WO2005034299A1 - Vorrichtung zur verbindung einer koaxialleitung mit einer koplanarleitung - Google Patents

Vorrichtung zur verbindung einer koaxialleitung mit einer koplanarleitung Download PDF

Info

Publication number
WO2005034299A1
WO2005034299A1 PCT/EP2004/052322 EP2004052322W WO2005034299A1 WO 2005034299 A1 WO2005034299 A1 WO 2005034299A1 EP 2004052322 W EP2004052322 W EP 2004052322W WO 2005034299 A1 WO2005034299 A1 WO 2005034299A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coplanar
coaxial
line
conductor
inner conductor
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/052322
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus-Jörg Weiske
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US10/573,672 priority Critical patent/US20060284699A1/en
Priority to EP04766856A priority patent/EP1668746A1/de
Publication of WO2005034299A1 publication Critical patent/WO2005034299A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/50—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency mounted on a PCB [Printed Circuit Board]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/085—Coaxial-line/strip-line transitions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/42—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency comprising impedance matching means or electrical components, e.g. filters or switches
    • H01R24/44—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency comprising impedance matching means or electrical components, e.g. filters or switches comprising impedance matching means

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting a coaxial line to a coplanar line for the transmission of high bit rate data signals, in which the coaxial line has a coaxial inner conductor and a first dielectric layer enclosing the coaxial inner conductor, which in turn is enclosed by a coaxial outer conductor.
  • the coplanar line has a second dielectric layer, on the front of which a coplanar inner conductor and a first and second coplanar outer conductor are applied, and the back of which has a metallization layer followed by a substrate carrier layer.
  • the first and second coplanar outer conductors are separated from the coplanar inner conductor via the second dielectric layer and the coaxial inner conductor is connected to the coplanar inner conductor and the coaxial outer conductor is connected to the first and second coplanar outer conductors.
  • the coaxial connector 1 has a coaxial inner conductor 2, a first dielectric layer 3 and a coaxial outer conductor 4.
  • the coplanar line 5 consists of a line layer (6, 7, 8) followed by a second dielectric layer 9, a metallization layer 10 and a substrate carrier layer 11.
  • the line layer (6, 7, 8) consists of a coplanar inner conductor 6 and a first and second coplanar outer conductor 6, 7, which are separated from the coplanar inner conductor 6 via the second dielectric layer 9.
  • the coaxial inner conductor 2 of the coaxial connector 1 is with the inner coplanar conductor 6
  • the second dielectric layer 9 of the coplanar line 5 is usually attached via the metallization layer 10 to a metallic substrate support layer 11, which serves both as mechanical stabilization and for heat dissipation and heat distribution of components provided on the second dielectric layer 9.
  • the dispersion in the waveguide is to be kept as low as possible. This is achieved by closely coupling the first and second outer coplanar conductors 7, 8 to the inner coplanar conductor 6: small width of the inner coplanar conductor 6, small distance between inner coplanar conductor 6 and outer coplanar conductors 7, 8 and small thickness of the second dielectric layer 9.
  • the geometry of the coaxial plug 1 requires a minimum width in the circumference of the coplanar inner conductor 6 at the connection point of the coaxial inner conductor 2 with the coplanar inner conductor 6. This is made possible by a continuous broadening of the coplanar inner conductor 6 and the distances between the coplanar inner conductor 6 and the first and second coplanar outer conductors 7, 8 reached near the contact point.
  • a possible form of realization of the described geometry is shown as an example in FIG. 2.
  • a device for connecting a coaxial connector to a coplanar line is known from US Pat. No. 5,404,117, in which the capacitive load is compensated by an inductive component.
  • This is formed by a floating arrangement of the coaxial inner conductor and by a special shape of the coaxial outer conductor or a possibly existing dielectric at the transition point.
  • These designs are adapted to the substrate material of the coplanar line, but require a relatively high mechanical outlay and cannot be used when using commercially available coaxial connectors (e.g. Anritsu V115FCPW).
  • a "coaxial-to-coplanar waveguide transmission line" connector is known from US Pat. No. 5,570,068, in which a shaping of the electric field from coaxial in the direction within the coaxial line on coplanar through a separate milling of the coaxial outer conductor near the transition point.
  • the shape of this milling is adapted to the substrate material used in the coplanar line.
  • the mechanical outlay is relatively high, and the arrangement is difficult to use when using commercially available coaxial connectors.
  • the object of the invention is to provide a device for connecting a coaxial line to a coplanar line, with the aid of which the capacitive line covering occurring at the connection point between the coaxial line and the coplanar line during the transmission of high bit rate data signals can be compensated with little technical effort.
  • the problems are solved on the basis of a device according to the features of the preamble of claim 1 by its characterizing features.
  • the metallization layer has a cutout which begins at the connection point between the coaxial connector and the coplanar line and runs almost symmetrically to the inner coplanar line and tapers in the direction of the inner coplanar line with increasing distance from the connection point.
  • the capacitive line load is advantageously compensated for by a recess in the rear metallization of the coplanar line in the vicinity of the transition point to the coaxial line.
