非接触共地射频基板及通讯设备的制作方法

1.本发明涉及射频信号传输技术领域，特别涉及一种非接触共地射频基板及通讯设备。


背景技术：

2.在射频领域，经常使用基板制作有源或无源射频部件。基板是指一块介质板，表面通常覆盖有导电基板可以制作射频传输线，例如微带线，带状线，共面波导，槽线，siw等等。通过传输线可以把元器件连通起来实现某种功能，比如低噪放，混频器，射频子系统等。传输线也可以单独实现某些射频功能，例如功分器，滤波器，定向耦合器。
3.传输线均由双导体组成。例如微带线由基板一侧的条状带线和基板另外一侧的导体层组成。当射频信号需要从一块基板传送到另外一块基板时，必须要保证传输线的两导体在电气上都要可靠连接。
4.在实际工程中，为了保证双导体，如两接地板之间的可靠互连，且需要保证两者之间的阻抗不能发生突变，最常用的方法是用接插件和电缆把两者连接在一起或者基板制作的部件和非基板部件结合在一起。也可以采用公母接插件，即一个部件带公头，一个部件带母头，两个部件采用直插方式连接在一起。但现有的互连方法缺点也是很明显的：成本增加，体积增大，组装繁琐，在某些对成本要求高，空间有限的场合，应用受到限制。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种非接触共地射频基板，旨在解决现有的射频基板应用受限的问题。
6.为实现上述目的，本发明提出的非接触共地射频基板，包括：
7.两个基板，两个所述基板贴合设置，两个所述基板在相互背离的一侧表面上均设置有射频信号传输线，两个所述基板在相互靠近的一侧表面上均设有导电层及设置于所述导电层上的绝缘膜，两个所述基板上均设有导电过孔，两个所述基板上的射频信号传输线通过所述导电过孔电连接；其中，
8.所述导电层与所述导电过孔的周侧间隔设置，形成有环形槽；
9.在两个所述基板中，至少一个所述基板在相互靠近的一侧表面上设置有隔离槽，以使两个所述基板的导电层耦合连接。
10.可选地，所述隔离槽为凹形槽，所述凹形槽与所述环形槽之间的导电层形成预设长度的条形传输带，以使两个所述基板的导电层通过所述条形传输带耦合连接。
11.可选地，所述预设长度为所述射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长。
12.可选地，所述隔离槽为条形槽。
13.可选地，所述条形槽的长度为所述射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长。
14.可选地，所述隔离槽与所述环形槽连通设置。
15.可选地，所述隔离槽的数量为多个，多个所述隔离槽关于所述导电过孔的中心线对称设置。
16.可选地，多个所述隔离槽设置于同一所述基板相互靠近的一侧表面上。
17.可选地，多个所述隔离槽分设于两个所述基板相互靠近的一侧表面上。
18.本发明还提出一种通讯设备，所述通讯设备包括上述的非接触共地射频基板。
19.本发明技术方案中，将两个基板的接地面紧贴在一起，并在两基板上均设有导电过孔，使得两基板上的射频信号传输线通过设置的导电过孔实现电气连接。本发明技术方案通过在导电过孔周侧设置环形槽，以及在任意一基板上设置隔离槽，使得隔离槽与环形槽之间的导电层形成预设长度的条形传输带，或者使隔离槽形成预设长度的传输槽线，从而使得两基板的导电层能够通过所形成的条形传输带或传输槽线耦合连接，实现了两基板接地面间的电气连接，无需设置接插件，将两个基板的接地面紧贴在一起即可实现两基板接地面间的电气连接，不仅降低了射频基板的整体成本，还减小了射频基板的整体体积，解决了现有的射频基板应用受限的问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明非接触共地射频基板一实施例的结构示意图；
22.图2为本发明非接触共地射频基板一实施例的侧视剖面结构示意图；
23.图3为本发明非接触共地射频基板一实施例的俯视剖面结构示意图；
24.图4为本发明非接触共地射频基板又一实施例的俯视剖面结构示意图；
25.图5为本发明非接触共地射频基板再一实施例的俯视剖面结构示意图；
26.图6为本发明非接触共地射频基板另一实施例的俯视剖面结构示意图。
27.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特
征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.本发明提出一种非接触共地射频基板。
