在多層基底上產(chǎn)生槽線的方法及包括根據(jù)所述方法得到的用作隔離槽或天線的至少一個(gè) ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在多層基底上實(shí)現(xiàn)短路槽線的方法，多層基底至少包括第一導(dǎo)電層、介質(zhì)層和第二導(dǎo)電層，該方法包括以下步驟：-在第一導(dǎo)電層中蝕刻出具有電長度L的槽線(2)；-在所述槽線周圍，在第一導(dǎo)電層中蝕刻出第一帶的具有電長度L1≤L的第一部分(5a)；-在所述槽線周圍，在第一導(dǎo)電層中蝕刻出所述第一帶的具有電長度L2≤L的第二部分(5b)；-在第二導(dǎo)電層中蝕刻出具有電長度L3的環(huán)形第二帶(7)；-將第二帶的一端(8a)連接到第一帶的第一部分，將第二帶的另一端(8b)連接到第一帶的第二部分，以形成導(dǎo)電回路。該方法主要用于實(shí)現(xiàn)隔離槽線和槽縫天線。
【專利說明】在多層基底上產(chǎn)生槽線的方法及包括根據(jù)所述方法得到的用作隔離槽或天線的至少一個(gè)槽線的多層印刷電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及用于無線系統(tǒng)的印刷電路板。更具體地，其涉及一種在多層基底上實(shí)現(xiàn)槽線的方法以及一種包括根據(jù)所述方法實(shí)現(xiàn)的至少一個(gè)槽線的多層印刷電路，所述槽線能夠特別用作隔離槽或槽縫天線。

【背景技術(shù)】
[0002]在無線通信領(lǐng)域中，MIMO (多輸入多輸出)電路日益得到使用，以增加傳輸通路的容量，并改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的操作。使用MMO電路通常會導(dǎo)致對于相同板，實(shí)現(xiàn)的天線數(shù)量增力口。另一方面，為了便于集成電路，天線現(xiàn)今直接印刷在PCB(印刷電路板)上。然而，通過運(yùn)用物理定律，天線的長度和隔離元件的長度取決于波長。因此，當(dāng)短路槽用于減少兩個(gè)PIFA型天線之間的相互耦合時(shí)，對于在2.4GHz頻帶中的WiFi操作，槽的波長(必須基本上等于Xg/4，Ag為操作頻率下的導(dǎo)波波長)給出約23mm的物理長度。該長度對于批量生產(chǎn)的印刷電路板的成本和大小限制而言是不可忽略的。然而，印刷電路板通常由具有多層結(jié)構(gòu)的基底形成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明提出使用印刷電路板的多層結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)可用作隔離線或槽縫天線的短路槽線，同時(shí)限制印刷電路板的大小。
[0004]因此，本發(fā)明涉及一種用于在印刷電路的多層基底中實(shí)現(xiàn)短路槽線的方法，多層基底至少包括第一導(dǎo)電層、介質(zhì)層和第二導(dǎo)電層，該方法包括以下步驟:
[0005]-在第一導(dǎo)電層中蝕刻出具有電線L的槽線；
[0006]-沿槽線的第一側(cè)，在第一導(dǎo)電層中蝕刻出第一導(dǎo)電帶的具有電長度LI( L的第一部分；
[0007]-沿槽線的第二側(cè)，在第一導(dǎo)電層中蝕刻出所述第一導(dǎo)電帶的具有電長度L2( L的第二部分；
[0008]-在第二導(dǎo)電層中蝕刻出具有電長度L3的環(huán)形第二導(dǎo)電帶；
[0009]-第二導(dǎo)電帶的一端連接到第一導(dǎo)電帶的第一部分，第二導(dǎo)電帶的另一端連接到第一導(dǎo)電帶的第二部分，以形成導(dǎo)電回路。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，第一導(dǎo)電帶的第一和第二部分的電長度LI和L2是相同的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，電長度L3基本上等于電長度LI和L2之和。
[0012]根據(jù)特別實(shí)施例，槽線是電長度L <90°的線，優(yōu)選地，槽線的電長度L = 45°。
[0013]根據(jù)另一實(shí)施例，第一導(dǎo)電帶的第一和第二部分的電長度LI和L2等于45°。
[0014]優(yōu)選地，第一和第二導(dǎo)電帶的總電長度基本上等于180°。
[0015]本發(fā)明還涉及多層印刷電路，其特征在于，其包括如上所述實(shí)現(xiàn)的至少一個(gè)槽線。
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，槽線是隔離槽。