  • the edges of the recess run almost symmetrically to the inner coplanar conductor in the implementation according to the invention and the recess tapers in the direction of the inner coplanar conductor with increasing distance from the connection point, ie edges of the recess running parallel to one another are thereby avoided.
  • Particularly good resonance properties are achieved, for example, by using a triangular cutout.
  • a cutout in the substrate support layer which is congruent with the recess in the metallization layer or larger is provided in the substrate support layer. This advantageously avoids a short circuit in the cutout.
  • FIG. 1 shows a device for connecting a coaxial connector with a coplanar line according to the prior art
  • FIG. 2 shows an example of a top view of the device according to the prior art shown in FIG. 1 in a schematic illustration
  • FIG. 3 shows an example of a device for connecting a coaxial connector to a coplanar line using the cutout according to the invention
  • FIG. 4 shows a section of the coplanar line, which describes the geometry of the recess according to the invention in the metallization layer in more detail;
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the device according to the invention using a side view of the device shown in FIG. 3 when using a metallic substrate support layer;
  • FIG. 6 uses a first and a second diagram to show the reflection and transmission behavior at the transition point between the coaxial connector and the coplanar line.
  • FIG. 3 shows an example of an embodiment of a device for connecting a coaxial line, in particular a coaxial connector 1 with a coplanar line 5 for the transmission of high bit rate data signals.
  • the coaxial line is represented in FIG. 3 by way of example by the coaxial connector 1 and, analogously to the embodiment shown in FIG. 1, has a coaxial inner conductor 2, a first dielectric layer 3 and a coaxial outer conductor 4.
  • the coplanar line 5 consists of a line layer (6, 7, 8) followed by a second dielectric layer 9, a metallization layer 10 and a substrate support layer 11.
  • the line layer (6, 7, 8) consists of an inner coplanar conductor 6 and a first and second outer coplanar conductor 7, 8, the first and second coplanar outer conductors 7, 8 being separated from the coplanar inner conductor 6, for example via the second dielectric layer 9.
  • the coaxial inner conductor 2 of the coaxial connector 1 is connected to the coplanar inner conductor 6 of the coplanar line 5 and the coaxial outer conductor 4 coaxial connector 1 to the first and second coplanar outer conductor 7, 8 of the coplanar line 5 and to the metallization layer 10 located on the rear side of the second dielectric layer 9.
  • the metallization layer 10 and the first and second coplanar outer conductor 7, 8 can be grounded.
  • the second dielectric layer 9 of the coplanar line 5 is applied analogously to FIG. 1 via the metallization layer 10 on a metallic substrate support layer 11.
  • a recess 12 is provided in the metallization layer 10 according to the invention to compensate for the capacitive line coating which occurs when high-bit rate data signals are transmitted at the connection point between the coaxial line or coaxial connector 1 and the coplanar line 5.
  • the recess runs almost symmetrically to the inner coplanar conductor and tapers in the direction of the inner coplanar conductor with increasing distance from the connection point.
  • the thickness of the recess corresponds to the thickness of the metallization layer 10 or larger. In the exemplary embodiment shown, the recess is triangular, which means that a very good compensation effect can be achieved.
  • the width of the cutout 12 at the connection point between the coaxial line or the coaxial extension 1 and the grounded coplanar line 5 corresponds almost to the diameter of the first dielectric layer 3, which circularly surrounds the coaxial inner conductor 2, for example. Furthermore, the length of the cutout 12 at the connection point between the Coaxial connector 1 and the grounded coplanar line 5 along the inner coplanar conductor 6 larger than the overlap area of the coaxial inner conductor 2 with the inner coplanar conductor 6.
  • the underside of the metallization layer 10 is shown separately from the substrate support layer 11 as a surface drawn in broken lines.
  • the course of the inner coplanar conductor 6 and of the first and second outer coplanar conductors 7, 8, which are arranged after the metallization layer 10, is indicated with the aid of dashed lines.
  • the recess 12 has the shape of an isosceles triangle, the top of the isosceles triangle, for example, lying on the center line 13 of the inner coplanar conductor 6 in the plan view.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a side view of the device shown in FIG. 3 for connecting a coaxial connector 1 to a coplanar line 5.
  • the substrate support layer 11 has, for example, at the contact point with recess 12 in the metallization layer 10 rectangular cutout 14.
  • the surface of the cutout 14 is at least congruent with the surface enclosed by the recess 12 or larger in order to avoid a short circuit at the location of the recess 12 when using a metallic substrate support layer 11.
  • the geometric shape of the cutout 14 is arbitrary, it serves only the insulation on the cutout 12.
  • cutouts 14 whose edges do not run parallel to one another, ie the width and / or height of the cutout 14 in the substrate carrier layer 11 tapers in the direction along the inner coplanar conductor 6 with increasing distance from the joint.
  • FIG. 6 shows, using a first and a second diagram, FIG. 6a / b, the measured reflection behavior and transmission behavior on the device shown in FIG. 3 or on the transition from coaxial plug 1 to co-planar line 5, each with and without a recess 12.
  • the use of the Recess 12 in the metallization layer 10 shows the improvement clearly at frequencies above 40 GHz.
  • the first diagram in FIG. 6a shows an improvement in the reflection behavior of up to 10 dB at frequencies above 40 GHz.
  • the transmission behavior shown in the second diagram in FIG. 6b improves by 1 dB and more at frequencies above 40 GHz.
  • a further advantage of the device according to the invention is that commercially available coaxial plug connectors can be used for the implementation, regardless of the substrate support layer 11, the coplanar line 5 and the line geometry of the coplanar line 5.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Waveguides (AREA)

