KR101157825B1 - Ultra-wideband transition structure for surface mountable components and application module thereof - Google Patents
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Abstract
표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조는 기판의 일면에서 형성되어 마이크로스트립 선로의 신호 라인과 일단이 연결되는 제1 신호 라인; 상기 제1 신호 라인과 동일 평면 상에서 일정 간격으로 평행하게 이격되어 형성되는 제1, 제2 접지 라인; 및 상기 기판의 다른 일면에서 상기 마이크로스트립 선로의 접지면과 연결되고 상기 두 접지 라인을 따라 형성되며 상기 마이크로스트립 선로에 인접하는 일단의 폭이 다른 일단의 폭보다 크게 형성되고 적어도 하나 이상의 비아를 통해 상기 제1, 제2 접지 라인과 연결되는 제1, 제2 접지면을 포함할 수 있고 나아가, 상기 기판의 일면에서 상기 제1 신호 라인과 연결되며, 비아를 통해 상기 기판과 수직으로 일정 간격 이격되어 위치한 모회로기판의 신호 라인과 수직 연결되는 제2 신호 라인; 및 상기 제2 신호 라인과 일정 간격으로 평행하게 대칭되도록 형성되고 상기 제1, 제2 접지 라인 각각과 연결되며 각각의 비아를 통해 상기 모회로기판의 접지면과 수직 연결되는 제3, 제4 접지 라인을 포함하는 동일 평면 도파관(CPW)을 더 포함할 수 있다.A surface mount ultra wide band transition structure and its application module are disclosed. According to one or more exemplary embodiments, a surface mount type ultra wide band transition structure includes: a first signal line formed at one surface of a substrate and having one end connected to a signal line of a microstrip line; First and second ground lines spaced apart from each other in parallel on the same plane as the first signal line; And a width of one end connected to the ground plane of the microstrip line on the other side of the substrate and formed along the two ground lines and adjacent to the microstrip line is greater than the width of the other end and through at least one via. The first and second ground planes may be connected to the first and second ground lines. Further, the first and second ground planes may be connected to the first signal line on one surface of the substrate, and may be spaced apart from each other at a predetermined interval vertically through the vias. A second signal line vertically connected to a signal line of a mother circuit board which is located; And third and fourth grounds which are formed to be symmetrical in parallel with the second signal line at predetermined intervals and are connected to each of the first and second ground lines and vertically connected to the ground plane of the mother circuit board through respective vias. It may further comprise a coplanar waveguide (CPW) comprising a line.
표면실장, 초광대역, 전이구조, 임피던스 정합, CPW(Coplanar Waveguide), 테이퍼링 Surface Mount, Ultra-Wide Band, Transition Structures, Impedance Matching, Coplanar Waveguide (CPW), Tapering
Description
본 발명은 표면실장형 초광대역 전이구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초광대역 특성을 가진 소자나 모듈 예를 들어, 초광대역 체배기, 초광대역 혼합기 등을 표면실장형 소자로 구현하기 위해 일정 두께 이상의 두꺼운 다층기판을 필요로 하는 경우에도 표면실장형 소자가 정상 동작할 수 있는 최대 동작 주파수를 높일 수 있는 표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a surface-mounted ultra-wideband transition structure, and more particularly, to implement a device or a module having ultra-wideband characteristics, such as an ultra-wideband multiplier, an ultra-wideband mixer, or the like in a surface-mounted device. The present invention relates to a surface mount ultra wideband transition structure and an application module thereof capable of increasing a maximum operating frequency at which a surface mount device can operate normally even when a thick multilayer board is required.
초광대역 발룬을 사용한 소자들의 예로는 초광대역 체배기, 초광대역 혼합기 등이 있다. 일반적으로 이러한 초광대역 발룬이 적절히 동작하기 위해서는 발룬의 면과 접지면 사이에는 약 40[mil](1[mm])이상의 공간(air gap)이 있어야 한다.Examples of devices using an ultra wide band balun include an ultra wide band multiplier and an ultra wide band mixer. In general, in order for these ultra-wide band baluns to operate properly, there must be an air gap of more than about 40 [mil] (1 [mm]) between the plane of the balun and the ground plane.
현재 상용으로 구매 가능한 초광대역 혼합기와 체배기의 대부분은 하우징(housing)에 넣어 SMA 커넥터 형태로서 제공되거나, 캐리어(carrier) 형태로서 제공되고 있다. 그러나, 하우징 형태는 하우징 제작과 추가적인 SMA 커넥터의 비용으로 인해 가격이 비싸지고, 캐리어 형태의 소자를 사용하기 위해서는 캐리어가 삽입 되는 부분에 하우징 및 기판에 홈을 파고, 모기판회로의 신호선과 추가적인 연결이 필요하게 되어 회로 구현 비용이 비싸지게 된다. Currently, most of the commercially available ultra-wideband mixers and multipliers are provided in the housing (SMA) connector form, or as a carrier (carrier) form. However, the housing type is expensive due to housing manufacturing and the cost of additional SMA connector, and in order to use the carrier type device, the housing and the board are grooved in the part where the carrier is inserted, and the signal line of the mother board circuit is additionally connected. This necessitates high circuit implementation costs.
이는 초광대역 소자를 표면실장이 가능한 칩소자의 형태로 구현함으로써, 초광대역 소자를 저렴한 가격으로 양산하는 것이 가능하여지고, 사용자 입장에서는 모기판의 회로에 장착이 용이하여 진다. 초광대역 특성을 가진 소자나 모듈을 표면실장형으로 구현하기 위해서는 다층기판에서의 초광대역 전이구조가 필요하며, 현재까지 여러 가지 형태의 초광대역 전이구조가 개발되어 사용되고 있다.By implementing the ultra-wideband device in the form of a chip device capable of surface mounting, it is possible to mass-produce the ultra-wideband device at a low price, and the user can easily mount it to the circuit of the mother substrate. In order to implement a device or a module having ultra-wideband characteristics in a surface mount type, an ultra-wideband transition structure is required in a multilayer board. Various types of ultra-wideband transition structures have been developed and used.
