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對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法

文檔序號(hào):8121341閱讀:217來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種對(duì) Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法。
背景技術(shù)
在雷達(dá)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、衛(wèi)星通信以及各種通信導(dǎo)航電子戰(zhàn)系統(tǒng)中,廣泛 采用微波開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的通、斷或轉(zhuǎn)換。目前當(dāng)基于PIN開(kāi)關(guān)二 極管的微帶型開(kāi)關(guān)電路應(yīng)用于微波頻段時(shí),由于高頻率的微波信號(hào)與頻率 低的交流或直流信號(hào)有重大差別,存在由微波信號(hào)輻射所引起的一些耦合 效應(yīng),并且隨著頻率的提高,這種效應(yīng)對(duì)電路性能的影響將愈來(lái)愈大,使 得開(kāi)關(guān)電路理論設(shè)計(jì)與實(shí)際調(diào)試的差距較大,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)隔離度性能遭遇瓶 頸,難以有所提高。
在Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路中,微帶線作為元件相互之間的連接線, 同時(shí)起到阻抗變換作用。微帶線由導(dǎo)體帶、介質(zhì)材料和底板三部分構(gòu)成, 底板通常接地以減小電磁場(chǎng)泄漏和微波信號(hào)輻射損失。雖然微帶線的幾何 結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,但是它的電磁場(chǎng)卻是相當(dāng)復(fù)雜。通常印制電路板背面全部 背金作為接地底板,但這樣位于電路元件兩邊的微帶線接地底板將連接在 一起,會(huì)引起微波信號(hào)的耦合效應(yīng),使得開(kāi)關(guān)電路隔離度減小。
基于此,本發(fā)明提出有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,將微帶 線之間的接地底板即印制電路板背金部分隔斷,從而有效抑制微波信號(hào)的 耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄生參數(shù),最終提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的 隔離度性能。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題 本發(fā)明的主要目的在于提供一種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法,以抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),提高微波開(kāi)關(guān)電路的隔 離度。
(二)技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法,該方法
是在對(duì)該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路中印制電路板進(jìn)行背金處理時(shí),有選擇
性的對(duì)印制電路板進(jìn)行背金處理,隔斷該印制電路板微帶線接地底板背面 之間的部分,抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄生參數(shù), 提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。
上述方案中,該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路至少包括金屬腔體、載板、 印制電路板、多個(gè)PIN開(kāi)關(guān)二極管和隔直電容;該隔直電容與多個(gè)PIN開(kāi) 關(guān)二極管通過(guò)微帶線連接,該隔直電容和PIN 二極管分別與微帶線通過(guò)鍵
合線連接,使該KU波段微帶型開(kāi)關(guān)電路連接成為并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu);采
用導(dǎo)電膠將印制電路板粘附在載板上,載板通過(guò)螺釘固定在金屬腔體中, 金屬腔體兩端各設(shè)一金屬導(dǎo)線端子,兩導(dǎo)線端子在金屬腔體左右側(cè)壁上相 對(duì)設(shè)置,且共一軸線。
上述方案中,該方法具體包括如下步驟
根據(jù)指標(biāo)要求選擇合適的PIN開(kāi)關(guān)二極管和開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對(duì)開(kāi) 關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真與優(yōu)化;
根據(jù)所選擇的開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)印制電路板;
根據(jù)印制電路板正面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),有選擇性的對(duì)印制電路板進(jìn)行背金處 理,對(duì)該印制電路板微帶線接地底板背面之間區(qū)域不作背金處理,實(shí)現(xiàn)應(yīng) 用于Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板的背金。
上述方案中,所述根據(jù)指標(biāo)要求選擇合適的PIN開(kāi)關(guān)二極管和開(kāi)關(guān)電 路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的步驟中,所述指標(biāo)至少包括插入損耗、隔離度和開(kāi)關(guān)時(shí)間, 所述開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或串聯(lián)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)?結(jié)構(gòu)。
上述方案中,所述對(duì)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真與優(yōu)化的步驟中,采 用ADS工具對(duì)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真與優(yōu)化。
5上述方案中,所述根據(jù)所選擇的開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)印制電路板的
步驟中,采用AutoCAD工具設(shè)計(jì)印制電路板。
(三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明提供的這種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金