[0017]根據(jù)另一實(shí)施例，槽線是槽縫天線。在該情況下，為了改進(jìn)槽縫天線的操作，確定第一帶的第一和第二部分的槽通過斷路槽擴(kuò)展。
[0018]本發(fā)明還涉及至少結(jié)合上述印刷電路的終端。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]在閱讀對不同實(shí)施例的描述時(shí)，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)會明顯，該描述參考附圖來進(jìn)行，附圖中:
[0020]圖1A和IB分別示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)隔離槽的第一步驟以及給出返回的反射相位在輸入點(diǎn)處與所述槽的頻率的函數(shù)關(guān)系的曲線；
[0021]圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)隔離槽的第二步驟，圖2B示出給出返回的反射相位在輸入點(diǎn)處與圖2A的隔離槽的頻率的函數(shù)關(guān)系的曲線；
[0022]圖3A和3B分別示出第一導(dǎo)電帶和隔離槽的頂視圖以及根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的隔離槽的頂視圖；
[0023]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的隔離槽的透視圖；
[0024]圖5是給出返回的反射相位在輸入時(shí)與頻率的函數(shù)關(guān)系的曲線，該曲線通過模擬比如圖4所示隔離槽來獲得；
[0025]圖6是表征根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的隔離槽的印刷電路板的示意俯視圖；
[0026]圖7是印刷電路板和天線部分的示意俯視圖，根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的隔離槽得以放大；
[0027]圖8A和SB分別示出通過模擬根據(jù)圖6的現(xiàn)有技術(shù)的隔離槽或根據(jù)圖7的本發(fā)明的隔離槽，獲得的作為頻率的函數(shù)的用于隔離和適應(yīng)的曲線；
[0028]圖9給出在圖6的隔離槽和圖7的隔離槽的情況下，兩個(gè)天線之間的隔離曲線；
[0029]圖10是根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的槽縫天線的示意透視圖；以及
[0030]圖11、12和13是分別給出作為頻率的函數(shù)的圖10所示天線的適應(yīng)、產(chǎn)量和增益(以dB表示)的曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0031]首先參考圖1至5描述根據(jù)本發(fā)明的方法在多層印刷電路板上實(shí)現(xiàn)隔離槽。
[0032]在該情況下，印刷電路通過使用已知為FR4的基底(具有Imm的厚度)來實(shí)現(xiàn)。
[0033]如圖1A所示，在基底I的邊緣蝕刻出包括激勵點(diǎn)3的短路槽線2，
[0034]根據(jù)本發(fā)明，槽線2具有小于90°的電長度，優(yōu)選地具有選擇成等于45°的電長度。在該特定實(shí)施例中，通過在槽本身上折疊槽來將槽線的長度分為兩個(gè)，如下文更詳細(xì)解釋。然而，可以根據(jù)要獲得的結(jié)果或?qū)崿F(xiàn)所述板的限制來選擇其它電長度。
[0035]如圖1A所示槽線通過使用HFSS 3D EM模擬器來模擬。為了模擬，如上所提及的，基底是FR4基底，槽線2具有Imm的寬度和1mm的長度。
[0036]在上面提及的參數(shù)的情況下，獲得給出返回的反射相位(度數(shù))在輸入點(diǎn)3處與頻率的函數(shù)關(guān)系的曲線，如圖1B所示。在該情況下，可以看出，對于電長度為約45°的槽，所獲得的相位在2.45GHz的頻率下接近90° ,如點(diǎn)ml所示。
[0037]更具體地，在圖2A所示的第二步驟中，為了在槽線周圍實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)電帶的第一和第二部分，在槽線2周圍蝕刻出圍繞槽線2的薄槽4。在所模擬的實(shí)施例中，該槽4具有0.15mm的寬度，并與槽線2的邊緣相距0.5mm的距離。其在基底I的導(dǎo)電層或上部地平面中蝕刻出。在該情況下，如圖2B所示，曲線上的點(diǎn)ml的相位值類似于圖1B所示，這表明，在槽線2周圍蝕刻出的槽4不會改變主槽的行為。
