングを含む、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。
前記相互連結装置は、
前記電気的ファイバを前記送信機側ボードおよび前記受信機側ボードのうち少なくとも１つと垂直に連結するためのボードツーファイバコネクタ
をさらに含む、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。
前記電気的ファイバの長さに対する前記金属クラッディングの長さの比例は、
前記電気的ファイバの長さに基づいて設計される、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。
前記相互連結装置は、
第１層で前記マイクロストリップ回路に前記信号を供給するマイクロストリップフィーディングライン、
第２層で順方向進行ウェーブに対する逆方向進行ウェーブの割合を最小化するためのスロットを含むスロッティドグラウンドプレーン、
第３層で前記スロッティドグラウンドプレーンとグラウンドプレーンの間の電気的連結を形成するためのビアのアレイを含むグラウンドプレーン、および
共振周波数で前記信号を放射するためのパッチ
を含む、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。
前記金属クラッディングは、
予め設定された形態で前記誘電体ウェーブガイドを仕上げる、請求項８に記載のボードツーボード相互連結装置。