이런 전이구조는 다층을 이루는 기판의 두께가 얇아서 회로면에서 표면실장면까지의 길이가 10[mil] 이하 정도로 짧을 때에는 비교적 용이하게 구현할 수 있고 밀리미터파 대역까지 잘 동작하게 구현할 수 있지만, 기판의 두께가 두꺼워서 회로면에서 표면실장면까지의 길이가 40[mil]을 초과할 정도로 길 때에는 밀리미터파까지 동작하게 구현하기가 힘들다.Such a transition structure is relatively easy to implement when the length of the circuit board to the surface mounting surface is shorter than 10 [mil] due to the thin thickness of the multilayer board, but it can be implemented well to the millimeter wave band, but the thickness of the substrate It is difficult to realize the operation up to millimeter wave when the length from the circuit surface to the surface mounting surface is so thick that it exceeds 40 [mil].
도 1a는 일반적인 표면실장형 전이구조에 대한 일 실시예를 나타내고 있는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 표면실장형 소자(120) 표면의 마이크로스트립 선로(121)가 해당 접지면(122)의 종단 이상으로 연장되어 비아(VIA)(112)를 통해 수직으로 표면실장면(110)의 마이크로스트립 선로(111)까지 연결되고, 또한 표면실장형 소자(120)의 접지면이 다수의 비아(114)를 통해 수직으로 표면실장면의 접지면(113)까지 연결되는 구조를 사용할 수 있다.FIG. 1A illustrates one embodiment of a general surface mount transition structure, as shown in FIG. 1, wherein the
이때, 비아로 수직천이를 하기 전의 구조에서 신호선과 접지면 사이의 균형과 길이에 차이가 발생하게 되며, 기생성분으로 인해 높은 주파수까지 동작하기 어 렵게 된다.At this time, in the structure before the vertical transition to the via, a difference occurs in the balance and the length between the signal line and the ground plane, and due to parasitic components, it becomes difficult to operate to a high frequency.
이는 도 1a에 도시된 전이구조를 사용하는 다층기판의 두께가 40[mil]인 표면실장형 소자의 경우에 대해 계산된 S-파라미터 중 입력 반사 계수 및 순방향 전달 계수(S11, S21)(도 1b)를 통해 동작 가능한 최대 동작 주파수가 20[GHz] 정도로 제한되는 것을 알 수 있다.This is based on the input reflection coefficients and forward transfer coefficients S11 and S21 of the S-parameters calculated for the surface mounted device having a thickness of 40 [mil] of the multilayer board using the transition structure shown in FIG. 1A (FIG. 1B). ), It can be seen that the maximum operating frequency that can be operated is limited to 20 [GHz].
즉, 일정 두께 이상의 다층기판에서 도 1a와 같은 전이구조를 사용하는 경우 최대 동작 주파수가 20[GHz] 정도로 제한되기 때문에 20[GHz] 이상에서 동작해야 하는 표면실장형 소자에 대한 전이구조로 사용하기는 힘들다. In other words, when using the transition structure as shown in FIG. 1A in a multilayer substrate having a predetermined thickness or more, the maximum operating frequency is limited to about 20 [GHz]. Is hard.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 일정 이상 두께의 다층기판을 사용하는 표면실장형 소자가 동작할 수 있는 최대 동작 주파수를 높일 수 있는 표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈을 제공하는데 있다.An object according to an embodiment of the present invention was devised to solve the above problems, the surface-mount type ultra-wide band to increase the maximum operating frequency that the surface-mount device using a multi-layer substrate of a certain thickness or more can operate To provide a transition structure and its application module.
바람직하게, 본 발명은 표면실장형 소자의 표면에 위치한 마이크로스트립 선로를 모회로의 기판으로 수직천이 하기 전에 동일 평면 도파관(이하 CPW: coplanar waveguide)으로 전이하는 전이구조를 사용하고, 접지면의 형상을 테이퍼형으로 형성함으로써, 최적의 임피던스 정합과 자연스러운 전계 분포의 전이를 달성할 수 있는 표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈을 제공하는데 있다.Preferably, the present invention uses a transition structure for transitioning to a coplanar waveguide (CPW: coplanar waveguide) before vertically shifting the microstrip line located on the surface of the surface mount device to the substrate of the parent circuit, and the shape of the ground plane. The present invention provides a surface mount ultra wideband transition structure and its application module capable of achieving optimal impedance matching and transition of natural electric field distribution by forming a tapered shape.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 표면실장형 소자에 적용할 수 있는 전이구조를 제공함으로써, 가격이 저렴하고 양산이 가능한 초광대역 모듈을 제공할 수 있는 표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈을 제공하는데 있다.In addition, another object according to an embodiment of the present invention, by providing a transition structure that can be applied to the surface-mounted device, it is possible to provide a surface-mounted ultra-wideband transition structure that can provide an ultra-wideband module of low cost and mass production And an application module thereof.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 한 관점에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조는 기판의 일면에서 형성되어 마이크로스트립 선로의 신호 라인과 일단이 연결되는 제1 신호 라인; 상기 제1 신호 라인과 동일 평면 상에서 일정 간격으로 평행하게 이격되어 형성되는 제1, 제2 접지 라인; 및 상기 기판의 다른 일면에서 상기 마이크로스트립 선로의 접지면과 연결되고 상기 두 접지 라인을 따라 형성되 며 상기 마이크로스트립 선로에 인접하는 일단의 폭이 다른 일단의 폭보다 크게 형성되고 적어도 하나 이상의 비아를 통해 상기 제1, 제2 접지 라인과 연결되는 제1, 제2 접지면을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the surface-mounted ultra-wideband transition structure according to an aspect of the present invention includes a first signal line is formed on one surface of the substrate and one end is connected to the signal line of the microstrip line; First and second ground lines spaced apart from each other in parallel on the same plane as the first signal line; And a width of one end connected to the ground plane of the microstrip line on the other side of the substrate and formed along the two ground lines and adjacent to the microstrip line is greater than the width of the other end and through at least one via. It may include first and second ground plane connected to the first and second ground lines.
