專利名稱：微波電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波電路，特別但不惟一應(yīng)用于裝配在RF印制電路板(PCB)上的電路。
背景技術(shù)：
典型的微波電路，如將L波段轉(zhuǎn)換到RF或RF轉(zhuǎn)換到L波段的變頻器等，包括濾波器等無源元件。為了方便起見，希望能夠以PCB金屬層上的圖案形成濾波器。但是，當(dāng)前使用的商用PCB成形技術(shù)只能夠形成間隔為150μm的電路軌跡，軌跡寬度的精度為±20μm。這種精度等級太不精確，不能形成具有所需性能的濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是在PCB上以節(jié)省成本的方式提供一種具有所需性能的微波電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，規(guī)定微波電路包括一個由一個基底構(gòu)成的印制電路板，基底的一面上有一個金屬背，在其另一面上有至少一個微帶軌跡，并包括至少一個安裝在印制電路板上的子電路，子電路包括一個介電常數(shù)高于印制電路板基底并在其上有一個導(dǎo)電圖案的基底，導(dǎo)電圖案電耦合到至少一個微帶軌跡。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，規(guī)定微波電路包括一個印制電路板，在印制電路板上裝配了一個有一個上變頻器的RF級，上變頻器有一個耦合到本機(jī)振蕩抑制濾波器的RF輸入和一個耦合到下變頻器RF輸入到象頻干擾抑制濾波器，其中本機(jī)振蕩抑制濾波器和象頻干擾抑制濾波器分別包括一個介電常數(shù)高于印制電路板基底并在其上有一個導(dǎo)電圖案的基底，導(dǎo)電圖案電耦合到在印制電路板上提供的至少一個微帶軌跡。
由于基底的介電常數(shù)高于印制電路板基底，所以子電路在物理上與用PCB材料制造的相似電路相比較小。在微波電路的一個實施方案中，介電基底包含的氧化鋁的介電常數(shù)為εr＝9.9，相比之下PCB材料為εr＝2.2。較高的介電常數(shù)使得使用氧化鋁的子電路的體積為使用PCB材料的一半。實現(xiàn)成形技術(shù)的工藝能夠達(dá)到所需的輪廓精度，使得能夠同時制造數(shù)百個子電路。因此根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以有利的性能增益和節(jié)省成本的方式組合兩種不同的工藝。
附圖概述現(xiàn)在以舉例的方式并參照附圖來講述本發(fā)明，其中

圖1是雙向L波段到RF電路板的方框示意圖，圖2是一個雜音濾波器示例的平面圖，圖3是電路板具有雜音濾波器部分的示意截面圖，沿著圖2的線III-III顯示了濾波器的橫截面，圖4是穿過一種PCB的示意截面圖，該P(yáng)CB顯示了一種將微帶軌跡耦合到天線等輸出設(shè)備的傳統(tǒng)方法，以及圖5是穿過一種PCB的示意截面圖，PCB顯示了一種使用子電路耦合方案的實施方案。
在附圖中使用相同的引用數(shù)字表示對應(yīng)的部件。
實現(xiàn)本發(fā)明的方式圖1顯示了一種雙向的、L波段到RF及RF到L波段的電路，能夠工作在大約23GHz到42.5GHz的毫微米波范圍內(nèi)。上行路徑10包括第一上變頻器12，其輸出由帶通濾波器14濾波，然后由低通濾波器16濾波。濾波器16的輸出提供給第二上變頻器18。本機(jī)振蕩器抑制濾波器20與第二上變頻器18的輸出耦合，其輸出經(jīng)放大器22、24放大、帶通濾波器26濾波，然后通過毫微米波雙工器28提供給天線30。
下行路徑32包括一個與下變頻級36耦合的象頻干擾抑制濾波器34。在提供給低頻雙工器38之前濾波并放大下變頻級36的輸出。雙工器38還連接到第一上變頻器12的輸入。
本機(jī)振蕩抑制濾波器20和象頻干擾抑制濾波器34包括的裝置稱作雜音濾波器，是分別由上面裝配有其他元件的印制電路板制造的無源濾波器。制造雜音濾波器所使用的工藝能夠使濾波器圖案達(dá)到所需的精度，比當(dāng)前使用的商用PCB成形技術(shù)中使用的工藝更為精確。
圖2和3分別說明了雜音濾波器40的平面圖和安裝在PCB上的雜音濾波器40的示意截面圖。濾波器40在介電常數(shù)為εr＝9.9的氧化鋁基底41上制造，足夠高的介電常數(shù)使雜音濾波器很小，典型是為頻率大約為26GHz設(shè)計的三極濾波器的面積為2.5mm×5mm。在同一個基底上能夠制造數(shù)百個濾波器。
雜音濾波器40是由氧化鋁基底41一面上的印制濾波器圖案FP和另一面上的微波接地極42形成的無源濾波器。該接地極42通過通孔46電耦合到微波地44。線接頭48、50將印制濾波器圖案連接到PCB的導(dǎo)電軌跡51。
因此通過能夠交換雜音濾波器，可以為不同的應(yīng)用和不同的工作頻率配置相同低成本的基底PCB。因為微波電路執(zhí)行了那些需要高性能的部分上較昂貴的處理，所以節(jié)省了成本。
