KR20010112318A - 압축성 중심 전도체를 통한 동축 라인과 장방형 동축 전송라인사이의 수직 상호 연결부 - Google Patents
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Abstract
동축 중심 전도체(122) 및 상기 중심 전도체 주위로 끼워진 장방형 단면 구성을 갖는 유전체 구조물(124)을 포함하는 장방형 동축 전송 라인과 분리 거리만큼 에어라인 회로로부터 분리된 RF 회로 사이의 RF 상호 연결부. RF 상호 연결부는 분리 거리를 초과하는 비압축된 길이를 갖는 압축성 전도체 구조와 압축성 전도체 구조물의 비압축된 길이의 적어도 일부를 둘러싸는 유전체 슬리브 구조물(88)을 포함한다. RF 상호 연결 구조물은 압축성 전도체가 기판과 RF 회로 사이에서 압축하에 위치되도록 장방형 동축 전송 라인과 RF 회로 사이에 배치된다. RF 회로의 예는 수직 동축 전송 라인 또는 장방형 동축 전송 라인의 중심 전도체와 평행하게 배치된 접지된 동일 평면 웨이브가이드 회로를 포함한다.
Description
동축 라인을 갖는 수직 RF 상호 연결부를 제공하는 전형적인 기술은 경질 핀들을 사용하는 것이다. 경질 핀 상호 연결부들은 기계 공차에서 큰 변형을 허용하지 않는다. 경질 핀들이 전기적 연속성을 유지하도록 땜납 또는 엑폭시에 의존하기 때문에 가시성 설치가 요구되고, 적은 S 매개 변수 균일성과 더 많은 변화성을 초래한다.
몇 몇 상호 연결 구조물은 핀/소켓 구조물을 사용한다. 이러한 핀/소켓 상호 연결들은 보통 그들이 포획하는 핀보다 더 큰 소켓을 사용한다. 이러한 크기 부정합은 몇 몇 패키지 장치에서 반사된 RF 전력을 유도할 수 있다. 장방형 동축 전송 라인, 스트립라인 또는 유사한 전송 라인에 대한 연결부에 대하여, 핀은 회로의 표면상에 땜납되어야 하고, 더 많은 조립 및 수리 시간을 필요로 한다.
본 발명은 마이크로웨이브 장치와 관계가 있으며, 더욱 상세히 설명하면 동축 또는 동일 평면 웨이브가이드 전송 라인과 장방형 동축 전송 라인 사이에서 상호 연결하기 위한 구조물과 관계가 있다.
도1은 장방형 동축 전송 라인과 접지된 동축 웨이브가이드(GCPW) 회로 사이의 상호 연결을 위한 본 발명의 실시예의 비축척 측 단면도.
도2는 외부 도전성 하우징없이 도1의 RF 상호 연결부와 장방형 전송 라인의 등각도.
도3은 외부 도전성 하우징없이 도1의 장방형 전송 라인의 등각도.
도4a는 도3의 GCPW 기판의 비축척 평면도.
도4b는 GCPW 기판의 비축척 하부도.
도4c는 도4a의 4c-4c 선을 따라 취한 비축척 단면도.
도5는 장방형 동축 라인과 횡방향 동축 라인 사이의 상호 연결부를 제공하는 다른 실시예를 예시하는 측 단면도.
도6a 내지 도6c는 본 발명에 따른 RF 상호 연결부의 압축성 전도체 구조물의 3개의 실시예.
동축 라인 또는 동일 평면 웨이브가이드 전송 라인에서 장방형 동축 전송 라인으로의 전이는 압축형 중심 전도체로 이루어진다. 압축성 중심 전도체는 렉스올라이트(REXOLITE(TM)), 테플론(TM), TPX(TM)와 같은 유전체 내에 포획되고, 견고하고 땜납없는 수직 상호 연결부를 허용한다. 예시적 실시예에서 중심 전도체는 얇게 금 도금된 메탈 와이어(보통은 텅스텐 또는 베릴륨 구리)이고, 이것은 편물된 와이어 메쉬 실린더 내부로 감긴다. 압축성 중심 전도체는 동축 전송 라인을 형성하는 방식으로 유전체 내에 포획된다.