Abstract

Die Koaxialleitung (1) weist einen Koaxialinnenleiter (2) und einen den Koaxialinnenleiter (1) umschließende erste dielektrische Schicht (3) auf, die ihrerseits von einem Koaxialaussenleiter (4) umschlossen ist. Die Koplanarleitung (5) weist eine zweite dielektrische Schicht (9) auf, auf deren Vorderseite ein Koplanarinnenleiter (6) und ein erster und zweiter Koplanaraussenleiter (7,8) aufgetragen sind und deren Rückseite eine Metallisierungsschicht (10) gefolgt von einer Substratträgerschicht (11) aufweist. Der erste und zweite Koplanaraussenleiter (7,8) sind über die zweite dielektrische Schicht (9) vom Koplanarinnenleiter (6) getrennt und der Koaxialinnenleiter (2) ist mit dem Koplanarinnenleiter (6) und der Koaxialaussenleiter (4) ist mit dem ersten und zweiten Koplanaraussenleiter (7,8) verbunden. Bei der Übertragung von hochbitratigen Datensignalen über die Verbindungsstelle der Koaxialleitung (1) und der Koplanarleitung (5) tritt eine Vergrösserung des kapazitiven Leitungsbelags und damit unerwünschte Reflexionen auf. Diese werden dadurch vermieden, dass in der Metallisierungsschicht (10) eine an der Verbindungsstelle zwischen der Koaxialleitung (1) und der Koplanarleitung (5) beginnende und eine nahezu symmetrisch zum Koplanarinnenleiter (6) verlaufende Aussparung (12) vorgesehen wird, die sich in Richtung des Koplanarinnenleiters (6) mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle verjüngt.