32.目前，在射频领域为了保证双导体，如两接地板之间的可靠互连，且需要保证两者之间的阻抗不能发生突变，最常用的方法是用接插件和电缆把两者连接在一起最常用的方法是用接插件和电缆把两者连接在一起或者基板制作的部件和非基板部件结合在一起。也可以采用公母接插件，即一个部件带公头，一个部件带母头，两个部件采用直插方式连接在一起。但现有的互连方法缺点也是很明显的：成本增加，体积增大，组装繁琐，在某些对成本要求高，空间有限的场合，应用受到限制。
33.为解决上述问题，参照图1至图6，在一实施例中，所述非接触共地射频基板包括：
34.两个基板，两个所述基板贴合设置，两个所述基板在相互背离的一侧表面上均设置有射频信号传输线，两个所述基板在相互靠近的一侧表面上均设有导电层及设置于所述导电层上的绝缘膜，两个所述基板上均设有导电过孔，两个所述基板上的射频信号传输线通过所述导电过孔电连接；其中，
35.所述导电层与所述导电过孔的周侧间隔设置，形成有环形槽；
36.在两个所述基板中，至少一个所述基板在相互靠近的一侧表面上设置有隔离槽，以使两个所述基板的导电层耦合连接。
37.在本实施例中，每一基板具有相互背离的两个侧面，其中一个侧面用于设置射频信号传输线及其他元器件，另一个侧面则设有导电层，也即为接地面，导电层可以选用覆铜等导电介质来实现。为了保证内外导体的可靠连接，在两基板上均设有导电过孔，使得两基板上的射频信号传输线，也即外导体通过设置的导电过孔实现电气连接。可以理解的是，导电过孔可以为圆形、椭圆、多边形等形状，两极板上的导电过孔可以是导电导电过孔，也可以仅是一个连通基板两侧的通孔，两基板上的射频信号传输线通过通孔中设置的导体，如金属针等实现电气连接。同时，可以通过蚀刻等处理方法使得导电层与导电过孔的周侧间隔设置，使得导电层与导电过孔之间形成一绝缘的环形槽，以避免导电过孔与导电层的导电介质直接连接，与导电过孔同理，环形槽也可以为圆形、椭圆、多边形等形状，且两基板上环形槽的大小及形状可以互不相同。
38.本技术去掉了使两接地面互连的接插件，并将两个基板的接地面紧贴在一起，既降低了成本，也减小了射频基板的整体体积，但两个基板的接地面上还设有一层绝缘膜，绝缘膜可以是阻焊膜或其他绝缘介质形成的绝缘膜，如此，当两基板的接地面贴合在一起的时候，两接地面之间的绝缘膜则形成了一层绝缘层。因此，为了保证内外导体的可靠连接，解决问题的关键是实现两接地面间的电气连接。
39.射频传输线是一种分布参数传输线，其传输特性随位置的变化而变化，在传输线理论中，当一段特征阻抗为z0的传输线的终端连接了一个阻抗为zl的负载时，看向这段传输线的输入阻抗zin将不再是z0。以下为传输线阻抗方程：
[0040][0041]
其中，z
in
为输入阻抗，z0为特征阻抗，z
l
为终端阻抗，β＝2π/λ，λ为在传输线上传播
的信号波长，l为传输线的长度。
[0042]
由传输线阻抗方程可知，当传输线的长度l为1/4λ时，tanβl＝tan(π/2)为无穷大，根据极限的概念，分子与分母中的z0和z
l
可忽略不计，因此，得到传输线长度l为1/4λ时的阻抗变换公式：
[0043][0044]
由上式可知，传输线长度l为1/4λ时，如果终端开路，则z
l
无穷大，此时z
in
约等于0，反之，如果短路，则z
l
等于0，此时z
in
无穷大，而这就是传输线的1/4波长传输法则，即当传输线的一端开路时，经过1/4波长之后，其特性表现为“短路”，换而言之，射频信号在传输线的“短路”端是能够发射出去的，能够实现与相邻导体之间的耦合连接。
[0045]
本技术正是利用传输线这一特性，实现了两基板间接地面的非接触共地。将两个基板分为上基板与下基板，在两基板中任意一基板的接地面上设置隔离槽即可实现两基板间接地面的非接触共地，下文以在下基板的接地面上设置一隔离槽为例进行说明。参照图3，图3为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，在下基板接地面上靠近环形槽出开设有一隔离槽，该隔离槽为凹形槽，使得隔离槽与环形槽之间的导电介质与隔离槽外侧的导电介质隔离开来，隔离槽与环形槽之间的导电介质形成一个条形带，该条形带的长度设为预设长度，预设长度可以根据该基板在使用时所传输的信号的频率及绝缘膜的介电常数进行设置，预设长度约为射频信号传输线所传输信号的1/4波长左右。此时，该条形带形成一条1/4波长传输线，由于该条形传输带的两端都是开路的，根据上述的1/4波长传输法则，射频信号实际上在开路点是“短路”的，换而言之，射频信号在该条形传输带的两端在电气特性上是能够穿过绝缘膜连接上的，也就是说，上下两基板的接地面能够通过该条形传输带在电气上连通，也即上下两基板的接地面能够通过该条形传输带耦合连接，从而解决了两基板接地面间的电气连接难题。此外，隔离槽还可以为条形槽，与条形传输带同理，使条形槽的长度也为射频信号传输线所传输信号的1/4波长，上下两基板的接地面通过该条形槽也能够耦合连接。