바람직하게, 상기 기판의 일면에서 상기 제1 신호 라인과 연결되며, 비아를 통해 상기 기판과 수직으로 일정 간격 이격되어 위치한 모회로기판의 신호 라인과 수직 연결되는 제2 신호 라인; 및 상기 제2 신호 라인과 일정 간격으로 평행하게 대칭되도록 형성되고 상기 제1, 제2 접지 라인 각각과 연결되며 각각의 비아를 통해 상기 모회로기판의 접지면과 수직 연결되는 제3, 제4 접지 라인을 포함하는 동일 평면 도파관(CPW)을 더 포함할 수 있다.Preferably, a second signal line connected to the first signal line on one surface of the substrate and vertically connected to a signal line of a mother circuit board spaced apart from the substrate at a predetermined interval vertically through a via; And third and fourth grounds which are formed to be symmetrical in parallel with the second signal line at predetermined intervals and are connected to each of the first and second ground lines and vertically connected to the ground plane of the mother circuit board through respective vias. It may further comprise a coplanar waveguide (CPW) comprising a line.
바람직하게, 상기 제1, 제2 접지면은 자연스러운 전계 분포의 전이를 달성하기 위해, 상기 일단에서 상기 다른 일단으로 갈수록 상기 제1, 제2 접지 라인 쪽으로 그 폭이 감소하는 형상을 갖도록 형성될 수 있다.Preferably, the first and second ground planes may be formed to have a shape that decreases in width toward the first and second ground lines from one end to the other end in order to achieve a natural transition of the electric field distribution. have.
바람직하게, 상기 제1, 제2 접지면은 상기 일단의 폭이 상기 다른 일단의 폭보다 큰 테이퍼형으로 형성될 수 있다.Preferably, the first and second ground planes may be formed in a tapered shape in which the width of the one end is greater than the width of the other end.
바람직하게, 상기 제1, 제2 접지면의 형상은 클로펜스타인(Klopfenstein) 테이퍼형이 되도록 접지면의 곡면이 형성될 수 있다.Preferably, the curved surface of the ground plane may be formed such that the first and second ground planes have a Klopfenstein taper shape.
바람직하게, 상기 제1, 제2 접지 라인은 상기 적어도 하나 이상의 비아를 통해 상기 모회로기판의 접지면과도 연결될 수 있다.Preferably, the first and second ground lines may be connected to the ground plane of the mother circuit board through the at least one via.
바람직하게, 상기 CPW는 상기 제1, 제2 접지면과 연결되는 제3, 제4 접지면을 포함하고, 각각의 비아를 통해 상기 제3, 제4 접지 라인이 상기 제3, 제4 접지 면과 연결될 수 있다.Preferably, the CPW includes third and fourth ground planes connected to the first and second ground planes, and the third and fourth ground lines are connected to the third and fourth ground planes through respective vias. It can be connected with.
본 발명의 한 관점에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조를 이용하는 응용 모듈은 상술한 표면실장형 초광대역 전이구조가 표면실장형 초광대역 모듈의 입력단 또는 출력단과 연결될 수 있으며, 상기 표면실장형 초광대역 모듈은 표면실장형 초광대역 단일 평형 체배기, 표면실장형 초광대역 이중 평형 체배기 및 표면실장형 초광대역 혼합기를 포함할 수 있다.Application module using the surface-mounted ultra-wideband transition structure according to an aspect of the present invention can be connected to the input or output terminal of the surface-mounted ultra-wideband transition structure described above, the surface-mounted ultra-wideband The module may include a surface mount ultra wideband single balanced multiplier, a surface mount ultra wideband dual balanced multiplier, and a surface mount ultra wideband mixer.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈을 첨부된 도 2 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a surface mount type ultra wideband transition structure and an application module thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 11. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조의 사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2에 도시된 표면실장형 초광대역 전이구조의 평면도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a perspective view of a surface-mounted ultra-wideband transition structure according to an embodiment of the present invention, Figure 3 shows a plan view of the surface-mounted ultra-wideband transition structure shown in FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표면실장형 초광대역 전이구조(200)는 접지면의 형상이 변환하는 제1 CPW(320)가 마이크로스트립 선로(310)와 모회로기판으로 수직천이하는 제2 CPW(330) 사이에 위치한 구조를 채택하고 있다.2 and 3, the surface-mounted
여기서, 도 3에 도시된 점선으로 표현된 부분은 기판(210)의 아랫면에 형성된 접지면을 나타내며, 제1 CPW(320)를 구성하는 제1 신호 라인(321)과 평행하게 형성된 두 접지 라인(제1, 제2 접지 라인)(322, 323)은 적어도 하나 이상의 비아(326)를 통해 두 접지면(제1, 제2 접지면)(324, 325)과 연결되어 있다.Here, the portion represented by the dotted line shown in FIG. 3 represents a ground plane formed on the bottom surface of the