중심 전도체의 압축성은 우수하고 광대역 RF 상호 연결부를 유지하는 동시에 장방형 동축 전송 라인에 블라인드메이트(blindmate), 수직 상호 연결부를 허용한다. 압축성 중심 전도체는 또한 땜납 또는 도전성 에폭시를 사용하지 않고 우수한 물리적 접촉을 유지한다. RF 상호 연결부는 회로 보드 양측에 가해질 수 있다.
본 발명의 이러한 다른 특징 및 장점은 참조 도면에 도시된 바와 같이 예시된 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 일 태양에 따른 장방형 동축 또는 "스퀘렉스(squarax)" 전송 라인과 동축 또는 동일 평면 웨이브가이드 전송 라인 사이의 수직 상호 연결부는 압축성 중심 전도체로 만든다. RF 회로(100)에서 접지된 동일 평면 웨이브가이드(GCPW) 전송 라인에 상호 접속하기 위한 수직 상호 연결부의 예시적 실시예는 도1 내지 도3에 도시된다. 장방형 또는 스퀘렉스 전송 라인(120)은 둥근 단면 구성 대신에 장방형 또는 정방형 유전체를 갖지만 본질적으로 동축 전송 라인이다. 따라서, 장방형 전송 라인(120)은 원형 단면을 갖는 중심 전도체(122)와 정방형 또는 직선형 단면으로 제조된 외부 유전체 슬리브(124)를 포함한다. 이러한 예시적 실시예에서, 중심 전도체는 0.1016 센티미터(0.040 인치)의 직경을 갖고, 유전체 슬리브는 0.3048 센티미터(0.120 인치)의 폭과 0.1524 센티미터(0.060 인치)의 높이 크기를 갖는다.
회로(100)는 상부 금속판(102) 및 하부 금속판(104)을 구비한 도전성 하우징구조물을 포함한다. 상부판 및 하부판은 장방형 동축 라인(120)을 사이에 끼우고,유전체 슬리브(124)와 접촉한다. 동축 커넥터(106)는 동축 전도체(124) 및 하우징 구조물에 부착된다.
GCPW 회로(130)은 상부면(132a)과 하부면(132b) 둘 다에 형성된 도전성 패턴을 갖는 유전체 기판(132)을 포함한다. 이러한 예시적 실시예에서, 기판은 알루미늄 질화물로 제조된다. 상부 전도체 패턴은 도4a에 도시되고, 전도체 중심 트레이스(134) 및 상부 전도체 접지판(136)을 포함하며, 상기 중심 트레이스는 도전층이 없는 개방 또는 일소(clearout) 구역(138)에 의해 분리된다. 하부 전도체 패턴은 도4b에 도시되고, 일소 구역(144)에 의해 분리된 하부 전도체 접지판(140) 및 원형 패드(142)를 포함한다. 상부 및 하부 전도체 접지판(136, 140)은 도금된 관통 구멍 또는 관통부(146)에 의해 함께 전기적 연결된다.
장방형 동축 라인(120)과 GCPW 라인(130) 사이의 수직 RF 상호 연결부(150)는 압축성 중심 전도체(152)를 포함한다. 이러한 예시적 실시예에서, 압축성 중심 전도체는 얇은 금 도금된 금속 와이어(보통은 텅스텐 또는 베릴륨 구리)로 제조되고, 이것은 편물형 화이어 메쉬 실린더 내부로 감긴다. 와이어 메쉬 실린더는 50 오옴의 동축 전송 라인을 형성하는 방식으로 유전체 본체(154) 내에 포획된다.
이러한 예시적 실시예에서, 압축성 중심 전도체(152)는 0.1016 센티미터(0.040 인치)의 외부 직경을 갖는다. 유전체(154)는 2.1의 유전 상수를 갖는 몰딩 가능한 재료인 테플론(TM)으로 만든다. 유전체(152)는 0.1016 센티미터(0.040 인치)의 내부 직경 및 0.3048 센티미터(0.120 인치)의 외부 직경을갖는다. 압축성 중심 전도체는 유전체 슬리브(154) 내부로 삽입되고, 50 오옴의 동축 전송 라인을 형성한다. 유전체 슬리브(154)는 하우징 금속 구조물 내에 포획되고, 이것은 또한 장방형 동축 전송 라인 및 수직 상호 연결부 동축 전송 라인을 위한 외부 접지를 제공한다.