在另一個PCB上的微帶軌跡耦合到天線的應(yīng)用中，波導(dǎo)探針傳統(tǒng)印制在PCB上微帶軌跡擴(kuò)展到波導(dǎo)中的位置處。參看示意性顯示了用于高頻應(yīng)用的傳統(tǒng)耦合方法的圖4，PCB52是一個薄基底，由金屬背54支撐。波導(dǎo)探針56包括PCB軌跡54的接線端。為了使該耦合方案的效率最大，在探針56后面的適當(dāng)距離處放置一個短背(backshort)(沒有顯示)。短背是一塊阻塞的波導(dǎo)，典型是λ/4長，實際上是在另一塊金屬中形成的，例如電路的罩，短背上面壓著探針56。金屬背54和PCB基底52兩層位于短背和探針56之間。
為了將探針56暴露給短背，必須在不損壞探針56自身的情況下選擇性的去除金屬背54。在金屬背54中銑削出典型是矩形的孔60是比較困難的工作，因此成本高。
參看顯示了使用分別制成的子電路、節(jié)省成本的方案的圖5，印制電路板PCB包括一個較薄的介電基底52，基底52一面有一個導(dǎo)電金屬背54，另一面有至少一個PCB軌跡58。在計劃安裝短背的位置，通過銑削形成穿過金屬背54、基底52和如果存在的PCB軌跡58末端部分等各層的矩形穿透孔62。探針64包括長度大于穿透孔62橫截面尺寸的氧化鋁基底66的基本部分和印制在基底64之上、長度為其一多半的導(dǎo)電軌跡66。探針68放置在穿透孔62之上，導(dǎo)電軌跡68的接線端放置在超過穿透孔62中心的位置上，另一端與PCB軌跡58電連接。使用導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂形成導(dǎo)電軌跡68和PCB軌跡58之間的永久電觸點(diǎn)。
可以使用相同的樹脂形成支撐墊70，在PCB基底52的適當(dāng)位置上支撐子電路的另一端。
在本發(fā)明的定義和權(quán)利要求中，元件之前的量詞“一個”不排除存在多個這種元件。此外，詞“包括”不排除存在列出之外的元件或步驟。
通過理解本發(fā)明的內(nèi)容，其他的改型對于本領(lǐng)域中的熟練技術(shù)工人是明顯的。這種改型可以包括其他在微波PCB并因之的元件部分的設(shè)計、制造和使用中已經(jīng)已知的部件以及除了這里已經(jīng)講述的部件之外可以使用的部件。
權(quán)利要求
1.一種微波電路部件，包括一個由一個基底構(gòu)成的印制電路板，基底的一面上有一個金屬背，在其另一面上有至少一個微帶軌跡，并包括至少一個安裝在印制電路板上的子電路，子電路包括一個介電常數(shù)高于印制電路板基底并在其上有一個導(dǎo)電圖案的基底，導(dǎo)電圖案電耦合到至少一個微帶軌跡。
2.如權(quán)利要求1中要求的微波電路，其特征在于子電路基底包括氧化鋁。
3.如權(quán)利要求1或2中要求的微波電路，其特征在于子電路包括至少一個作為獨(dú)立元件裝配并安裝在印制電路板上的濾波器。
4.如權(quán)利要求3中要求的微波電路，其特征在于至少一個濾波器包括一個在一面上有印制導(dǎo)電圖案的氧化鋁基底。
5.如權(quán)利要求1中要求的微波電路，其特征在于子電路包括一個由介電基底部分長度上的導(dǎo)電軌跡形成的探針，探針放置在金屬背和印制電路基底中的穿透孔之上，導(dǎo)電軌跡與微帶軌跡電連接，導(dǎo)電軌跡的接線端暴露在穿透孔之上。
6.如權(quán)利要求5中要求的微波電路，其特征在于至少導(dǎo)電軌跡使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂粘合到微帶軌跡。
7.一種微波電路，包括一個印制電路板，在印制電路板上裝配了一個有一個上變頻器的RF級，上變頻器有一個耦合到本機(jī)振蕩抑制濾波器的RF輸入和一個耦合到下變頻器RF輸入的象頻干擾抑制濾波器，其中本機(jī)振蕩抑制濾波器和象頻干擾抑制濾波器分別包括一個介電常數(shù)高于印制電路板基底并在其上有一個導(dǎo)電圖案的基底，導(dǎo)電圖案電耦合到安裝在印制電路板上的至少一個微帶軌跡。
全文摘要
微波電路包括一個印制電路板(PCB)，在PCB上裝配了一個包括濾波器(40)等由印制導(dǎo)電圖案形成的無源元件的電路。為了提高電路的性能，以更高的精度在氧化鋁等介電常數(shù)高于印制電路板材料的基底材料(41)上制造濾波器等選定元件。得到的元件安裝在印制電路板上，導(dǎo)電圖案通過線接頭(48、50)連接印制電路板的微帶軌跡(51)。
文檔編號H01P1/04GK1460308SQ02801079
公開日2003年12月3日 申請日期2002年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者C·M·布克, K·R·威廉斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司