一種射頻微波電路板中傳輸線到器件的匹配連接方法技術

本發明專利技術屬于射頻微波印刷電路板版圖設計領域，提供了一種射頻微波電路板上采用寬度漸變傳輸線與匹配傳輸線及器件管腳的匹配連接設計方法。所述射頻微波電路板上設置有多個器件來進行信號處理，所述器件的管腳焊盤之間通過寬度漸變傳輸線與匹配傳輸線進行連接，所述方法包括：匹配傳輸線及器件的管腳焊盤之間通過寬度漸變傳輸線連接，寬度漸變傳輸線兩端的線寬分別與匹配傳輸線和器件管腳焊盤相等；在寬度漸變傳輸線兩側鋪設接地銅皮，根據預定計算方法調整接地銅皮與寬度漸變傳輸線的距離，使寬度漸變傳輸線部分的阻抗與匹配傳輸線阻抗相等，實現阻抗匹配。

Matching and connecting method of transmission line to device in radio frequency microwave circuit board

The invention belongs to the field of radio frequency microwave printed circuit board layout design, and provides a matching design method of a radio frequency microwave circuit board adopting a width gradient transmission line and a matched transmission line and a device pin. The RF circuit board is provided with a plurality of devices for signal processing, between the pin pads of the device through the width of tapered transmission line and matching transmission lines are connected, the method includes: between the pin pad, transmission line and the line connecting device is lost through the gradient width, line width at both ends the width of tapered transmission line are respectively matched with the transmission line and device pin pads are equal; on both sides of the width of tapered transmission line laying grounding copper, according to a predetermined calculation of grounding copper and the width of tapered transmission line method to adjust the distance, the width of tapered transmission line impedance of transmission line impedance matching and equal impedance matching.

【技術實現步驟摘要】
一種射頻微波電路板中傳輸線到器件的匹配連接方法
本專利技術屬于射頻微波印刷電路板版圖設計
，尤其涉及的是一種射頻微波印刷電路板傳輸線與器件管腳連接設計方法。
技術介紹
在射頻微波電路中，信號通路上一般需要連接多個器件對信號進行處理，這些器件之間通過傳輸線進行連接，傳輸線匹配寬度固定，而器件管腳焊盤寬度則多有不同，因此從傳輸線到器件連接時，會使傳輸線的寬度發生改變，由此導致阻抗不匹配的情況出現。隨著微波平面電路向小型化、集成化方向的發展，電子器件封裝也越來越小，如QFN封裝等，器件管腳可小至8mi1寬度，而在射頻微波印刷電路板中，因阻抗控制和加工精度等原因，匹配傳輸線的寬度一般較寬，在40mi1左右，當匹配傳輸線與器件管腳寬度相差越大時，從傳輸線到器件連接時，阻抗不匹配的情況就更加嚴重，造成信號功率損失，功率隨頻率起伏變化，影響信號質量，器件越多，影響也越大。因此，改善器件管腳連接匹配是十分必要的。另一方面，印刷電路板上的信號頻率也不斷提高，一些微波板材信號頻率可達20GHz，頻率越高，電路的分布參數效應也越明顯，在器件接頭處由于線寬變化帶來的失配影響也就越大，也就要求最大限度地減小失配。目前，現有技術只是簡單的將匹配傳輸線和器件管腳直接相連，忽略了由此帶來的阻抗失配，需要改進。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種射頻微波電路板中傳輸線到器件的匹配連接方法。本專利技術的技術方案如下：一種射頻微波電路板中傳輸線到器件的匹配連接方法，在射頻微波電路板上設置若干器件及若干匹配傳輸線，其中，還包括以下步驟：步驟一：在所述匹配傳輸線與所述器件的管腳焊盤之間設置通過寬度漸變傳輸線進行連接，所述寬度漸變傳輸線與所述匹配傳輸線連接的一端的寬度與所述匹配傳輸線的寬度相等；所述寬度漸變傳輸線與所述器件的管腳焊盤連接的一端的寬度與所述器件的管腳焊盤的寬度相等；步驟二：在所述寬度漸變傳輸線的兩側鋪設有多邊形的接地銅皮，根據預設的計算方法設置所述接地銅皮與所述寬度漸變傳輸線之間的距離。所述的匹配連接方法，其中，所述寬度漸變傳輸線的長度大于所述匹配傳輸線與所述器件的管腳焊盤之間的寬度差。所述的匹配連接方法，其中，所述步驟二中的預設的計算方法，包括如下步驟：步驟201：設置器件的管腳的寬度為W1，設置匹配傳輸線的寬度為W2，設置寬度漸變傳輸線與器件的管腳連接處與接地銅皮最窄一側的距離為S1，設置寬度漸變傳輸線與傳輸線連接處與接地銅皮最寬一側的距離為S2，設置寬度漸變傳輸線的阻抗為Z0，其計算公式一如下：其中，εeff為印制板介質的有效介電常數；k1、k2為模數，ROE(K1)、ROE(K2)為k1、k2的橢圓積分函數近似表達式步驟202：公式一中k1、k2、ROE(K1)、ROE(K2)計算方法如下：其中，k2′、k2′為k1、k2的補模，W為寬度漸變傳輸線寬度，在寬度漸變傳輸線兩端，其值分別為W1、W2；S為寬度漸變傳輸線與接地銅皮的距離，在寬度漸變傳輸線兩端，其值分別為S1、S2；h為印刷電路板介質厚度；步驟203：當W1和Z0確定時，計算出S1的值，當W2和Z0確定時，計算出S2的值，根據S1、S2的值確定接地銅皮的兩個端點。所述的匹配連接方法，其中，根據所述兩端點設置所述接地銅皮與所述寬度漸變傳輸線之間的距離，將根據S1、S2確定接地銅皮的兩個端點用直線連接起來，以此直線為邊界向寬度漸變傳輸線的外側鋪接地銅皮，接地銅皮鋪設寬度需不小于寬度漸變傳輸線的最小寬度。在射頻微波電路板上設置若干器件及若干匹配傳輸線，器件管腳和匹配傳輸線進行連接時，在它們之間布一段寬度漸變傳輸線，寬度漸變傳輸線的長度應大于匹配傳輸線和器件管腳寬度差。在寬度漸變傳輸線的兩側鋪接地銅皮，通過預設的計算方法設置所述接地銅皮與所述寬度漸變傳輸線之間的距離，來調整寬度漸變傳輸線阻抗，使其與匹配傳輸線阻抗相等，實現阻抗匹配。采用上述方案，可有效減小因連接器件管腳處傳輸線寬度變化引起的反射。附圖說明圖1是現有的傳輸線與器件的管腳連接方法示意圖。圖2是本專利技術一個實施例的兩側包地結構的寬度漸變傳輸線與匹配傳輸線及器件的管腳連接示意圖。圖3是現有技術中傳輸線與器件的管腳連接方法的S11反射系數仿真圖。圖4是采用本專利技術的連接方法后的S11反射系數仿真圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例，對本專利技術進行詳細說明。實施例1如圖1所示，在現有技術中，直接采用寬度漸變傳輸線對傳輸線101與器件的管腳102進行連接，傳輸線的阻抗計算公式為：其中，L為寬度漸變傳輸線分布電感，C為寬度漸變傳輸線分布電容，由于寬度漸變傳輸線寬度變窄，寬度漸變傳輸線分布電感增大，分布電容減小，其阻抗就發生變化，產生阻抗失配。圖3為其S11反射系數仿真圖，由圖3中可以看出，在10GHz處，S11為-17dB。這只是一段傳輸線和一個器件管腳連接的仿真結果，當電路中器件和傳輸線增多時，S11會更加惡化，嚴重影響信號傳輸質量。圖2為本專利技術的匹配連接示意圖，如圖2所示，在寬度漸變傳輸線204與傳輸線201及器件203管腳連接時，在寬度漸變傳輸線204兩邊鋪設有接地銅皮202，使寬度漸變傳輸線204阻抗保持不變，與傳輸線201匹配，由此保證信號傳輸質量。寬度漸變傳輸線204與接地銅皮202的距離確定如下：假定器件203管腳寬度為W1，傳輸線201寬度為W2；設置寬度漸變傳輸線204與器件203管腳連接處與接地銅皮最窄一側的距離為S1，設置寬度漸變傳輸線204與傳輸線201連接處與接地銅皮最寬一側的距離為S2，設置寬度漸變傳輸線的阻抗為Z0，通常為50Ω，其計算公式如下：其中，εeff為印制板介質的有效介電常數；k1、k2為模數，ROE(K1)、ROE(K2)為k1、k2的橢圓積分函數近似表達式公式中k1、k2、ROE(K1)、ROE(K2)計算方法如下：...