的方法,改變了開(kāi)關(guān)電路中微帶線背金方式,有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,從而有效抑制了微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免了電路中引入更多的寄生參數(shù),最終提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。
2、 本發(fā)明提供的這種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金
的方法,應(yīng)用于以微帶線作為傳輸線的高頻電路系統(tǒng)中,同樣能夠有效抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),從而提高電路性能。該方法具有制作簡(jiǎn)單,可重復(fù)性好,成本低,適用范圍廣等特點(diǎn)。
3、 本發(fā)明提供的這種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法,有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,將微帶線之間的接地底板即電路印制板背金部分隔斷,使微波開(kāi)關(guān)電路的隔離度得到顯著提高,在15.75GHz-16.25GHz頻率范圍內(nèi)隔離度均大于95dB,解決了微帶型開(kāi)
關(guān)應(yīng)用在微波頻段中難以突破隔離度性能的瓶頸,同時(shí)開(kāi)關(guān)電路的插入損耗特性以及駐波特性均比較好。


圖1是Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是微帶線結(jié)構(gòu)示意圖,其中,圖2(a)是傳統(tǒng)微波印制板背金結(jié)構(gòu)示意圖;圖2(b)是本發(fā)明提出的有選擇性對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明中應(yīng)用于微帶型開(kāi)關(guān)電路的印制電路板正面以及背金結(jié)構(gòu)示意圖,其中,圖3(a)是微波印制版正面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖;圖3(b)是微波印制版背面背金圖形示意圖4是基于本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電路隔離度性能以及插入損耗性能測(cè)試結(jié)果示意6圖5是基于本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電路駐波性能測(cè)試結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合具體實(shí) 施例,并參照附圖,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提供的對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方 法,實(shí)質(zhì)是有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,將位于電路元件兩邊 的微帶線之間的接地底板即電路印制板背金部分隔斷,抑制微波信號(hào)的耦 合效應(yīng),進(jìn)而提高微波開(kāi)關(guān)電路的隔離度。
本發(fā)明提供的這種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的 方法,是在對(duì)該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路中印制電路板進(jìn)行背金處理時(shí), 有選擇性的對(duì)印制電路板進(jìn)行背金處理,隔斷該印制電路板微帶線接地底 板背面之間的部分,抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄 生參數(shù),提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。
該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路至少包括金屬腔體3、金屬隔板4、載板1、 印制電路板5、導(dǎo)線端子6、多個(gè)PIN開(kāi)關(guān)二極管和隔直電容。金屬隔板 4在金屬腔體3中橫向設(shè)置,金屬隔板4上端兩側(cè)以螺釘2固接于金屬腔 體3上。載板1通過(guò)螺釘8固接于金屬腔體3的底部,用于裝配印制電路 板5以及PIN開(kāi)關(guān)二極管,采用導(dǎo)電膠將印制電路板5粘附在載板1上, 載板1的平面形狀與腔體相適配。金屬腔體3兩端各設(shè)一金屬導(dǎo)線端子6, 導(dǎo)線端子6在金屬腔體3以及金屬隔板4左右側(cè)壁上相對(duì)設(shè)置,且共一軸 線。隔直電容與多個(gè)PIN開(kāi)關(guān)二極管通過(guò)微帶線連接,該隔直電容和PIN 二極管分別與微帶線通過(guò)鍵合線連接,使該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路連接 成為并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)。在開(kāi)關(guān)電路中,使用鍵合線7將PIN二極管與微 帶線連接,最終成為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
其中,微帶線由導(dǎo)體帶、介質(zhì)材料和底板三部分構(gòu)成,底板通常接地 以減小電磁場(chǎng)泄漏和微波信號(hào)輻射損失。通常印制電路板背面全部背金作 為微帶線的接地底板,如圖2(a)所示,但這樣位于電路元件兩邊的微帶線 接地底板將連接在一起,會(huì)引起微波信號(hào)的耦合效應(yīng),使得開(kāi)關(guān)電路隔離 度減小。所以,本發(fā)明有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,將微帶線之間的接地底板即電路印制板背金部分隔斷,如圖2(b)所示,從而有效抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄生參數(shù),最終提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。
本發(fā)明開(kāi)關(guān)的具體設(shè)計(jì)流程如下
根據(jù)指標(biāo)要求選擇合適的PIN開(kāi)關(guān)二極管,主要是關(guān)注其插入損耗、隔離度以及開(kāi)關(guān)時(shí)間等參數(shù);根據(jù)指標(biāo)要求選擇單元幵關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即采用并聯(lián)或串聯(lián)結(jié)構(gòu);采用ADS工具對(duì)開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行仿真與優(yōu)化;
根據(jù)所選擇的開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用AutoCAD工具設(shè)計(jì)微波印制電路板5;
根據(jù)微波印制電路板的正面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,即將微帶線之間的接地底板區(qū)域不作背金處理,最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于微帶型開(kāi)關(guān)電路的印制電路板背金方法;