유전체 슬리브(154)가 하우징 구조물 내부로 삽입될 때, 그것은 장방형 전송 라인의 표면과 물리적 접촉을 한다. 압축성 중심 전도체(152)의 하단부는 장방형 동축 라인의 중심 전도체(122)와 전기적 접촉을 한다. 압축성 중심 전도체(152)와 핀(122) 사이의 접촉의 양을 최대화하기 위해, 중심 전도체 핀(122) 및 유전체 슬리브(122)는 도3에 도시된 바와 같이 수직 상호 연결부와 교차하는 교차면이 밀링되어 평평하다.
압축성 중심 전도체(152)의 상단부는 GCPW 라인(130)의 패드(142)에 부착된 도전성 구(148)와 접촉하고, RF 신호는 동축 구조물에서 동일 평면 웨이브가이드 회로로 전이된다. 구(148)는 전도체(152)의 우수한 압축을 보장한다. 동일 평면 웨이브가이드 회로는 커넥터에서 종단되거나 다른 회로에 상호 연결될 수 있다.
도5는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고, RF 회로(180)는 장방형 동축 라인과 횡방향 동축 라인 사이에서 상호 연결부(150)를 제공한다. 도1 내지 도4의 실시예와 같이 장방형 전송 라인(120)은 원형단면을 갖는 중심 전도체(122) 및 정방형 또는 직선형 단면으로 제조된 외부 유전체 슬리브(124)를 포함한다. 회로(180)는 상부 금속판(184, 186) 및 하부 금속판(182)을 구비한 도전성 하우징 구조물을 포함한다. 상부 및 하부판은 장방형 동축 라인(120)을 사이에 끼우고, 유전체 슬리브(124)와 접촉한다. 동축 커넥터(106)는 동축 커넥터(124) 및 하우징 구조물에 부착된다.
중심 전도체(192)를 갖는 수직 동축 커넥터(190)는 상부판들(184, 186)에 형성된 개구를 관통해 수직 동축 중심 전도체(192)가 진입하도록 위치된다. 정방형 동축 라인(120)과 동축 커넥터(190) 사이의 수직 RF 상호 연결부(150)는 압축성 중심 전도체(152)를 포함한다. 이러한 예시적 실시에에서, 압축성 중심 전도체는 얇게 금 도금된 와이어 메쉬 실린더로 제조되고, 이것은 편물된 와이어 메쉬 실린더 내부에서 휘감긴다. 와이어 메쉬 실린더는 50 오옴의 동축 전송 라인을 형성하는 방식으로 유전체 본체(154) 내에서 붙잡힌다. 수직 동축 커넥터(152)의 핀(192)은 수직 상호 연결부를 구속할 때 50 오옴의 임피던스를 유지하도록 압축성 중심 전도체(152)의 직경과 동일한 직경을 갖는다. 핀(192)이 수직 상호 연결부의 유전체 슬리브(154) 내부로 삽입될 때, 전도체(152)의 하단부가 장방형 동축 라인의 중심 전도체(122)와 전기적 연결을 하도록 하방으로 압박되는 동안에 핀(192)은 압축성 중심 전도체(152)의 상부와 전기적 접촉을 한다. 전도체(152)는 중심 전도체 길이에서의 물리적 변화를 갖도록 압축된다.
본 발명을 구현하는 상호 연결 회로들에 이용하기에 적절한 세 개의 다른 형태의 압축성 중심 전도체가 도6a 내지 도6c에 도시된다. 도6a는 유전체 슬리브(202) 내의 압축성 와이어 다발(200)을 도시하고, 도1 내지 도5의 실시예에 도시된 압축성 중심 전도체의 실시예이다. 도6b는 유전체 슬리브(212) 내의 전기주조된 벨로우 구조물(210)을 도시한다. 벨로우는 압축성이다. 도6c는 유전체 슬리브(222) 내에 "포고 핀(pogo pin)" 스프링 장착된 구조물(220)을 도시하고, 팁(220a)은 도시된 연장된 위치에 스프링에 의해 편의되 있지만, 압축력하에서는 후퇴할 것이다.
상기 설명된 실시예들은 단지 본 발명의 원리를 대표할 수 있는 가능한 특정 실시예를 설명하는 것을 이해해야 한다. 다른 장치는 본 발명의 기술 범위 및 사상으로부터 본 기술 분야에 숙련된 기술자에 의해 이러한 원리에 따라 쉽게 고안될 수 있다.
