專利名稱：對Ku波段微帶型開關(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波段微帶型開關(guān)電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對 Ku波段微帶型開關(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 采用微波開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)微波信號的通、斷或轉(zhuǎn)換。目前當(dāng)基于PIN開關(guān)二 極管的微帶型開關(guān)電路應(yīng)用于微波頻段時(shí)，由于高頻率的微波信號與頻率 低的交流或直流信號有重大差別，存在由微波信號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)對電路性能的影響將愈來愈大，使 得開關(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泄漏和微波信號輻射損失。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，會引起微波信號的耦合效應(yīng)，使得開關(guān)電路隔離度減小。
基于此，本發(fā)明提出有選擇性的對微波印制電路板進(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)問題 本發(fā)明的主要目的在于提供一種對Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法，以抑制微波信號的耦合效應(yīng)，提高微波開關(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Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法，該方法
是在對該Ku波段微帶型開關(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)， 提高微帶型開關(guān)電路的隔離度性能。
上述方案中，該Ku波段微帶型開關(guān)電路至少包括金屬腔體、載板、 印制電路板、多個(gè)PIN開關(guān)二極管和隔直電容；該隔直電容與多個(gè)PIN開 關(guān)二極管通過微帶線連接，該隔直電容和PIN 二極管分別與微帶線通過鍵
合線連接，使該KU波段微帶型開關(guān)電路連接成為并聯(lián)開關(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開關(guān)二極管和開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對開 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)，有選擇性的對印制電路板進(jìn)行背金處 理，對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開關(guān)二極管和開關(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、隔離度和開關(guān)時(shí)間， 所述開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括并聯(lián)開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或串聯(lián)開關(guān)電路拓?fù)?結(jié)構(gòu)。
上述方案中，所述對開關(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工具對開關(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Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金
的方法，改變了開關(guān)電路中微帶線背金方式，有選擇性的對微波印制電路板進(jìn)行背金，從而有效抑制了微波信號的耦合效應(yīng)，避免了電路中引入更多的寄生參數(shù)，最終提高微帶型開關(guān)電路的隔離度性能。
2、 本發(fā)明提供的這種對Ku波段微帶型開關(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的耦合效應(yīng)，從而提高電路性能。該方法具有制作簡單，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Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法，有選擇性的對微波印制電路板進(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
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)明的開關(guān)電路隔離度性能以及插入損耗性能測試結(jié)果示意6圖5是基于本發(fā)明的開關(guān)電路駐波性能測試結(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，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供的對Ku波段微帶型開關(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，抑制微波信號的耦 合效應(yīng)，進(jìn)而提高微波開關(guān)電路的隔離度。
本發(fā)明提供的這種對Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的 方法，是在對該Ku波段微帶型開關(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)，提高微帶型開關(guān)電路的隔離度性能。
該Ku波段微帶型開關(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)壁上相對設(shè)置，且共一軸 線。隔直電容與多個(gè)PIN開關(guān)二極管通過微帶線連接，該隔直電容和PIN 二極管分別與微帶線通過鍵合線連接，使該Ku波段微帶型開關(guān)電路連接 成為并聯(lián)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)。在開關(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 以減小電磁場泄漏和微波信號輻射損失。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，會引起微波信號的耦合效應(yīng)，使得開關(guān)電路隔離 度減小。所以，本發(fā)明有選擇性的對微波印制電路板進(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)，最終提高微帶型開關(guān)電路的隔離度性能。
本發(fā)明開關(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開關(guān)二極管，主要是關(guān)注其插入損耗、隔離度以及開關(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工具對開關(guān)電路進(jìn)行仿真與優(yōu)化；
根據(jù)所選擇的開關(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)用于微帶型開關(guān)電路的印制電路板背金方法；
測試分析；
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在微帶型開關(guān)電路中，有選擇性的對微波印制電路板進(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)相對應(yīng)的背金結(jié)構(gòu)，對9、 10、11、 12區(qū)域不作背金處理，這樣有效抑制微波信號的耦合效應(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，測試結(jié)果如圖4、圖5所示。
微帶型開關(guān)電路采用有選擇性的對微波印制電路板進(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Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法，其特征在于，該方法是在對該Ku波段微帶型開關(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)，提高微帶型開關(guān)電路的隔離度性能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行 背金的方法，其特征在于，該Ku波段微帶型開關(guān)電路至少包括金屬腔體、 載板、印制電路板、多個(gè)PIN開關(guān)二極管和隔直電容；該隔直電容與多個(gè) PIN開關(guān)二極管通過微帶線連接，該隔直電容和PIN 二極管分別與微帶線 通過鍵合線連接，使該Ku波段微帶型開關(guān)電路連接成為并聯(lián)開關(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) 壁上相對設(shè)置，且共一軸線。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對Ku波段微帶型開關(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開關(guān)二極管和開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對開 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)，有選擇性的對印制電路板進(jìn)行背金處 理，對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Ku波段微帶型開關(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開關(guān)二極管 和開關(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 關(guān)時(shí)間，所述開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括并聯(lián)開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或串聯(lián)開關(guān)電 路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行 背金的方法，其特征在于，所述對開關(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工具對開關(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Ku波段微帶型開關(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)明公開了一種對Ku波段微帶型開關(guān)電路印制電路板進(jìn)行背金的方法，該方法是在對該Ku波段微帶型開關(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)，最終提高微帶型開關(guān)電路的隔離度性能。該方法具有制作簡單，可重復(fù)性好，成本低，適用范圍廣等特點(diǎn)。
文檔編號H05K3/00GK101662885SQ20081011908
公開日2010年3月3日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所