이때, 두 접지면(324, 325)은 마이크로스트립 선로의 접지면(312)과 연결되는 부분에서 하나의 접지면(327)을 형성하여, 이 부분에서 제1 CPW(320)는 CB-CPW(Conductor-Backed CPW)가 된다.At this time, the two
제1 CPW(320)를 구성하는 제1, 제2 접지면(324, 325) 각각은 마이크로스트립 선로(310)에 인접하는 부분의 폭이 제2 CPW(330)에 인접하는 부분의 폭에 비해 큰 것을 알 수 있으며, 이는 마이크로스트립 선로(310)와 제2 CPW(330) 사이에서 자연스러운 전계 분포의 전이를 달성하기 위한 것으로, 마이크로스트립 선로(310)에서 제2 CPW(330)로 갈수록 제1 CPW의 제1, 제2 접지 라인(322, 323)쪽으로 그 폭이 감소하는 형상을 갖도록 형성될 수 있다.Each of the first and
물론, 제1, 제2 접지면(324, 325) 각각의 형상은 최적의 임피던스 정합을 이루기위해, 클로펜스타인(Klopfenstein) 테이퍼형이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.Of course, the shape of each of the first and
제2 CPW(330)는 기판(210)의 일면에서 제1 CPW(310)의 제1 신호 라인(321)과 연결되는 제2 신호 라인(331), 제1 CPW(310)의 제1, 제2 접지 라인(322, 323)과 연 결되는 제3, 제4 접지 라인(332, 333)을 포함할 수 있고, 종단에서 각각의 비아를 통해 기판(210)과 일정 간격 예를 들어, 40[mil] 이격되어 위치한 모회로기판(220)의 표면실장면에 위치한 신호 라인과 접지면에 수직으로 연결된다.The second CPW 330 is a
이때, 제1 CPW(320) 및 제2 CPW(330)가 형성된 기판(210)과 모회로기판(220) 사이에 두 기판을 일정 간격만큼 이격시키기 위한 추가 기판이 구비되어야 하는데, 본 발명에 대한 상세한 설명에서는 이 추가 기판에 대한 설명은 생략한다.In this case, an additional substrate for separating the two substrates by a predetermined distance between the
비록, 도 3에서 제2 CPW(330)에 대해 기판의 다른 일면에 접지면이 형성되지 않은 것으로 도시하였지만, 이에 한정하지 않고 제1 CPW(320)의 제1, 제2 접지면(324, 325)과 연결되는 제3, 제4 접지면(미도시)을 포함할 수도 있다. 즉, 제2 CPW(330)는 상황에 따라 제3, 제4 접지면을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.Although the ground plane is not formed on the other surface of the substrate with respect to the
이런 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.The surface mount ultra wideband transition structure according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 도 3에 도시된 제1 CPW의 접지면 및 비아의 상세 구성을 나타낸 것이고, 도 5는 도 3에 도시된 표면실장형 초광대역 전이구조에서 A'A(a), B'B(b), C'C(c) 및 D'D(d)의 단면을 나타낸 것이다.FIG. 4 illustrates a detailed configuration of the ground plane and the via of the first CPW illustrated in FIG. 3, and FIG. 5 illustrates A′A (a) and B′B (in the surface mount ultra-wideband transition structure illustrated in FIG. 3. b), cross-sections of C'C (c) and D'D (d) are shown.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 CPW(320)의 제1 신호 라인(321)은 유전체 기판의 일면에 형성된 마이크로스트립 선로의 신호 라인(311)과 일단이 연결되고 제2 CPW의 제2 신호 라인(331)과 타단이 연결되며, 제1 CPW의 제1, 제2 접지 라인(322, 323)은 제1 신호 라인(321)이 시작되는 지점에서부터 제1 신호 라인(321)과 일정 간격 이격되도록 대칭적으로 형성되어 제2 CPW의 제3, 제4 접지 라인(332, 333)과 각각 연결되도록 구성된다.4 and 5, one end of the
이때, 제1, 제2 접지 라인(322, 323)은 적어도 하나 이상의 비아(326)를 통해 유전체 기판의 다른 일면의 음영으로 표시된 제1, 제2 접지면(324, 325)과 연결되도록 구성되고, 제1, 제2 접지면(324, 325) 각각은 마이크로스트립 선로와의 임피던스 정합을 고려하여 마이크로스트립 선로의 접지면(312)으로부터 연결하고 제2 CPW로 갈수록 그 폭이 작아지도록 형성되는데, 제1 접지면(324)은 제1 접지 라인(322) 쪽으로 그 폭이 감소하는 형상을 갖고, 제2 접지면(325)은 제2 접지 라인(323) 쪽으로 그 폭이 감소하는 형상을 가질 수 있다.In this case, the first and
물론, 제1 CPW(320)는 일정 영역까지 하나의 접지면(327)을 가진 상태에서 두 접지면(324, 325)으로 분리되면서 그 폭이 감소하는 형상을 가지게 된다.Of course, the
제1, 제2 접지면(324, 325)의 폭이 점점 작아지는 정도를 나타내는 곡선은, 마이크로스트립 선로와 제2 CPW간 임피던스 차이가 있을 때 마이크로스트립 선로와 제2 CPW 사이에서 자연스러운 전계 분포의 전이와 최적의 임피던스 정합을 고려하여 테이퍼 형상을 따르는 것이 바람직하다. The curve representing the degree to which the widths of the first and second ground planes 324 and 325 become smaller becomes the natural field distribution between the microstrip line and the second CPW when there is an impedance difference between the microstrip line and the second CPW. It is desirable to follow the taper shape, taking into account transitions and optimum impedance matching.
이런 자연스런 전계 분포의 전이에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.This natural electric field distribution will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 도 5에 도시된 각 단면에서의 전계 분포를 나타낸 것으로, 도 3의 선 A'A에서의 단면을 나타내는 도 6a에 도시된 바와 같이, 마이크로스트립 선로에서는 일부 전계가 유전체 기판의 외부에 존재하기는 하지만 대부분 유전체 기판 내부에서 수직으로 분포하게 된다.FIG. 6 shows the electric field distribution in each cross section shown in FIG. 5, and as shown in FIG. 6A, which shows a cross section at line A′A in FIG. 3, in the microstrip line, some electric field is outside the dielectric substrate. Although present, most are distributed vertically within the dielectric substrate.