Description

Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung mit einer Koplanarleitung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung mit einer Koplanarleitung zur Übertragung von hochbitratigen Datensignalen, bei der die Koaxialleitung einen Koaxialinnenleiter und einen den Koaxialinnenleiter um- schließende erste dielektrische Schicht aufweist, die ihrerseits von einem Koaxialaußenleiter umschlossen ist. Die Koplanarleitung weist eine zweite dielektrische Schicht auf, auf deren Vorderseite ein Koplanarinnenleiter und ein erster und zweiter Koplanaraußenleiter aufgetragen sind und deren Rückseite eine Metallisierungsschicht gefolgt von einer Substratträgerschicht aufweist. Der erste und zweite Koplanaraußenleiter sind über die zweite dielektrische Schicht vom Koplanarinnenleiter getrennt und der Koaxialinnenleiter ist mit dem Koplanarinnenleiter und der Koaxialaußenleiter ist mit dem ersten und zweiten Koplanaraußenleiter verbunden.
Eine einfache Ausführungsform für eine Verbindung einer Koaxialleitung, beispielsweise eines Koaxialsteckers, mit einer geerdeten Koplanarleitung ("Grounded CoPlanar Waveguide", GCPW) ist beispielhaft in Figur 1 dargestellt. Der Koaxialstecker 1 weist einen Koaxialinnenleiter 2, eine erste dielektrische Schicht 3 und einen Koaxialaußenleiter 4 auf. Die Koplanarleitung 5 besteht aus einer Leitungsschicht (6,7,8) gefolgt von einer zweiten dielektrischen Schicht 9, einer Me- tallisierungsschicht 10 und einer Substratträgerschicht 11. Die Leitungsschicht (6,7,8) besteht aus einem Koplanarinnenleiter 6 und einem ersten und zweiten Koplanaraußenleiter 6,7, die über die zweite dielektrische Schicht 9 vom Koplanarinnenleiter 6 getrennt sind. Der Koaxialinnenleiter 2 des Koaxialsteckers 1 ist mit dem Koplanarinnenleiter 6 der
Koplanarleitung 5 und der Koaxialaußenleiter 4 Koaxialsteckers 1 mit dem ersten und zweiten Koplanaraußenleiter 7,8 der Koplanarleitung 5 ("Massepotential") sowie mit der auf der Rückseite der zweiten dielektrischen Schicht 9 befindlichen Metallisierungsschicht 10 (ebenfalls "Massepotential") verbunden. Die zweite dielektrische Schicht 9 der Koplanarleitung 5 ist üblicherweise über die Metallisierungsschicht 10 auf einer metallischen Substratträgerschicht 11 angebracht, die sowohl als mechanische Stabilisierung als auch zur Wärmeableitung und Wärmeverteilung von auf der zweiten dielektrischen Schicht 9 vorgesehenen Bauelementen dient.
Bei der Übertragung von hochbitratige Datensignalen, beispielsweise mit einer Datenrate von größer 40 Gbit/s über die geerdete Koplanarleitung ist die Dispersion im Wellenleiter so gering wie möglich zu halten. Dies wird durch eine enge Kopplung des ersten und zweiten Koplanaraußenleiters 7,8 mit dem Koplanarinnenleiter 6 erreicht: geringe Breite des Kopla- narinnenleiters 6, geringer Abstand zwischen Koplanarinnenleiter 6 und Koplanaraußenleitern 7,8 sowie geringe Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 9.
Die Geometrie des Koaxialsteckers 1 erfordert an der Verbindungsstelle des Koaxialinnenleiters 2 mit der Koplanarleitung 5 eine Mindestbreite im Umfang des Koplanarinnenleiters 6. Dies wird durch eine kontinuierliche Verbreiterung des Kopla- narinnenleiters 6 sowie der Abstände zwischen Koplanarinnenleiter 6 und dem ersten und zweiten Koplanaraußenleitern 7,8 in der Nähe der Kontaktstelle erreicht. Eine mögliche Realisierungsform der beschriebenen Geometrie ist in Figur 2 beispielhaft dargestellt.
Diese Verbreiterung kann zu einer unerwünschten Vergrößerung des kapazitiven Leitungsbelags und damit zu einer unerwünschten lokalen Reflexion führen, was eine Beeinträchtigung des Übertragungs- und Reflexionsverhaltens an der Verbindungs- stelle bei Frequenzen größer 40 GHz zur Folge hat. Eine weitere Vergrößerung des Kapazitätsbelags und damit eine Vergrößerung der lokalen Reflexion tritt an der Verbindungsstelle zwischen Koaxialleitung und Koplanarleitung bei unterschiedlichen relativen Dielektrizitätskonstanten der ersten und zweiten dielektrischen Schicht 3,9 auf. In Kommunikationsgeräten für die Übertragung von hochbitratigen Datensignalen werden üblicherweise Koaxialstecker 1 mit einer ersten dielektrischen Schicht 3 mit niedriger relativer Dielektrizitätskonstante, z.B. Luft (εr=l) , hingegen für die Koplanar- leitung 5 eine zweite dielektrische Schicht 9 mit relativ großer relativer Dielektrizitätskonstante, z.B. Keramik (εr=10) , verwendet.
Somit ist zur Übertragung von hochbitratigen Datensignalen eine Kompensation dieser kapazitiven Leitungsbelastung unmittelbar am Ort ihres Auftretens erforderlich. Eine Kompensation durch Schaltungsmaßnahmen an anderer Stelle entlang der Übertragungsstrecke, wie bei Schmalbandanwendungen üblich, liefert nicht den erwünschten Effekt.
Hierzu ist aus der US-Patentschrift 5,404,117 eine Vorrichtung zur Verbindung eine Koaxialsteckers mit einer Koplanarleitung bekannt, bei der die kapazitive Belastung durch eine induktive Komponente kompensiert wird. Diese wird durch eine freischwebende Anordnung des Koaxialinnenleiters und durch eine spezielle Ausformung des Koaxialaußenleiters bzw. eines evtl. vorhandenen Dielektrikums an der Übergangsstelle gebildet. Diese Ausformungen sind an das verwendete Substratmaterial der Koplanarleitung angepasst, erfordern jedoch einen relativ hohen mechanischen Aufwand und sind bei Verwendung von kommerziell erhältlichen Koaxialsteckverbindern (z.B. An- ritsu V115FCPW) nicht anwendbar.