測(cè)試分析;
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在微帶型開(kāi)關(guān)電路中,有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金,將微帶線之間的接地底板即電路印制板背金部分隔斷,其結(jié)構(gòu)如圖3所示,即為與印制電路板正面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的背金結(jié)構(gòu),對(duì)9、 10、11、 12區(qū)域不作背金處理,這樣有效抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄生參數(shù),最終提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,采用本發(fā)明所提出的背金方法,使開(kāi)關(guān)電路在15.75GHz-16.25GHz頻段內(nèi)隔離度均達(dá)到-95dB以上,最大隔離度可達(dá)到-106dB,插入損耗均小于4dB,輸入端Sll均小于-12dB,輸出端S22均小于-20dB,測(cè)試結(jié)果如圖4、圖5所示。
微帶型開(kāi)關(guān)電路采用有選擇性的對(duì)微波印制電路板進(jìn)行背金的方法,應(yīng)用在微波頻段中有利于隔離度的提高,該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,成本低,重復(fù)性好,使用范圍廣。
以上所述的具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而己,并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法,其特征在于,該方法是在對(duì)該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路中印制電路板進(jìn)行背金處理時(shí),有選擇性的對(duì)印制電路板進(jìn)行背金處理,隔斷該印制電路板微帶線接地底板背面之間的部分,抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄生參數(shù),提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行 背金的方法,其特征在于,該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路至少包括金屬腔體、 載板、印制電路板、多個(gè)PIN開(kāi)關(guān)二極管和隔直電容;該隔直電容與多個(gè) PIN開(kāi)關(guān)二極管通過(guò)微帶線連接,該隔直電容和PIN 二極管分別與微帶線 通過(guò)鍵合線連接,使該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路連接成為并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路結(jié) 構(gòu);采用導(dǎo)電膠將印制電路板粘附在載板上,載板通過(guò)螺釘固定在金屬腔 體中,金屬腔體兩端各設(shè)一金屬導(dǎo)線端子,兩導(dǎo)線端子在金屬腔體左右側(cè) 壁上相對(duì)設(shè)置,且共一軸線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板 進(jìn)行背金的方法,其特征在于,該方法具體包括如下步驟根據(jù)指標(biāo)要求選擇合適的PIN開(kāi)關(guān)二極管和開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對(duì)開(kāi) 關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真與優(yōu)化;根據(jù)所選擇的開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)印制電路板;根據(jù)印制電路板正面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),有選擇性的對(duì)印制電路板進(jìn)行背金處 理,對(duì)該印制電路板微帶線接地底板背面之間區(qū)域不作背金處理,實(shí)現(xiàn)應(yīng) 用于Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板的背金。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行 背金的方法,其特征在于,所述根據(jù)指標(biāo)要求選擇合適的PIN開(kāi)關(guān)二極管 和開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的步驟中,所述指標(biāo)至少包括插入損耗、隔離度和開(kāi) 關(guān)時(shí)間,所述開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或串聯(lián)開(kāi)關(guān)電 路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行 背金的方法,其特征在于,所述對(duì)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真與優(yōu)化的步驟中,采用ADS工具對(duì)開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)迸行仿真與優(yōu)化。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行 背金的方法,其特征在于,所述根據(jù)所選擇的開(kāi)關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)印制 電路板的步驟中,采用AutoCAD工具設(shè)計(jì)印制電路板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法,該方法是在對(duì)該Ku波段微帶型開(kāi)關(guān)電路中印制電路板進(jìn)行背金處理時(shí),有選擇性的對(duì)印制電路板進(jìn)行背金處理,隔斷該印制電路板微帶線接地底板背面之間的部分,抑制微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免電路中引入更多的寄生參數(shù),提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。利用本發(fā)明,有效抑制了微波信號(hào)的耦合效應(yīng),避免了電路中引入更多的寄生參數(shù),最終提高微帶型開(kāi)關(guān)電路的隔離度性能。該方法具有制作簡(jiǎn)單,可重復(fù)性好,成本低,適用范圍廣等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05K3/00GK101662885SQ20081011908
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者劉新宇, 袁婷婷, 閻躍鵬, 陳中子, 陳曉娟, 陳高鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
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