JP6063930B2 - 制御一体型rf供給網の多導体伝送線 - Google Patents
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Description
部材線幅が1.75ミル(0.04445mm)であり、かつ線間隔が0.5ミル(0.0127mm)である11本の導電性トレースからなる多導体高周波伝送線を、入力ポートp1が、24ミル(0.6096mm)の等しい合計線幅を有する高周波信号入力線と部分的に重なって相互に入り込む構成の接続部からなり、かつ出力ポートp2が、24ミル(0.6096mm)の等しい合計線幅を有する高周波信号出力線と相互に入り込む構成の略同一接続部からなる状態でシミュレートした。10ミル(0.254mm)厚の誘電体層を使用して、伝送線インピーダンスを50オームに保った。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図5に示す。相互入り込み長さが20ミル(0.508mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.3dBの状態で9.78GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−29.5dBの状態で略同じ周波数で生じた。
第1の例の多導体高周波伝送線を変更して、40ミル(1.016mm)の相互入り込み長さを有するようにした。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図6に示す。相互入り込み長さが40ミル(1.016mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.2dBの状態で8.86GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−40.3dBの状態で略同じ周波数で生じた。例1及び2から分かるように、目標周波数における容量結合係数は、相互入り込み長さのようなパラメータを変化させることにより調整することができる。
部材線幅が2ミル(0.0508mm)であり、かつ線間隔が1ミル(0.0254mm)である8本の導電性トレースからなる多導体高周波伝送線を、入力ポートp1が、23ミル(0.5842mm)の等しい合計線幅を有する高周波信号入力線と完全に重なり、かつ相互に入り込まない構成の接続部からなり、かつ出力ポートp2が、23ミル(0.5842mm)の等しい合計線幅を有する高周波信号出力線と相互に入り込まない構成の略同一接続部からなる状態でシミュレートした。10ミル(0.254mm)厚の誘電体層を使用して、伝送線インピーダンスを50オームに保った。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図7に示す。重なり長さが40ミル(1.016mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.2dBの状態で8.95GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−40.8dBの状態で略同じ周波数で生じた。
第3の例の多導体高周波伝送線を変更して、80ミル(2.032mm)の相互入り込み長さを有するようにした。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図8に示す。重なり長さが80ミル(2.032mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.2dBの状態で9.55GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−46.3dBの状態で略同じ周波数で生じた。例3及び4から分かるように、目標周波数における容量結合係数はこの場合も、重なり長さのようなパラメータを変化させることにより調整することができる。
第3の例の多導体高周波伝送線を変更して、“z”方向離間距離が2ミル(0.0508mm)の状態の8本の導電性トレースからなる2つの層を含む積層型多導体伝送線を有するようにした。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図9に示す。重なり長さが40ミル(1.016mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.2dBの状態で8.86GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−40.3dBの状態で略同じ周波数で生じた。例3と比較すると、制御信号容量が、最適周波数、最大伝送効率、及び最小反射に微小な変化が生じるだけで2倍になる。Sパラメータの微小な変化が、関連する周波数スペクトルにおいて全体として観察される。
第5の例の多導体高周波伝送線を変更して、80ミル(2.032mm)の重なり長さを有するようにした。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図10に示す。重なり長さが80ミル(2.032mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.2dBの状態で9.00GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−46.0dBの状態で略同じ周波数で生じた。例4と比較すると、制御信号容量がこの場合も同じく、最適周波数、最大伝送効率、及び最小反射に微小な変化が生じるだけで2倍になる。Sパラメータの微小な変化が、関連する周波数スペクトルにおいて全体として観察される。
部材線幅が4ミル(0.1016mm)であり、かつ線間隔が2ミル(0.0508mm)である20本の導電性トレースからなり、1層当たり5本の導電性トレースを有し、かつ“z”方向離間距離が2ミル(0.0508mm)の状態の4つの導電性トレース層として配置される多導体高周波伝送線を、入力ポートp1が、28ミル(0.7112mm)の等しい合計線幅を有する高周波信号入力線と完全に重なり、かつ相互に入り込まない構成の接続部からなり、かつ出力ポートp2が、28ミル(0.7112mm)の等しい合計線幅を有する高周波信号出力線と相互に入り込まない略同一の構成の接続部からなる状態でシミュレートした。曲線m1としてグラフ化された高周波伝送効率、及び曲線m2としてグラフ化された反射を1GHz〜11GHzの範囲で計算した。これらのシミュレーション結果を図11に示す。重なり長さが40ミル(1.016mm)の場合、最大伝送効率は、損失が約0.2dBの状態で8.30GHzで生じ、そして最小反射は、反射損が約−37.4dBの状態で略同じ周波数で生じた。伝送線の最適周波数は、例1〜6に見られる最適周波数よりもやや低いが、制御信号容量は、これらの例の多導体高周波伝送線と比較して、合計線幅または設置面積が殆ど変化しないで大幅に大きくなる。