Darüber hinaus ist aus der US-Patentschrift 5,570,068 ein "Coaxial-to-Coplanar-Waveguide Transmission Line" Verbindungsstecker bekannt, bei dem innerhalb der Koaxialleitung eine Formung des elektrischen Feldes von koaxial in Richtung auf koplanar durch eine gesonderte Fräsung des Koaxialaußenleiters in der Nähe der Übergangsstelle vorgenommen wird. Die Form dieser Fräsung ist an das verwendete Substratmaterial der Koplanarleitung angepasst. Auch hier ist der mechanische Aufwand relativ hoch, und die Anordnung ist bei der Verwendung von kommerziell erhältlichen Koaxialsteckverbindern nur schwer einsetzbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung mit einer Koplanarleitung anzugeben, mit deren Hilfe der bei der Übertragung von hochbitratigen Datensignalen an der Verbindungsstelle zwischen Koaxialleitung und Koplanarleitung auftretende kapazitive Leitungsbelag mit geringen technischen Aufwand kompensiert werden kann. Die Auf- gäbe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass die Metallisierungsschicht eine an der Verbindungsstelle zwischen dem Koaxialstecker und der Koplanarleitung beginnende und nahezu symmetrisch zum Koplanarinnenleiter verlaufende Aussparung aufweist, die sich in Richtung des Koplanarinnenleiters mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle verjüngt. Vorteilhaft wird die kapazitive Leitungsbelastung durch eine Aussparung in der Rückseitenmetallisierung des Koplanarleitung in der Nähe der Übergangsstelle zur Koaxialleitung kompensiert. Zur Vermeidung von Resonanzen verlaufen bei der erfindungsgemäßen Realisie- rung die Kanten der Aussparung nahezu symmetrisch zum Koplanarinnenleiter und die Aussparung verjüngt sich in Richtung des Koplanarinnenleiters mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle, d.h. zueinander parallel verlaufende Kanten der Aussparung werden hierdurch vermieden. Besonders gute Resonanzeigenschaften werden beispielsweise durch die Verwendung einer dreieckför igen Aussparung erzielt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfmdungs- gemaßen Vorrichtung wird bei Verwendung einer metallischen Substrattragerschicht eine deckungsgleich mit der Aussparung in der Metallisierungsschicht verlaufende oder größere Aus- frasung in der Substrattragerschicht vorgesehen. Hierdurch wird vorteilhaft ein Kurzschluss der Aussparung vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfmdungsgemaßen Vorrichtung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.
Im folgenden werden Ausfuhrungsbeispiele des erfmdungsgemaßen Verfahrens anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert.
Hierbei zeigen:
Figur 1 eine Vorrichtung zur Verbindung eines Koaxialsteckers mit einer Koplanarleitung gemäß dem Stand der Technik; Figur 2 beispielhaft in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Figur 3 beispielhaft eine Vorrichtung zur Verbindung eines Koaxialsteckers mit einer Koplanarleitung unter Verwendung der erfmdungsgemaßen Aussparung;
Figur 4 einen Ausschnitt der Koplanarleitung, die die Geometrie der erfmdungsgemaßen Aussparung in der Metallisierungsschicht naher beschreibt;
Figur 5 e n weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfmdungsgemaßen Vorrichtung anhand einer Seitenansicht der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung bei Verwendungeiner metallischen Substrattragerschicht;
Figur 6 anhand eines ersten und zweiten Diagramms das Reflexions- und Ubertragungsverhalten an der Übergangsstelle zwischen Koaxialstecker und Koplanarleitung. Figur 3 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung, insbesondere eines Koaxialsteckers 1 mit einer Koplanarleitung 5 zur Übertragung von hochbitratigen Datensignalen. Die Koaxialleitung wird in Figur 3 beispielhaft durch den Koaxialstecker 1 repräsentiert und weist analog zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform einen Koaxialinnenleiter 2, eine erste dielektrische Schicht 3 und einen Koaxialaußenleiter 4 auf. Die Koplanarleitung 5 besteht aus einer Leitungsschicht (6,7,8) gefolgt von einer zweiten dielektrischen Schicht 9, einer Metallisierungsschicht 10 und einer Substrattragerschicht 11. Die Leitungsschicht (6,7,8) besteht aus einem Koplanarinnenleiter 6 und einem ersten und zweiten Koplanaraußenleiter 7, 8, wobei der erste und zweite Koplanaraußenleiter 7, 8, bei- spielhaft über die zweite dielektrische Schicht 9 vom Koplanarinnenleiter 6 getrennt sind. Der Koaxialinnenleiter 2 des Koaxialsteckers 1 ist mit dem Koplanarinnenleiter 6 der Koplanarleitung 5 und der Koaxialaußenleiter 4 Koaxialsteckers 1 mit dem ersten und zweiten Koplanaraußenleiter 7,8 der Koplanarleitung 5 sowie mit der auf der Rückseite der zweiten dielektrischen Schicht 9 befindlichen Metallisierungsschicht 10 verbunden. Hierbei können die Metallisierungsschicht 10 und der erste und zweite Koplanaraußenleiter 7,8 geerdet sein. Die zweite dielektrische Schicht 9 der Koplanarleitung 5 ist analog zu Figur 1 über die Metallisierungsschicht 10 auf einer metallischen Substrattragerschicht 11 angebracht.
Zur Kompensation des bei der Übertragung von hochbitratigen Datensignalen an der Verbindungsstelle zwischen Koaxialleitung bzw. Koaxialstecker 1 und Koplanarleitung 5 auftretenden kapazitiven Leitungsbelages wird erfindungsgemäß in der Metallisierungsschicht 10 eine Aussparung 12 vorgesehen. Die Aussparung verläuft nahezu symmetrisch zum Koplanarinnenlei- ter und verjüngt sich in Richtung des Koplanarinnenleiters mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle. Die Dicke der Aussparung entspricht der Dicke der Metallisierungs- schicht 10 oder größer. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aussparung dreieckförmig ausgestaltet, wodurch eine sehr gute Kompensationswirkung erzielt werden kann. Die Breite der Aussparung 12 an der Verbindungsstelle zwischen der Koaxialleitung bzw. des Koaxialstreckers 1 und der geerdeten Koplanarleitung 5 entspricht hierbei nahezu dem Durchmesser der den Koaxialinnenleiter 2 beispielhaft kreisförmig umschließenden ersten dielektrischen Schicht 3. Ferner ist die Länge der Aussparung 12 an der Verbindungsstelle zwischen dem Koaxialstecker 1 und der geerdeten Koplanarleitung 5 entlang des Koplanarinnenleiters 6 größer als der Überlappungsbereich des Koaxialinnenleiters 2 mit dem Koplanarinnenleiter 6.
In Figur 4 ist zur Verdeutlichung der Geometrie der Ausspa- rung 12 die Unterseite der Metallisierungsschicht 10 getrennt von der Substrattragerschicht 11 als strichliert gezeichnete Fläche dargestellt. Zusätzlich ist der Verlauf des Koplanarinnenleiters 6 und des ersten und zweiten Koplanaraußenleiters 7,8, die nach der Metallisierungsschicht 10 angeordnet sind, mit Hilfe von strichliert gezeichneten Linien angedeutet. Die Aussparung 12 weist die Form eines gleichschenkligen Dreiecks auf, wobei die Spitze des gleichschenkligen Dreiecks beispielhaft auf der Mittellinie 13 des Koplanarinnenleiters 6 in der Draufsicht zu liegen kommt.