그리고, 도 3의 선 B'B에서의 단면을 나타내는 도 6b를 통해 알 수 있듯이, 접지면이 변형된 제1 CPW 중 제1, 제2 접지면(324, 325)이 겹치는 부분(327) 즉, CB-CPW(Conductor-Backed CPW)에서는 제1, 제2 접지 라인(322, 323)에 의해 수평 선분이 존재하게 되도록 전계 분포가 전이되고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 6B, which shows a cross section along the line B'B in FIG. 3, the
그리고 도 3의 선 C'C에서의 단면을 나타내는 도 6c을 통해 알 수 있듯이, 제1, 제2 접지 라인(322, 323)과 비아(326)를 통해 연결된 제1, 제2 접지면(324, 325)의 폭이 각각 제1, 제2 접지 라인(322, 323) 쪽으로 점점 감소하면서 수직 방향의 전계가 줄어들면서 수평 방향의 전계로 전이됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 6C, which shows a cross section at line C′C of FIG. 3, the first and second ground planes 324 connected through the
또한, 도 3의 선 D'D에서의 단면을 나타내는 도 6d를 통해, 모회로기판의 표면실장면으로 수직 천이하기 위한 제2 CPW에서는 제2 신호 라인(331)과 제3, 제4 접지 라인(332, 333)간의 수평방향의 전계가 주로 분포하는 것을 알 수 있다.In addition, the
따라서, 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조에 따르면, 전계 분포가 대부분 수직방향으로 구성되는 마이크로스트립 선로와 전계분포가 대부분 수평으로 분포되는 제2 CPW 사이에 자연스러운 전계 분포의 전이가 이루어질 수 있게 된다. 즉, 제1 CPW는 적어도 하나 이상의 비아를 가지며, 제1, 제2 접지 라인 각각과 연결되는 제1, 제2 접지면의 폭을 제2 CPW 쪽으로 갈수록 감소시킴으로써, 모회로기판의 표면실장면으로의 수직천이를 위한 제2 CPW로 수평 방향으로의 전계 분포 전이가 가능할 뿐만 아니라, 마이크로스트립 선로와 제1 CPW 사이에서 접지면 신호의 연속성도 보장할 수 있다.Therefore, according to the surface-mounted ultra-wideband transition structure according to the present invention, a natural electric field distribution can be transitioned between a microstrip line having an electric field distribution mostly in the vertical direction and a second CPW where the electric field distribution is mostly horizontal. Will be. That is, the first CPW has at least one via and decreases the width of the first and second ground planes connected to the first and second ground lines toward the second CPW toward the surface mounting surface of the mother circuit board. In addition to the electric field distribution transition in the horizontal direction to the second CPW for the vertical transition of, it is possible to ensure the continuity of the ground plane signal between the microstrip line and the first CPW.
이때, 접지면이 변형된 비아를 포함하는 제1 CPW의 위상 속도 또는 유효 유전율(effective dielectric constant)은 제1, 제2 접지면의 폭이 변하면서 달라지므로, 선로 사이의 위상이 중요한 응용에서는 이런 접지면의 폭을 고려하여 설계하여야 한다.At this time, the phase velocity or the effective dielectric constant of the first CPW including the vias whose ground planes are deformed is changed as the widths of the first and second ground planes are changed. The width of the ground plane should be considered.
한편, 임피던스 정합 측면에서 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조의 효과에 대해, 1) 유전율이 낮은 기판일 경우와, 2) 유전율이 높은 기판의 경우로 나누어서 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the effect of the surface-mounted ultra-wideband transition structure according to the present invention in terms of impedance matching, divided into 1) the case of a low dielectric constant and 2) a high dielectric constant is described as follows.
1) 유전율이 낮은 기판인 경우1) In case of low dielectric constant substrate
예를 들어, 상대 유전율(εr)이 2 내지 4 정도로 유전체 기판의 유전율이 낮은 경우에는 제2 CPW의 특성 임피던스가 마이크로스트립 선로의 특성 임피던스에 비해 상대적으로 높기 때문에 마이크로스트립 선로에서 제2 CPW로의 최적의 임피던스 정합을 위한 임피던스 변환이 필요하다. For example, when the dielectric constant of the dielectric substrate has a low relative permittivity ε r of 2 to 4, the characteristic impedance of the second CPW is relatively high compared to the characteristic impedance of the microstrip line. Impedance conversion is needed for optimal impedance matching.
최적의 임피던스 정합을 위해, 제1 CPW의 제1 신호 라인과 제1, 제2 접지 라인간의 간격(S) 그리고 제1 접지면과 제2 접지면의 간격(Sg)을 고려하여야 하는데, 제1 CPW에서 제1 신호 라인(321)과 제1 접지 라인(322) 또는 제2 접지 라인(323)간의 간격(S) 그리고 제1 접지면(324)과 제2 접지면(325)의 간격(Sg)을 나타낸 단면을 도 7a에서 도시하고 있다.For optimal impedance matching, the spacing S between the first signal line and the first and second ground lines of the first CPW and the spacing S g between the first ground plane and the second ground plane should be considered. In 1 CPW, the spacing S between the
본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조 구현의 예는 다음과 같다. 상대 유전율이 2.2이고 두께가 10[mil]인 RT-Duroid 5880의 기판을 사용할 경우에 있어서, 마이크로스트립 선로의 경우 50[Ohm]의 특성임피던스를 가진 신호 라인 폭은 30[mil]이며, 제2 CPW 선로의 경우 신호 라인의 폭이 30[mil], 신호 라인과 두 접지 라인의 간격이 15[mil]일 때 특성임피던스가 98[Ohm]이므로, 제1 CPW를 이용하여 특성 임피던스를 50[Ohm]으로부터 98[Ohm]까지 최적의 임피던스 정합이 이루어지도록 제1, 제2 접지면간의 간격(Sg)을 변화하여 전이길이(Transition length)에 따른 임피던스 변화가 클로펜스타인 테이퍼링이 되도록 조절한다. An example of a surface mount ultra wideband transition structure according to an embodiment of the present invention is as follows. In the case of using the RT-Duroid 5880 substrate having a relative dielectric constant of 2.2 and a thickness of 10 [mil], the signal line width having a characteristic impedance of 50 [Ohm] for the microstrip line is 30 [mil], and the second In case of CPW line, the characteristic impedance is 98 [Ohm] when the width of signal line is 30 [mil] and the distance between signal line and two ground lines is 15 [mil]. Therefore, the characteristic impedance is 50 [Ohm] using the first CPW. ] To 98 [Ohm], so that the impedance change according to the transition length is changed to clopenstein tapering by changing the distance S g between the first and second ground planes so as to achieve an optimum impedance matching.