部材線幅が4ミル(0.1016mm)であり、かつ線間隔が4ミル(0.1016mm)である4本の導電性トレースからなる2インチ(5.08cm)長の多導体高周波伝送線セグメントをシミュレートして、多導体高周波伝送線として構成されるトレース内の制御信号のSパラメータを特徴付けた。曲線m1としてグラフ化された制御信号伝送効率;曲線m2及びm3それぞれとしてグラフ化された内側及び外側導電性トレース内の反射;曲線m6、m5、及びm4それぞれとしてグラフ化された外側導電性トレースと(隣接順の)他の導電性トレースとの間のクロストーク;及び曲線m7としてグラフ化された内側導電性トレースの間のクロストークを5MHz〜500MHzの範囲で計算した。これらの値は、記載の2インチ(5.08cm)セグメントに特有の値であるが、これらの値は、多導体伝送線の関連長さ部分と関連長さ部分との間の制御信号の結合に関する桁情報ともなる。
Claims (18)
- 複数の導電性トレースと、
入力ポートであって、該入力ポートが高周波信号入力線を含み、該高周波信号入力線が前記入力ポートで前記複数の導電性トレースに略位置合わせされ、かつ部分的に重なる関係で配置され、前記高周波信号入力線が前記入力ポートで前記複数の導電性トレースと少なくとも同程度の広さである、前記入力ポートと、
少なくとも1つの出力ポートであって、該少なくとも1つの出力ポートが高周波信号出力線を含み、該高周波信号出力線が前記少なくとも1つの出力ポートで前記複数の導電性トレースのうちの少なくとも1つに略位置合わせされ、かつ部分的に重なる関係で配置され、前記高周波信号出力線が前記出力ポートで前記複数の導電性トレースのうちの前記少なくとも1つと少なくとも同程度の広さである、前記少なくとも1つの出力ポートと、を備え、
これにより、前記入力及び出力ポートは、容量結合する多導体構造を与え、該多導体構造は、一次高周波信号及び二次制御信号を前記入力ポートから1つ以上の出力ポートに供給することができる、
多導体高周波伝送線。 - 前記複数の導電性トレースは、共通の誘電体材料層の上に配置される、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記複数の導電性トレースは、個別の誘電体材料層の上に配置されて、積層型多導体高周波伝送線を形成する、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記複数の導電性トレースは、一部が共通の誘電体材料層の上に配置され、一部が個別の誘電体材料層の上に配置されて、1層当たり複数の導電性トレースを有する積層型多導体高周波伝送線を形成する、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記高周波信号入力線及び前記複数の導電性トレースは前記入力ポートで、相互に入り込む関係で部分的に重なる、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記高周波信号入力線及び前記複数の導電性トレースは前記入力ポートで、完全に重なる関係で部分的に重なる、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記少なくとも1つの出力ポートは、唯一の出力ポートであり、前記高周波信号出力線は前記少なくとも1つの出力ポートで前記複数の導電性トレースに略位置合わせされ、かつ部分的に重なる関係で配置され、前記入力ポート及び前記出力ポートは、実質的に同一に構成される、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記複数の導電性トレースの終端は低域通過フィルタ構造を含み、該低域通過フィルタ構造は、前記二次制御信号を前記複数の導電性トレースに沿って、前記一次高周波信号が低域通過フィルタ構造を超えて伝搬するのを阻止しながら導通させることができるように構成される、請求項1に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記低域通過フィルタ構造は、高周波チョークに至る90度湾曲部を含む、請求項8に記載の多導体高周波伝送線。
- 高周波無線信号を電気的に個別の経路に沿って伝送するインピーダンス整合導体を形成する複数の導電性トレースと、
容量結合入力ポートであって、該入力ポートでは、前記高周波無線信号の高域通過結合を、前記入力ポートでの前記複数の導電性トレースと高周波信号入力線との間でもたらし、前記高周波信号入力線が前記入力ポートで前記複数の導電性トレースに略位置合わせされ、かつ前記複数の導電性トレースと少なくとも同程度の広さである、前記容量結合入力ポートと、
容量結合出力ポートであって、該出力ポートでは、前記高周波無線信号の高域通過結合を、前記出力ポートでの前記複数の導電性トレースと高周波信号出力線との間でもたらし、前記高周波信号出力線が前記出力ポートで前記複数の導電性トレースに略位置合わせされ、かつ前記複数の導電性トレースと少なくとも同程度の広さである、前記容量結合出力ポートと、
を備え、
前記入力ポートでの前記高周波信号入力線及び前記複数の導電性トレースは、少なくとも部分的に重なる関係で容量結合する、多導体高周波伝送線。 - 前記複数の導電性トレースは、共通の誘電体材料層の上に配置される、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記複数の導電性トレースは、個別の誘電体材料層の上に配置されて、積層型多導体高周波伝送線を形成する、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記複数の導電性トレースは、一部が共通の誘電体材料層の上に配置され、一部が個別の誘電体材料層の上に配置されて、1層当たり複数の導電性トレースを有する積層型多導体高周波伝送線を形成する、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記入力ポートでの前記高周波信号入力線及び前記複数の導電性トレースは、相互に入り込む関係で容量結合する、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記入力ポートでの前記高周波信号入力線及び前記複数の導電性トレースは、前記入力ポートで、前記高周波信号入力線と前記複数の導電性トレースの部材との間で完全に重なる関係で容量結合する、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記入力ポート及び前記出力ポートは実質的に同一に構成される、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記複数の導電性トレースの終端は低域通過フィルタ構造を含み、該低域通過フィルタ構造は、二次制御信号を前記複数の導電性トレースに沿って、前記高周波無線信号が前記低域通過フィルタ構造を超えて伝搬するのを阻止しながら導通させることができるように構成される、請求項10に記載の多導体高周波伝送線。
- 前記低域通過フィルタ構造は、RFチョークに至る90度湾曲部を含む、請求項17に記載の多導体高周波伝送線。
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