Figur 5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Seitenansicht der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung zur Verbindung eines Koaxialsteckers 1 mit einem Koplanarleitung 5. Im Unterschied zu der in Figur 3 dargestellten Äusführungsform weist die Substrattragerschicht 11 an der Kontaktstelle zu Aussparung 12 in der Metallisierungsschicht 10 eine beispielsweise rechteckförmige Ausfräsung 14 auf. Die Fläche der Ausfräsung 14 ist mindestens deckungsgleich mit der von der Aussparung 12 eingeschlossenen Fläche oder größer, um bei Verwendung einer metallischen Substrattragerschicht 11 einen Kurzschluß am Ort der Aussparung 12 zu vermeiden. Die geometrische Form der Ausfräsung 14 ist hierbei beliebig, sie dient lediglich der Isolierung an der Aussparung 12. Bevorzugt sind jedoch Ausfräsungen 14 zu verwenden, deren Kanten nicht parallel zueinander verlaufen, d.h. die Breite und/oder Höhe der Ausfräsung 14 in der Substrattragerschicht 11 verjüngt sich in Richtung entlang des Koplanarinnenleiters 6 mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle.
Figur 6 zeigt anhand eines ersten und zweiten Diagramms Fig. 6a/b das gemessene Reflexionsverhalten und Übertragungsver- halten an der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung bzw. an dem Übergang Koaxialstecker 1/Koρlanarleitung 5 jeweils mit und ohne Aussparung 12. Die durch die Verwendung der Aussparung 12 in der Metallisierungsschicht 10 erzielte Verbesserung zeigt sich deutlich bei Frequenzen oberhalb 40 GHz. Bei- spielsweise ist im ersten Diagramm Fig. 6a eine Verbesserung des Reflexionsverhalten von bis zu 10 dB bei Frequenzen über 40 GHz erkennbar. Das im zweiten Diagramm Fig. 6b dargestellte Übertragungsverhalten verbessert sich bei Frequenzen über 40 GHz um 1 dB und mehr.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass für die Implementierung handelsübliche Koaxial- Steckverbinder verwendet werden können, unabhängig von der Substrattragerschicht 11, der Koplanarleitung 5 sowie von der Leitungsgeometrie der Koplanarleitung 5.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung (1) mit einer Koplanarleitung (5) zur Übertragung von hochbitratigen Datensignalen,
- bei der die Koaxialleitung (1) einen Koaxialinnenleiter (2) und eine den Koaxialinnenleiter (2) umschließende erste dielektrische Schicht (3) aufweist, die ihrerseits von einem Koaxialaußenleiter (4) umschlossen wird, - bei der die Koplanarleitung (5) eine zweite dielektrische Schicht (9) aufweist, auf deren Vorderseite ein Koplanarinnenleiter (6) und ein erster und zweiter Koplanaraußenleiter (7,8) aufgetragen sind und deren Rückseite eine Metallisierungsschicht (10) gefolgt von einer Substratträger- schicht (11) aufweist,
- bei der der erste und zweite Koplanaraußenleiter (7,8) über die zweite dielektrische Schicht (9) vom Koplanarinnenleiter (6) getrennt sind,
- bei der der Koaxialinnenleiter (2) mit dem Koplanarinnen- leiter (6) und der Koaxialaußenleiter (4) mit dem ersten und zweiten Koplanaraußenleiter (7,8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallisierungsschicht (10) eine an der Verbindungsstelle zwischen der Koaxialleitung (1) und der Koplanarlei- tung (5) beginnende und nahezu symmetrisch zum Koplanarinnenleiter (6) verlaufende Aussparung (12) aufweist, die sich in Richtung des Koplanarinnenleiters (6) mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle verjüngt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer metallischen Substrattragerschicht (11) eine mindestens deckungsgleich mit der Aussparung (12) in der Metallisierungsschicht (10) verlaufende oder eine grö- ßere Fläche aufweisende Ausfräsung (14) in der Substrattragerschicht (11) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Breite und Höhe der Ausfräsung (14) in der Substrattragerschicht (11) sich in Richtung entlang des Koplanarin- nenleiters (6) mit zunehmender Entfernung von der Verbindungsstelle verjüngen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Aussparung (12) an der Verbindungsstelle zwischen der Koaxialleitung (1) und der Koplanarleitung (5) nahezu dem Durchmesser der den Koaxialinnenleiter (2) kreisförmig umschließenden ersten dielektrischen Schicht (3) entspricht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Aussparung (12) dreieckförmig ausgestaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Länge der Aussparung (12) an der Verbindungsstelle zwischen der Koaxialleitung (1) und der Koplanarleitung (5) entlang des Koplanarinnenleiters (6) größer ist als der Über- lappungsbereich des Koaxialinnenleiter (2) mit dem Koplanarinnenleiter (6) .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste dielektrische Schicht (3) die Umgebungsluft und die zweite dielektrische Schicht (9) ein keramisches Material ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Koplanaraußenleiter (7,8) der Koplanarleitung (5) mit dem Massepotential verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Koaxialleitung (1) als Koaxialstecker (1) realisi- sert ist und an die Koplanarleitung (5) angeschlossen ist.
PCT/EP2004/052322 2003-09-29 2004-09-27 Vorrichtung zur verbindung einer koaxialleitung mit einer koplanarleitung WO2005034299A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/573,672 US20060284699A1 (en) 2003-09-29 2004-09-27 Device for connecting a coaxial line to a coplanar line
EP04766856A EP1668746A1 (de) 2003-09-29 2004-09-27 Vorrichtung zur verbindung einer koaxialleitung mit einer koplanarleitung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10345218A DE10345218B3 (de) 2003-09-29 2003-09-29 Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung mit einer Koplanarleitung
DE10345218.4 2003-09-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005034299A1 true WO2005034299A1 (de) 2005-04-14