【技術保護點】
一種射頻微波電路板中傳輸線到器件的匹配連接方法，在射頻微波電路板上設置若干器件及若干匹配傳輸線，其特征在于，還包括以下步驟：步驟一：在所述匹配傳輸線與所述器件的管腳焊盤之間設置通過寬度漸變傳輸線進行連接，所述寬度漸變傳輸線與所述匹配傳輸線連接的一端的寬度與所述匹配傳輸線的寬度相等；所述寬度漸變傳輸線與所述器件的管腳焊盤連接的一端的寬度與所述器件的管腳焊盤的寬度相等；步驟二：在所述寬度漸變傳輸線的兩側鋪設有多邊形的接地銅皮，根據預設的計算方法設置所述接地銅皮與所述寬度漸變傳輸線之間的距離。

【技術特征摘要】
1.一種射頻微波電路板中傳輸線到器件的匹配連接方法，在射頻微波電路板上設置若干器件及若干匹配傳輸線，其特征在于，還包括以下步驟：步驟一：在所述匹配傳輸線與所述器件的管腳焊盤之間設置通過寬度漸變傳輸線進行連接，所述寬度漸變傳輸線與所述匹配傳輸線連接的一端的寬度與所述匹配傳輸線的寬度相等；所述寬度漸變傳輸線與所述器件的管腳焊盤連接的一端的寬度與所述器件的管腳焊盤的寬度相等；步驟二：在所述寬度漸變傳輸線的兩側鋪設有多邊形的接地銅皮，根據預設的計算方法設置所述接地銅皮與所述寬度漸變傳輸線之間的距離；所述寬度漸變傳輸線的長度大于所述匹配傳輸線與所述器件的管腳焊盤之間的寬度差；所述步驟二中的預設的計算方法，包括如下步驟：步驟201：設置器件的管腳的寬度為W1，設置匹配傳輸線的寬度為W2，設置寬度漸變傳輸線與器件的管腳連接處與接地銅皮最窄一側的距離為S1，設置寬度漸變傳輸線與傳輸線連接處與接地銅皮最寬一側的距離為S2，設置寬度漸變傳輸線的阻抗為Z0，其計算公式一如下：其中，εeff為印制板介質的有效介電常數；k1、k2為模數，ROE(K1)、ROE(K2)為k1、k2的橢圓積分函數近似表達式步驟202：公式一中k1、k2、ROE(K1)、ROE(K2)計算方法如下：

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛黎明，任水生，張仕峰，朱偉，蒙海瑛，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第四十一研究所，
類型：發明
國別省市：