[0038]在下一步驟中，如圖2A所示，短路部分2a敞開，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)導(dǎo)電部分5a和5b，兩個(gè)導(dǎo)電部分分別形成第一導(dǎo)電帶的第一部分(具有電長度LI)和第一導(dǎo)電帶的第二部分(具有電長度L2)，如圖3A所示。
[0039]在隨后的步驟中，如圖3B所示，在與印刷電路的導(dǎo)電層I相對的第二導(dǎo)電層中實(shí)現(xiàn)環(huán)形第二導(dǎo)電帶7。導(dǎo)電層7的兩端8a和Sb通過金屬化孔連接起來，或者類似于實(shí)現(xiàn)在第一導(dǎo)電層上的第一帶的第一和第二部分5a和5b的兩端6a和6b那樣。
[0040]圖4示出根據(jù)上述方法實(shí)現(xiàn)的隔離槽線的完整透視圖，其中，相同的附圖標(biāo)記表示與參考圖3A和3B所述的元件相同的元件。
[0041]圖4所示隔離槽使得如在短路四分之一波線的情況下，在輸入端口 3處獲得的返回相位接近0°，電線長度大致分為兩個(gè)。該結(jié)果在用于如圖4所示隔離槽線的圖5的適應(yīng)曲線Sll中示出。在該情況下，點(diǎn)ml示出通過模擬獲得的返回相位在WiFi帶的中心頻率下在2.4GHz下接近0°。這可由以下事實(shí)解釋，在由部分5a、7和5b形成的回路中，槽線周圍的表面電流在回到輸入端口之前執(zhí)行兩個(gè)電路，從而沿基本上等于180°的電長度行進(jìn)。
[0042]在該實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了具有等于45°電長度的槽線。另一方面，第一帶的第一 5a和第二 5b部分的電長度LI和L2基本上相同，并等于45°，第二帶7的電長度L3基本上等于電長度L1+L2之和。然而，可考慮小于90°的其它電長度。
[0043]如圖6至9所示，我們比較在實(shí)現(xiàn)用于MMO電路、分別通過標(biāo)準(zhǔn)隔離槽線隔離或通過根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的隔離槽線隔離的兩個(gè)天線(ANT1、ANT2)的隔離中獲得的結(jié)果O
[0044]在圖6中，兩個(gè)天線ANTl和ANT2通過在兩個(gè)天線之間在單層基底的上層中蝕刻出的短路槽線10隔離。在該情況下，槽線10的長度等于λ/4，其中λ是操作頻率下的波長。
[0045]在圖7中，示出根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的隔離槽線20，如圖7的放大部分所示。與圖6所示槽線10相比，該槽20具有減小的尺寸。
[0046]圖8Α、8Β和9的曲線能夠比較圖7的天線與圖6的電路的性能。圖8Α示出圖6所示電路的適應(yīng)曲線Sll和S22以及傳輸曲線S21，而圖8Β給出圖7所示電路的響應(yīng)SI 1、S22和S21。這些曲線示出不管使用的隔離槽線的類型如何，天線的響應(yīng)Sll和S22處于相同級別，并且對于兩種類型的槽線，獲得的隔離級別為約17dB。另一方面，圖9所示曲線給出，分別對于圖6的電路和圖7的電路(對于兩種類型的槽線，確認(rèn)類似的隔離級別)，作為頻率的函數(shù)的傳輸響應(yīng)S21。
[0047]現(xiàn)在，參考圖10至13描述使用根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)槽縫天線。
[0048]在圖10中，透視地示出根據(jù)上述本發(fā)明的方法獲得的槽縫天線。槽縫天線在形成印刷電路板一部分的多層基底上實(shí)現(xiàn)。在基底100的第一導(dǎo)電層上實(shí)現(xiàn)槽線101，槽線101通過部分1la擴(kuò)展，以通過電磁耦合獲得對天線的供給。在該情況下，如圖10所示，微帶線102的一部分在基底的相對側(cè)實(shí)現(xiàn)，并經(jīng)由金屬化孔102a與導(dǎo)電層互連。部分102和1la的長度由已知方式確定，以獲得對槽縫天線101的供給。
[0049]圖10所示，根據(jù)本發(fā)明的方法，通過在槽線101周圍蝕刻出具有窄寬度的槽104并通過在與供給線102相對的槽線101端處消除槽104和槽線101之間的短路而在槽線101的各側(cè)上實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)電帶的兩個(gè)部分103a和103b。另一方面，如圖10所示，在與層100相對的導(dǎo)電層上實(shí)現(xiàn)形成回路的第二導(dǎo)電帶106。結(jié)果，導(dǎo)電帶106的兩端分別通過導(dǎo)電通路108a和108b連接到導(dǎo)電帶103a和103b的兩端，以形成具有總電長度L’的導(dǎo)電回路。另一方面，為了改進(jìn)圖10所示天線的操作，在第一層100中在槽104的末端和層100的邊緣之間實(shí)現(xiàn)斷路槽105。該槽105有助于加寬槽縫天線的操作帶，并增加其輻射效率。