Family

ID=33483129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/052322 WO2005034299A1 (de) 2003-09-29 2004-09-27 Vorrichtung zur verbindung einer koaxialleitung mit einer koplanarleitung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060284699A1 (de)
EP (1) EP1668746A1 (de)
CN (1) CN1860650A (de)
DE (1) DE10345218B3 (de)
WO (1) WO2005034299A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI290443B (en) * 2005-05-10 2007-11-21 Via Tech Inc Signal transmission structure, wire board and connector assembly structure
DE602005013229D1 (de) 2005-09-28 2009-04-23 Siemens Milltronics Proc Instr Galvanische Trennungsvorrichtung für eine ebene Schaltung
JP2008053799A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Molex Inc 回路基板
WO2010061582A1 (ja) * 2008-11-26 2010-06-03 日本電気株式会社 回路モジュールの基板及びその製造方法
US9271391B2 (en) * 2012-05-28 2016-02-23 Waka Manufacturing Co., Ltd. Multilayer wiring board
US9059490B2 (en) 2013-10-08 2015-06-16 Blackberry Limited 60 GHz integrated circuit to printed circuit board transitions
TWI560956B (en) * 2016-06-07 2016-12-01 Univ Nat Taipei Technology Method to design and assemble a connector for the transition between a coaxial cable and a microstrip line
KR102674456B1 (ko) * 2017-01-26 2024-06-13 주식회사 케이엠더블유 전송선로-도파관 전이 장치
JP6711860B2 (ja) * 2018-04-18 2020-06-17 日本電信電話株式会社 高周波線路接続構造
CN109346808B (zh) * 2018-10-11 2020-12-08 西安电子科技大学 基于多层自封装悬置共面波导与微带混合的传输线结构
JP7327068B2 (ja) * 2019-10-07 2023-08-16 日本電気株式会社 調整装置、基板構造及び調整方法
JP7230089B2 (ja) * 2021-03-26 2023-02-28 アンリツ株式会社 コプレーナ線路とコネクタとの接続構造及び接続方法、並びにそれを用いたサンプリングオシロスコープ
CN113690558B (zh) * 2021-08-20 2022-07-22 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 一种共面波导到带状线异层过渡结构
CN114300823B (zh) * 2021-12-31 2022-12-27 深圳飞骧科技股份有限公司 共面波导传输线及其设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5625803A (en) * 1979-07-27 1981-03-12 Tokyo Keiki Co Ltd Coaxial-microstrip converter
US5200719A (en) * 1989-12-07 1993-04-06 Telecommunicacoes Brasileiras S/A Impedance-matching coupler
US5844450A (en) * 1996-03-05 1998-12-01 Motorola, Inc. Integrated microstrip to suspend stripline transition structure and method of fabrication
US6501352B1 (en) * 1999-08-11 2002-12-31 Kyocera Corporation High frequency wiring board and its connecting structure
WO2004017516A1 (en) * 2002-08-14 2004-02-26 Redclover Networks, Inc. Matched transmission line connector