상기 기판을 사용하여 10[GHz]의 주파수에서 제1 신호 라인(321)과 제1 접지 라인(322) 또는 제2 접지 라인(323)간의 간격(S) 그리고 제1 접지면(324)과 제2 접지면(325)의 간격(Sg)에 따른 임피던스 변화를 도 7b에 도시하고 있다. 도 7b를 통해 알 수 있듯이, 마이크로스트립 선로의 특성 임피던스로부터 상대적으로 높은 특성 임피던스를 가지는 제2 CPW를 정합하기 위해 제1, 제2 접지면의 폭(Sg)을 조절하고, 이를 통해 마이크로스트립 선로에서 제2 CPW로의 최적의 임피던스 정합을 이룰 수 있다.Using the substrate, the spacing S between the
즉, 제1 CPW의 전이 길이에 따른 제1 접지면과 제2 접지면간의 폭(Sg)을 조절함으로써, 마이크로스트립 선로에서 제2 CPW로의 자연스로운 전계 분포의 전이와 동시에 최적의 임피던스 정합을 이룰 수 있으며, 도 7b와 같은 임피던스 특성 변화를 이용하여 최적의 임피던스 테이퍼링(impedance tapering; 연속적인 임피던스 변화)을 구현하는 제1, 제2 접지면의 폭 변화를 결정할 수 있게 된다. That is, by adjusting the width S g between the first ground plane and the second ground plane according to the transition length of the first CPW, the optimum impedance matching is simultaneously achieved at the same time as the natural electric field distribution from the microstrip line to the second CPW. The width change of the first and second ground planes for implementing the optimum impedance tapering (continuous impedance change) may be determined by using the impedance characteristic change as shown in FIG. 7B.
여기서, 제1 CPW의 제1, 제2 접지면의 형상은 임피던스 테이퍼링이 클로펜스타인 테이퍼링(Klopfenstein tapering)이 되도록 구현할 수 있는데, 이에 한정하지 않으며, 원하는 주파수 특성을 얻기 위하여, 헤켄 테이퍼링(Hecken tapering) 등과 같은 여러 가지 임피던스 테이퍼링으로 접지면의 형태를 결정할 수도 있다.Here, the shape of the first and second ground planes of the first CPW may be implemented such that the impedance tapering is Klopfenstein tapering, but is not limited thereto. In order to obtain desired frequency characteristics, Hecken tapering Different types of impedance tapering, such as), can also be used to determine the shape of the ground plane.
2) 유전율이 높은 기판인 경우2) In case of substrate with high dielectric constant
예를 들어, 상대 유전율(εr)이 10 정도로 유전체 기판의 유전율이 높은 경우에는 마이크로스트립 선로의 특성 임피던스와 제2 CPW의 특성 임피던스의 차이가 많이 나지 않기 때문에 제1 CPW를 구성하는 제1, 제2 접지면을 적절한 전계분포의 전이만을 고려하여 변형해도 무방하다. 즉, 유전율이 높은 기판을 사용하는 경우 제1, 제2 접지면을 상술한 1) 유전율이 낮은 기판인 경우와 같이 유사하게 변형할 수 있으나, 유전율이 낮은 기판에 비하여 전이구조의 특성이 제1, 제2 접지면의 변형된 형상에 상대적으로 덜 민감하기에, 마이크로스트립 선로와 제2 CPW 사이에 자연스러운 전계 분포의 전이과정만 이루어 주면, 매우 넓은 주파수 대역의 전이구조 특성을 얻을 수 있게 된다.For example, when the dielectric constant of the dielectric substrate has a high relative permittivity ε r of about 10, the difference between the characteristic impedance of the microstrip line and the characteristic impedance of the second CPW does not vary much. The second ground plane may be modified in consideration of only the transition of the appropriate electric field distribution. That is, when a substrate having a high dielectric constant is used, the first and second ground planes may be similarly modified as in the case of 1) a substrate having a low dielectric constant, but the characteristics of the transition structure are higher than those of a substrate having a low dielectric constant. Since it is relatively less sensitive to the deformed shape of the second ground plane, only the transition of the natural electric field distribution between the microstrip line and the second CPW can achieve a very wide frequency band transition structure.
도 8은 상술한 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조의 핵심 구성요소인 마이크로스트립-CPW 전이구조를 back-to-back 구조로 구성한 경우의 예로서 시뮬레이션 및 측정 결과를 나타낸 것이다.FIG. 8 shows simulation and measurement results as an example of configuring a microstrip-CPW transition structure, which is a key component of the surface-mounted ultra-wideband transition structure according to the present invention, as a back-to-back structure.
도 8a는 본 발명의 마이크로스트립-CPW 전이구조의 back-to-back 구조의 윗면을 나타내고 있고, 도 8b는 본 발명의 마이크로스트립-CPW 전이구조의 back-to-back 구조의 아랫면을 나타내고 있다. 또한, 도 8c는 도 8a 및 도 8b에 구현된 초광대역 마이크로스트립-CPW 전이구조에 따른 S-파라미터를 시뮬레이션 한 결과와 측정한 결과를 나타내고 있는데, 굵은 곡선은 측정 결과로서의 입력 반사 계수 및 순방향 전달 계수(S11, S21)를 나타내고 있고, 점 선 및 가는 선은 시뮬레이션 결과로서의 입력 반사 계수 및 순방향 전달 계수(S11', S21')를 나타내고 있다.FIG. 8A shows the top surface of the back-to-back structure of the microstrip-CPW transition structure of the present invention, and FIG. 8B shows the bottom surface of the back-to-back structure of the microstrip-CPW transition structure of the present invention. In addition, FIG. 8C shows simulation results and measured results of the S-parameter according to the ultra-wideband microstrip-CPW transition structure implemented in FIGS. 8A and 8B, and the thick curve shows the input reflection coefficient and forward transfer as a measurement result. The coefficients S11 and S21 are shown, and the dotted lines and the thin lines represent the input reflection coefficients and the forward transfer coefficients S11 'and S21' as simulation results.
이런 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 통해, 본 발명에 따른 마이크로스트립-CPW 전이구조가 거의 40[GHz]까지 동작하고 있는 것을 알 수 있다.From these simulation results and measurement results, it can be seen that the microstrip-CPW transition structure according to the present invention operates to almost 40 [GHz].
도 9는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조를 back-to-back으로 연결한 표면 실장형 패키징 구조의 사시도(a)와 이에 대한 시뮬레이션 결과(b)를 나타낸 것으로, 입력 반사 계수 및 순방향 전달 계수(S11, S21)에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 동작주파수가 DC 근처에서 30[GHz]까지가 됨을 보여주는 것을 알 수 있고, 이를 통해 본 발명의 전이구조를 사용하여 여러 종류의 초광대역 소자를 표면실장형 소자로 구현할 수 있다.9 is a perspective view (a) and a simulation result (b) of the surface mount packaging structure in which the surface mount ultra wideband transition structure according to the embodiment of the present invention described above is connected back-to-back. The simulation results for the input reflection coefficients and the forward transfer coefficients (S11, S21) show that the operating frequency is up to 30 [GHz] near DC. The ultra-wideband device can be implemented as a surface-mount device.