[0046]
本发明技术方案中，通过在任意一基板上设置隔离槽，使得隔离槽与环形槽之间的导电层形成预设长度的条形传输带，或者使隔离槽形成预设长度的传输槽线，从而使得两基板的导电层能够通过所形成的条形传输带或传输槽线耦合连接，实现了两基板接地面间的电气连接。本发明无需设置接插件，将两个基板的接地面紧贴在一起即可实现两基板接地面间的电气连接，使得射频基板的组装更加简单，省去了接插件等零件，不仅降低了射频基板的整体成本，还减小了射频基板的整体体积，使得射频基板的整体体积更加小巧，能够适用于一些对成本要求高，安装空间有限的场合，提高了射频基板的实用性和适用性。
[0047]
可选地，所述隔离槽为凹形槽，所述凹形槽与所述环形槽之间的导电层形成预设长度的条形传输带，以使两个所述基板的导电层通过所述条形传输带耦合连接。
[0048]
参照图3，图3为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，在一实施例中，隔离槽被设置为凹形槽，如此设置，凹形槽与环形槽之间的导电介质则形成了一个条形带，并且该条形带的长度设为预设长度，预设长度可以根据该基板在使用时所传输的信号的频率及绝缘膜的介电常数进行设置。可以理解的是，传输线的线宽会对传输线的传输特性造成影响，例如特性阻抗、电容、电感等，当传输线的其他物理参数一定时，传输线的线宽越大，传
输线的电流则越分散、传输线的电感及特性阻抗也就越小、传输线的单位电容也就越大。因此，条形传输带的宽度可以根据实际的使用需求进行设置，以使所形成的条形传输带能够稳定地实现两基板接地面间的电气连接，以提高射频基板的稳定性和适用性。
[0049]
可选地，所述预设长度为所述射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长。
[0050]
在一实施例中，条形传输带的长度为射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长，由于该条形传输带的两端都是开路的，根据传输线的1/4波长传输法则，射频信号实际上在开路点是“短路”的，换而言之，射频信号在该条形传输带的两端在电气特性上是连接上的，也就是说，上下两基板的接地面能够通过该条形传输带在电气上连通，也即上下两基板的接地面能够通过该条形传输带耦合连接，从而解决了两基板接地面间的电气连接难题。本发明利用传输线的1/4波长传输法则，将条形传输带的长度设置为射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长，实现了两基板接地面间的电气连接，省去了接插件等零件，不仅降低了射频基板的整体成本，还减小了射频基板的整体体积，提高了射频基板的实用性和适用性。
[0051]
此外，可以理解的是，根据传输线的1/4波长传输法则，将条形传输带的长度设置为射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长，即可实现两基板接地面间的电气连接。因此，条形传输带的形状可以根据射频基板实际使用需求进行设置，例如条形传输带的侧壁可以设置为曲面，也即条形传输带的传输路径可以为曲线。如此，条形传输带的形状可以根据射频基板实际使用需求进行设置，能够满足多种不同需求的应用场景，提高了射频基板的实用性和适用性。
[0052]
在另一实施例中，条形传输带的第三侧壁与第四侧壁平行设置，如图4所示，图4为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，也即条形传输带的宽度为等宽的，也即条形传输带的传输路径为直线。可以理解的是，当传输线的传输路径为直线时，能够降低信号传输的传输损耗，提高信号传输速率，同时，传输线的宽度为等宽时，能够提升信号传输的稳定性，降低传输信号失真的可能性，提高了射频基板的实用性和稳定性。
[0053]
参照图4，在一实施例中，所述隔离槽为条形槽。
[0054]