[0050]模擬如圖6所示的天線，以在DECT帶中操作，即介于1880-1930MHZ之間的頻率帶。為了模擬，使用以已知為FR4的介質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)的大小為230 X 306 mm2的板,板的厚度為1.2_。天線位于板的邊緣之一處。為了模擬，槽的物理長度選擇成為約21_。
[0051]獲得的結(jié)果由圖11至13分別示出的曲線給出，對于圖11，示出作為頻率的函數(shù)的適應(yīng)響應(yīng)Sll (以dB表示)，圖11示出在DECT帶中小于-12dB的損失。
[0052]圖12示出作為頻率的函數(shù)的天線產(chǎn)量，并示出在DECT帶中大于80%的產(chǎn)量。
[0053]圖13示出作為頻率的函數(shù)的峰值增益(以dB表示)，示出在DECT帶中大于6dBi的增益。
[0054]與槽縫天線相比，這樣的結(jié)構(gòu)使得地平面上占據(jù)的表面減少兩倍。由于槽折疊起來，可以開發(fā)釋放的空間來定位電子部件。其緊密性使得更易于定位在電子板中，同時(shí)仍考慮機(jī)械和實(shí)施限制，而且，能夠提供MMO系統(tǒng)所需的輻射圖案的多樣化。
[0055]對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，明顯地，上述實(shí)施例作為示例提供。
【權(quán)利要求】
1.在印刷電路的多層基底中實(shí)現(xiàn)短路槽線的方法，所述多層基底至少包括第一導(dǎo)電層、介質(zhì)層和第二導(dǎo)電層，所述方法包括以下步驟: -在所述第一導(dǎo)電層中蝕刻出具有電長度L的槽線(2，101)； -沿所述槽線的一側(cè)，在所述第一導(dǎo)電層中蝕刻出第一導(dǎo)電帶的具有電長度LI ( L的第一部分(5a, 103a)； -沿所述槽線的另一側(cè)，在所述第一導(dǎo)電層中蝕刻出所述第一導(dǎo)電帶的具有電長度L2彡L的第二部分(5b, 103b)； -在所述第二導(dǎo)電層中蝕刻出具有電長度L3的環(huán)形第二導(dǎo)電帶(7，106)； -將所述第二導(dǎo)電帶的一端(8a，108a)連接到所述第一導(dǎo)電帶的第一部分，將所述第二導(dǎo)電帶的另一端(8b，108b)連接到所述第一導(dǎo)電帶的第二部分，以形成導(dǎo)電回路。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述槽線是具有電長度L〈90°的線。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述槽線具有電長度L= 45°。
4.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電帶的第一和第二部分的電長度L1和L2是相同的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電帶的第一和第二部分的電長度等于45°。
6.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電帶的電長度L3基本上等于所述第一導(dǎo)電帶的第一和第二部分的電長度L1和L2之和。
7.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述電長度L3+L1+L2之和基本上等于180。。
8.多層印刷電路，其特征在于，其包括根據(jù)上述權(quán)利要求任一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的至少一個(gè)槽線。
9.如權(quán)利要求8所述的印刷電路，其特征在于，所述槽線是隔離槽(20)。
10.如權(quán)利要求8所述的印刷電路，其特征在于，所述槽線形成槽縫天線(101)，所述槽線在與供給側(cè)相對的一側(cè)通過終止于斷路的槽線(105)擴(kuò)展。
11.至少結(jié)合如權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的多層印刷電路的終端。
【文檔編號】H01Q1/38GK104380528SQ201380029288
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月14日
【發(fā)明者】D.洛海因唐, P.米納德, J-L.羅伯特 申請人:湯姆遜許可公司