도 10은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조의 다른 구현예를 나타낸 것으로, 제2 CPW 선로의 종단에서 비아를 통하여 수직으로 표면실장면으로 연결할 때, 비아의 구조를 달리함으로써 동작주파수 대역을 개선하여, 표면실장형 전이구조가 DC 근처에서 40[GHz]까지 동작하게 할 수 있음을 보여주고 있다. FIG. 10 illustrates another embodiment of the surface-mounted ultra-wideband transition structure according to the embodiment of the present invention as described above. When the second CPW line is connected to the surface mount surface vertically through the via, the structure of the via is shown. By improving the operating frequency band, we show that the surface mount transition structure can operate up to 40 [GHz] near DC.
이런 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조는 여러가지로 응용될 수 있는데, 그 예로서 초광대역 단일 평형 체배기(Single Balanced Multiplier) 모듈, 초광대역 이중 평형 체배기(Double Balanced Multiplier) 모듈, 초광대역 혼합기(Mixer) 모듈 등을 들 수 있다.Such surface-mounted ultra-wideband transition structure according to the present invention can be applied to various applications, for example, ultra-wideband single balanced multiplier module, ultra-wideband double balanced multiplier module, ultra-wideband mixer ( Mixer) module etc. can be mentioned.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 표면실장형 초광대역 응용 모듈에 대한 일 예들을 나타낸 것으로, 도 11a는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 초광대역 단일 평형 체배기 모듈에 대한 일 실시예를 나타낸 것이고, 도 11b는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 초광대역 이중 평형 체배기 모듈에 대한 일 실시예를 나타낸 것이며, 도 11c 및 도 11d는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 초광대역 혼합기 모듈에 대한 일 실시예들을 나타낸 것이다.11A to 11D illustrate examples of the surface mount type ultra wide band application module in which the surface mount type ultra wide band transition structure according to the present invention may be used, and FIG. 11A illustrates the surface mount type ultra wide band transition structure according to the present invention. Figure 11b shows one embodiment for an ultrawideband single balanced multiplier module that can be used, and Figure 11b shows one embodiment for an ultrawideband double balanced multiplier module in which a surface mount ultrawideband transition structure according to the present invention can be used. 11C and 11D illustrate one embodiment of an ultra wideband mixer module in which a surface mount ultra wideband transition structure according to the present invention may be used.
표면실장형 초광대역 단일 평형 체배기 모듈은 도 11a에 도시된 바와 같이, 초광대역 단일 평형 체배기 소자가 삽입되는 부분(1111)과 초광대역 단일 평형 체배기 소자의 입력단 또는 출력단과 연결되는 마이크로스트립 선로와 모회로기판의 표면실장면 사이에 자연스런 전계 분포 전이와 최적의 임피던스 정합을 수행하기 위한 본 발명의 전이구조(1112)를 포함한다.As shown in FIG. 11A, the surface mount ultra wideband single balanced multiplier module includes a microstrip line and a module connected to a
이때, 초광대역 단일 평형 체배기 소자의 입력단은 동일 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 등록번호 제10-0771529호에 기재되어 있는 초광대역 발룬(1113)을 포함할 수 있으며, 발룬이란 마이크로스트립 선로 또는 CPW와 같은 불평형 선로와 평형 선로를 연결하기 위한 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 본 발명의 요지를 흩트릴 수 있기에 생략한다.In this case, the input terminal of the ultra-wideband single balanced multiplier device may include the
표면실장형 초광대역 이중 평형 체배기 모듈은 도 11b에 도시된 바와 같이, 초광대역 이중 평형 체배기 소자가 삽입되는 부분(1121)과 초광대역 이중 평형 체배기 소자의 입력단 또는 출력단과 연결되는 마이크로스트립 선로와 모회로기판의 표면실장면 사이에 자연스런 전계 분포 전이와 최적의 임피던스 정합을 수행하기 위한 본 발명의 전이구조(1122)를 포함하며, 입력단은 전이구조(1122)에서 초광대역 발룬(1123)을 통해 초광대역 이중 평형 체배기 소자로 신호가 입력된다.As shown in FIG. 11B, the surface-mounted ultra-wideband double balanced multiplier module has a microstrip line and a module connected to a
표면실장형 초광대역 혼합기는 도 11c에 도시된 말굽 형태의 혼합기와 도 11d에 도시된 혼합기와 같이, 초광대역 혼합기가 삽입되는 부분(1131, 1141)의 입 력단 또는 출력단으로 국부 발진(LO: local oscillation) 신호, RF(radio frequency) 신호 그리고 중간 주파수(IF: intermediate frequency) 신호가 연결되는데, LO 신호 또는 RF 신호는 본 발명의 표면실장형 초광대역 전이구조(1132, 1142)와 초광대역 발룬(1133, 1143)를 거쳐 혼합기 소자와 연결되고, IF 신호 또한 본 발명의 표면실장형 초광대역 전이구조(1132, 1142)를 거쳐 혼합기 소자와 연결된다.The surface-mounted ultra-wideband mixer has a local oscillation (LO: local) to the input or output terminal of the
여기서, 도 11a 내지 도 11d에 도시된 표면실장형 초광대역 전이구조(1112, 1122, 1132, 1142)는 도 3에 도시한 것과 같은 제1 CPW 및 제2 CPW를 포함하고, 제1 CPW에서 변형된 두 접지면을 포함함으로써, 표면실장형 초광대역 소자의 최대 동작주파수를 30[GHz] 이상으로 높일 수 있고, 본 발명의 표면실장형 초광대역 전이구조를 이용하여 초광대역 소자를 표면실장형으로 구현할 수 있기 때문에 가격이 저렴하고 양산이 가능한 표면실장형 초광대역 모듈을 제공할 수 있다.Here, the surface mount ultra
물론, 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 도 11에서 예를 들어 설명한, 초광대역 단일 평형 체배기, 초광대역 이중 평형 체배기, 및 초광대역 혼합기로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 모든 응용 모듈에서 사용될 수 있다는 것은 이 기술분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하다.Of course, the surface mount ultra wideband transition structure according to the present invention is not limited to the ultra wide band single balanced multiplier, the ultra wide band double balanced multiplier, and the ultra wide band mixer described by way of example in FIG. It will be apparent to those skilled in the art that the ultra-wideband transition structure can be used in any application module that can be used.