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5404117A (en) * 1993-10-01 1995-04-04 Hewlett-Packard Company Connector for strip-type transmission line to coaxial cable
US5570068A (en) * 1995-05-26 1996-10-29 Hughes Aircraft Company Coaxial-to-coplanar-waveguide transmission line connector using integrated slabline transition
US6894590B2 (en) * 2003-05-30 2005-05-17 Agilent Technologies, Inc. Apparatus and method to introduce signals into a shielded RF circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5625803A (en) * 1979-07-27 1981-03-12 Tokyo Keiki Co Ltd Coaxial-microstrip converter
US5200719A (en) * 1989-12-07 1993-04-06 Telecommunicacoes Brasileiras S/A Impedance-matching coupler
US5844450A (en) * 1996-03-05 1998-12-01 Motorola, Inc. Integrated microstrip to suspend stripline transition structure and method of fabrication
US6501352B1 (en) * 1999-08-11 2002-12-31 Kyocera Corporation High frequency wiring board and its connecting structure
WO2004017516A1 (en) * 2002-08-14 2004-02-26 Redclover Networks, Inc. Matched transmission line connector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 078 (E - 058) 22 May 1981 (1981-05-22) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1860650A (zh) 2006-11-08
EP1668746A1 (de) 2006-06-14
DE10345218B3 (de) 2004-12-30
US20060284699A1 (en) 2006-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69628392T2 (de) Antenne mit zwei Resonanzfrequenzen
DE102007056258B4 (de) Chipantenne und zugehörige Leiterplatte für ein mobiles Telekommunikationsgerät
DE68909072T2 (de) Breitbandige Antenne für bewegliche Funkverbindungen.
DE10345218B3 (de) Vorrichtung zur Verbindung einer Koaxialleitung mit einer Koplanarleitung
DE60107489T2 (de) Verbindung zwischen Airline- und RF-Schaltungen mittels komprimierbarer Leiter
DE10063606A1 (de) Breitbandanzapfen zum Extrahieren von Energie von Übertragungsleitungen unter Verwendung von Impedanztransformatoren
EP1955406B1 (de) Multiband-rundstrahler
DE102009019626B3 (de) Elektrischer Verbinder mit Impedanzkorrekturelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10147921A1 (de) Planare Inverted-F-Antenne
EP2489095B1 (de) Antennenkoppler
DE2854133A1 (de) Ebene antennengruppe
DE112005000068B4 (de) Richtungskoppler vom Mikrostreifenleitungstyp
DE102017201416A1 (de) Differenzübertragungsleitung mit gemeinsamer-modus-unterdrückung
DE19945176B4 (de) Anordnung von Federkontakten in einem vorbestimmten Raster
BE1026802B1 (de) Steckverbinder
DE4121333C2 (de)
DE69935615T2 (de) Breitbaniger übergang von einem hohlleiter auf eine mikrostreifenleitung
DE202019101043U1 (de) Phasenschiebermodulanordnung zum Einsatz in einer Mobilfunkantenne
DE60301699T2 (de) Kompakte Streifenleiterantenne mit einer Anpassungsanordnung
DE19926473C2 (de) Koaxialer HF-Steckverbinder
EP2137787B1 (de) Gleichspannungstrenner
EP1345034B1 (de) Messtisch
DE19545493A1 (de) Hohlleiter-Koaxialkabel-Adapter
DE102013216929A1 (de) Leitungsüberbrückung für zwei Mikrostreifenleitungen und Verfahren
DE202021106462U1 (de) Hochfrequenzleitung mit absorbierend wirkendem Abschlusselement

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200480028194.0

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004766856

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006284699

Country of ref document: US

Ref document number: 10573672

Country of ref document: US

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004766856

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10573672

Country of ref document: US

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2004766856

Country of ref document: EP