Claims (13)
- 동축 중심 전도체(122) 및 상기 중심 전도체 주위로 끼워진 장방형 단면 구성을 갖는 유전체 구조물(124)을 포함하는 장방형 동축 전송 라인(120)과 분리 거리만큼 장방형 동축 전송 라인으로부터 수직으로 분리된 RF 회로 사이의 RF 상호 연결부에 있어서,상기 분리 거리를 초과하는 비압축된 거리를 갖는 압축성 전도체 구조물(152)과,상기 압축성 전도체 구조물의 비압축된 거리의 적어도 일부를 둘러싸는 유전체 슬리브 구조물(154)을 포함하고,상기 RF 상호 연결 구조물은 상기 압축성 전도체가 상기 동축 중심 전도체와 상기 RF 회로 사이에서 압축하에 위치되도록 상기 장방형 동축 전송 라인과 상기 RF 회로 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항에 있어서, 상기 RF 회로는 회로 중심 전도체(192)를 포함하는 동축 전송 라인(190)이고, 상기 회로 중심 전도체는 장방형 동축 전송 라인의 상기 동축 중심 전도체를 가로질러 연장하며, 상기 압축성 전도체는 상기 회로 중심 전도체와 상기 동축 중심 전도체 사이에서 압축하에 있는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항에 있어서, 상기 RF 회로는 전도체 중심 트레이스를 갖는 제1표면 및 그 위에 형성된 접지 전도체 패턴을 구비한 GCPW 유전체 기판(130)을 포함하는 접지된 동일 평면 웨이브가이드(GCPW) 회로(130)이고, 상기 압축성 전도체는 상기 GCPW 기판과 상기 에어라인 기판 사이에서 압축하에 있는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제3항에 있어서, 상기 GCPW 기판은 상기 동축 중심 전도체와 평행한 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축성 전도체 구조물(152)의 제1 단부는 제1 접촉 영역에서 상기 RF 회로와 접촉하고, 상기 압축성 전도체 구조물의 제2단부는 제2 접촉 영역에서 장방형 동축 전송 라인과 접촉하며, 상기 제1 및 제2 접촉 영역은 임의의 영구적인 땜납 또는 에폭시 재료가 없는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서, 상기 RF 상호 연결부의 유전체 슬리브 구조물은 원형 단면 형상부를 가지고 있으며, 상기 장방형 동축 라인의 유전체 구조물은 유전체 슬리브 구조물이 끼워지는 구역을 형성하도록 제거된 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제6항에 있어서, 상기 중심 전도체(122)는 상기 압축성 전도체와의 접촉점에 형성된 평편한 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서, 상기 압축성 전도체는 장방형 동축 중심 전도체를 가로지르는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서, 상기 압축성 전도체 구조물은 밀집되게 충전된 얇은 도전성 와이어 다발을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서, 상기 압축성 전도체 구조물은 가압성 벨로우 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서, 상기 압축성 전도체 구조물은 스프링 장착된 신축성 탐침 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 상호 연결부.
- 동축 중심 전도체 및 상기 중심 전도체 주위로 끼워진 장방형 단면 구성을 갖는 유전체 구조물을 포함하는 장방형 동축 전송 라인과 분리 거리만큼 장방형 동축 전송 라인으로부터 수직으로 분리된 RF 회로 사이의 RF 상호 연결부를 형성하는 방법에 있어서,상기 분리 거리를 초과하는 비압축된 길이를 갖는 압축성 전도체 구조물을 제공하는 단계와, 유전체 슬리브(88) 구조물 내에 있는 상기 압축성 전도체 구조물은 상기 압축성 전도체 구조물의 비압축된 길이의 적어도 일부를 둘러싸고,상기 압축성 전도체가 상기 장방형 동축 전송 라인과 상기 RF 회로 사이에서 압축하에 위치되도록 상기 장방형 동축 전송 라인과 상기 RF 회로 사이에 RF 상호 연결 구조물을 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 압축성 전도체 구조물의 제1 단부는 상기 위치시키는 단계 후에 제1 접촉 영역에서 상기 RF 회로와 접촉하고, 상기 압축성 전도체 구조물의 제2 단부는 상기 위치시키는 단계 후에 제2 접촉 영역에서 상기 장방형 동축 전송 라인과 접촉하고, 상기 제1 및 제2 접촉 영역은 임의의 영구적 땜납 또는 에폭시 재료가 없는 것을 특징으로 하는 방법.
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