본 발명에 의한, 표면실장형 초광대역 전이구조 및 그 응용 모듈은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.Surface-mounted ultra-wideband transition structure and its application module according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and is not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention, it is not limited to the embodiments and the accompanying drawings. And should be judged to include equality.
도 1a는 일반적인 표면실장형 전이구조에 대한 일 실시예를 나타내고, 도 1b는 도 1a에 도시된 전이구조를 사용하는 다층기판의 두께가 40[mil]인 경우에 대한 S-파라미터의 입력 반사 계수 및 순방향 전달 계수를 나타낸 것이다.FIG. 1A shows an embodiment of a general surface mount transition structure, and FIG. 1B shows an input reflection coefficient of an S-parameter when the thickness of a multilayer substrate using the transition structure shown in FIG. 1A is 40 [mil]. And forward transfer coefficients.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조의 사시도를 나타낸 것이다.Figure 2 shows a perspective view of a surface-mounted ultra-wideband transition structure according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 표면실장형 초광대역 전이구조의 평면도를 나타낸 것이다.FIG. 3 illustrates a plan view of the surface mount ultra wide band transition structure illustrated in FIG. 2.
도 4는 도 3에 도시된 제1 CPW의 접지면 및 비아의 상세 구성을 나타낸 것이다.FIG. 4 illustrates a detailed configuration of the ground plane and the via of the first CPW shown in FIG. 3.
도 5는 도 3에 도시된 표면실장형 초광대역 전이구조에서 A'A(a), B'B(b), C'C(c) 및 D'D(d)의 단면을 나타낸 것이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of A'A (a), B'B (b), C'C (c) and D'D (d) in the surface mount ultra-wideband transition structure shown in FIG.
도 6은 도 5에 도시된 각 단면에서의 전계 분포를 나타낸 것이다.FIG. 6 shows electric field distribution in each cross section shown in FIG. 5.
도 7은 도 5c에서 제1 신호 라인과 제1 접지 라인 또는 제2 접지 라인간의 간격(S) 그리고 제1 접지면과 제2 접지면의 간격(Sg)을 나타낸 단면(a)과, 제1 신호 라인과 제1 접지 라인 또는 제2 접지 라인간의 간격(S) 그리고 제1 접지면과 제2 접지면의 간격(Sg)에 따른 임피던스 변화(b)를 나타낸 것이다.FIG. 7 is a cross-sectional view (a) illustrating a distance S between a first signal line and a first ground line or a second ground line, and a distance S g between a first ground plane and a second ground plane in FIG. 5C, and FIG. The impedance change b according to the distance S between the first signal line and the first ground line or the second ground line and the distance S g between the first ground plane and the second ground plane is shown.
도 8a는 본 발명의 마이크로스트립-CPW 전이구조의 back-to-back 구조의 윗면을 나타내고 있고, 도 8b는 본 발명의 마이크로스트립-CPW 전이구조의 back-to- back 구조의 아랫면을 나타낸 것이며, 도 8c는 도 8a 및 도 8b에 구현된 초광대역 마이크로스트립-CPW 전이구조에 따른 S-파라미터를 시뮬레이션 한 결과와 측정한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 8A illustrates the top surface of the back-to-back structure of the microstrip-CPW transition structure of the present invention, and FIG. 8B illustrates the bottom surface of the back-to-back structure of the microstrip-CPW transition structure of the present invention. FIG. 8C shows simulation results and measured results of S-parameters according to the ultra-wideband microstrip-CPW transition structure implemented in FIGS. 8A and 8B.
도 9a는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조를 back-to-back으로 연결한 표면 실장형 패키징 구조의 사시도를 나타낸 것이고, 도 9b는 도 9a에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.FIG. 9A illustrates a perspective view of a surface mount packaging structure in which a surface mount ultra wideband transition structure is connected back-to-back according to an embodiment of the present invention. FIG. 9B illustrates simulation results of FIG. 9A. It is shown.
도 10은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조의 다른 구현예를 나타낸 것이다.FIG. 10 illustrates another embodiment of the surface mount ultra wideband transition structure according to the embodiment of the present invention described above.
도 11a는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 초광대역 단일 평형 체배기 모듈에 대한 일 실시예를 나타낸 것이고, 도 11b는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 초광대역 이중 평형 체배기 모듈에 대한 일 실시예를 나타낸 것이며, 도 11c 및 도 11d는 본 발명에 따른 표면실장형 초광대역 전이구조가 사용될 수 있는 초광대역 혼합기 모듈에 대한 일 실시예들을 나타낸 것이다.FIG. 11A illustrates an embodiment of an ultrawideband single balanced multiplier module in which a surface mount ultrawideband transition structure according to the present invention may be used, and FIG. 11B illustrates a surface mount ultrawideband transition structure according to the present invention. One embodiment for an ultra-wideband double balanced multiplier module is shown, and FIGS. 11C and 11D show one embodiment for an ultra-wideband mixer module in which a surface mount ultra-wideband transition structure according to the present invention may be used.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
320: 제1 CPW320: first CPW
321: 제1 신호 라인 321: first signal line
322: 제1 접지 라인322: first ground line
323: 제2 접지 라인323: second ground line
324: 제1 접지면324: first ground plane
325: 제2 접지면325: second ground plane
326: 비아326: Via
330: 제2 CPW330: second CPW
331: 제2 신호 라인331: second signal line
332: 제3 접지 라인332: third ground line
333: 제4 접지 라인333: fourth ground line
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WO2023068540A1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | 경북대학교 산학협력단 | Transition structure for ultrahigh speed digital signal transmission, and digital transmission line including same |
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2009
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