可选地，还可以将条形传输带的宽度设置为零，换而言之，此时的隔离槽为矩形，如图4所示，图4为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，图中的隔离槽为条形槽，此时的条形槽相当于一根传输槽线，条形槽的长度可以根据该基板在使用时所传输的信号的频率及绝缘膜的介电常数进行设置。此外，将隔离槽设置为条形槽，能够降低隔离槽的成型难度，从而降低了射频基板的生产成本，有利于实现射频基板的规模化生产。
[0055]
可选地，所述条形槽的长度为所述射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长。
[0056]
可以理解的是，与前文所述的条形传输带同理，根据传输线的1/4波长传输法则，将条形槽的长度设置为射频信号传输线所传输的射频信号的四分之一波长，由条形槽形成的传输槽线也能够使得上下两基板的接地面能够通过该传输槽线在电气上连通，也即上下两基板的接地面能够通过该传输槽线耦合连接，从而解决了两基板接地面间的电气连接难题。
[0057]
参照图5，在一实施例中，所述隔离槽与所述环形槽连通设置。
[0058]
图5为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，图中的隔离槽与环形槽是连通的，此时的条形传输带与地面其他的导电介质是彻底分离开来的，如此设置，隔离槽与环形槽可以使用同一个模具一体化成型，能够减少射频基板的生产流程，从而降低了射频基板的生产成本，有利于实现射频基板的规模化生产。
[0059]
参照图1至图6，在一实施例中，所述隔离槽的数量为多个，多个所述隔离槽关于所述导电过孔的中心线对称设置。
[0060]
可以理解的是，设置一个隔离槽，即形成一条条形传输带，即可实现上下两基板间接地面的电气连接，同理，设置多个隔离槽，形成多条条形传输带或形成多条传输槽线也能够实现上下两基板间接地面的电气连接，并且能够提高上下两基板间接地面电气连接的稳定性。参照图6，图6为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，图中隔离槽的数量为多个且多个隔离槽环绕设置于环形槽的周侧，并关于导电过孔的中心线对称设置。如此设置，使得导电过孔中心线两侧的隔离槽所形成的条形传输带，均能够稳定地实现导电过孔中心线两侧的上下两基板间接地面的电气连接，能够提高两基板间接地面电气连接的稳定性，提高了射频基板的稳定性和安全性。进一步地，还可以将对称的两部分隔离槽分设在上下两个基板上，能够进一步提高两基板间接地面电气连接的稳定性。
[0061]
参照图1至图6，在一实施例中，多个所述隔离槽设置于同一所述基板相互靠近的一侧表面上。
[0062]
可以理解的是，设置一个隔离槽，即形成一条条形传输带，即可实现上下两基板间接地面的电气连接，同理，设置多个隔离槽，形成多条条形传输带或形成多条传输槽线也能够实现上下两基板间接地面的电气连接，并且能够提高上下两基板间接地面电气连接的稳定性。在一实施例中，参照图6，图6为非接触共地射频基板一实施例的结构示意图，图中的隔离槽数量为多个，且环绕环形槽的周侧设置。可以理解的是，多个隔离槽可以根据实际的使用需求都设置在上基板或都设置在下基板上，也可以一部分设置在上基板，另一部分设置在下基板。当多个隔离槽设置在同一个基板上时，能够减少射频基板的生产流程，从而降低了射频基板的生产成本，有利于实现射频基板的规模化生产。
[0063]
可选地，多个所述隔离槽分设于两个所述基板相互靠近的一侧表面上。
[0064]
在一实施例中，隔离槽数量为多个，多个隔离槽中一部分设置在上基板，另一部分设置在下基板，如此设置，能够进一步提高上下两基板间接地面电气连接的稳定性，以提高射频基板的稳定性和实用性。此外，多个隔离槽之间可以是不相同的，例如多个隔离槽的形状不同，也即多个隔离槽形成的条形传输带或形成的传输槽线的形状不同，多个隔离槽与环形槽是否连通也可以不同，多个隔离槽的形状、连通情况等可以根据实际的使用需要进行设置，使得射频基板可以应用于多种不同的场景，提高了射频基板的适用性。
[0065]
本发明还提出一种通讯设备，该通讯设备包括上述的非接触共地射频基板，该非接触共地射频基板的具体结构参照上述实施例，由于本通讯设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0066]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。