专利名称：电路板结构及低噪声降频器的制作方法
技术领域：
电路板结构及低噪声降频器技术领域[0001]本实用新型指一种电路板结构及低噪声降频器，尤指一种用于一低噪声降频器中，用来传递两交错射频信号的电路板结构。
背景技术：
[0002]卫星通信接收装置由一碟形反射面(Dish Reflector)及低噪声降频器(LowNoise Block Down-converter with Feedhorn, LNBF)所组成，低噪声降频器用来接收碟形反射面所反射的卫星信号，将卫星信号降频至中频，再传送至后端的一卫星信号处理器进行信号处理，使大众能够收看卫星电视节目。[0003]请参考图1，图1为公知一低噪声降频器10的电路结构示意图。低噪声降频器10具有双信号输出功能，因此可供两个用户同时收看卫星电视节目。低噪声降频器10包含有低噪声放大器(LowNoise Amplifier, LNA) 101 112、功率分配器121 124、滤波器131及132、混波器141及142、振荡器151 154以及一交叉结构160。低噪声降频器10中各组件的连接关系如图1所示。[0004]操作上，当低噪声降频器10接收到卫星信号时，依据极化的不同，卫星信号可分为垂直极化的一射频信号SV以及水平极化的一射频信号SH。低噪声降频器10可控制其内部组件的操作电压对射频信号SV及SH进行信号处理，其中处理射频信号SV及SH的操作电压分别为13及18伏特。射频信号SV进入低噪声降频器10时，射频信号SV首先通过低噪声放大器101及102进行二级信号放大，经由功率分配器121做功率分配后，部分的射频信号SV通过低噪声放大器103进行信号放大，其余的射频信号SV传送至低噪声放大器109进行信号放大。低噪声放大器103及104的输出端彼此耦接以将射频信号SV及SH合成为另一射频信号SVH1，射频信号SVHl通过低噪声放大器105进行信号放大，经由滤波器131进行滤波，再通过混波器141与本地振荡信号LI或L2进行混波，转换射频信号SVHl的操作频率，以产生中频的射频信号SI。[0005]相似地，射频信号SH进入低噪声降频器10时，射频信号SH首先通过低噪声放大器107及108进行二级信号放大，经由功率分配器123做功率分配后，部分的射频信号SH通过低噪声放大器110进行信号放大，其余的射频信号SH传送至低噪声放大器104进行信号放大。低噪声放大器109及110的输出端彼此耦接以将射频信号SV及SH合成为另一射频信号SVH2，射频信号SVH2通过低噪声放大器111进行信号放大，经由滤波器132进行滤波，再通过混波器142与本地振荡信号LI或L2进行混波，转换射频信号SVH2的操作频率，以产生中频的射频信号S2。[0006]在此架构中，低噪声降频器10可控制振荡器151 154的运作来分别产生本地振荡信号LI及L2，或者，低噪声降频器10也可通过功率分配器122及124来控制本地振荡信号LI及L2的信号大小，如此即可产生不同操作频率的中频信号SI及S2。举例来说，在Ku频带的应用中，下列算式分别为低噪声降频器10的降频转换公式(单位:GHz)。[0007]SV/SH (10.7 12.75) -LI (9.75) =Sl (0.95 3.0)[0008]SV/SH (10.7 12.75) ~L2 (10.6) =S2 (0.1 2.15)[0009]请参考图2，图2为低噪声降频器10的外观示意图。低噪声降频器10包含有电路板11及12、分隔件(Spacer)13及14、一壳体15、输出端口 Pl及P2以及多个贯穿柱(Thrupin)16。电路板11及12分别设置于壳体15的两侧，电路板11及12上包含有用于图1中执行信号转换处理的相关电路。分隔件13及14分别设置于电路板11及12的另一侧，用来分别覆盖电路板11及12。贯穿柱16贯穿于电路板11及12以及壳体15之中，用来传递电路板11及12之间的信号。输出端口 Pl及P2耦接于电路板11，用来分别输出中频信号SI及S2至外部信号处理器。[0010]然而，在上述架构中，卫星信号(即射频信号SV及SH)的操作频率以及中频信号SI及S2的操作频率皆属高频频率，因此当射频信号SV及SH通过贯穿柱16时，传输线之间的阻抗不连续，即贯穿柱16与电路板11及12具有不同的特征阻抗，使射频信号SV及SH的回波损耗(Return loss)及插入损耗(Insertion loss)皆不佳。[0011]再者，任一贯穿柱16与其他贯穿柱16之间的隔离度不佳，使贯穿柱16上的信号可藉由耦合或辐射而产生串音效应(Crosstalk)而互相干扰。举例来说，除了射频信号SV及SH，其他信号如中频信号SI及S2以及本地振荡信号LI及L2也可能因为信号反射或信号溢出而通过贯穿柱16而成为干扰噪声。在图1中，假设混波器141使用振荡器152产生的本地振荡信号L2对射频信号SVHl进行混波，而振荡器153产生的本地振荡信号LI因为反射而从混波器142 —滤波器132 —功率放大器111及109 —(在交叉结构160处藉由耦合或辐射而传递至)功率放大器104及105 —滤波器131 —混波器141。在此情况下，低噪声降频器10产生的中频信号SI则会含有本地振荡信号LI与本地振荡信号L2混波而产生的噪声，如以下算式:(单位:GHz)[0012]LI (10.6) -L2 (9.75)=0.85[0013]为了消除0.85GHz以及其谐波1.7GHz等噪声，需另新增一滤波器或改变滤波器131的规格来滤除此噪声，如此即增加低噪声降频器10的设计难度以及制造成本。[0014]另一方面，在生产流程上，使用贯穿柱的组装方式相当耗费人力，两片电路板以及两片分隔板也增加低噪声降频器10整体的重量，如此不仅增加生产成本，也使工程人员架设卫星电视系统的难度上升。因此，公知技术实有改善的必要。实用新型内容[0015]因此，本实用新型的主要目的即在于提供一种电路板结构，用于一低噪声降频器中，用来传递两交错的射频信号，并改善上述问题。[0016]本实用新型公开一种电路板结构，用于一低噪声降频器中，用来传递相互交错的一第一射频信号以及一第二射频信号，包含有多个贯孔；一第一基板，包含有一第一导线，用来传递该第一射频信号；一第一接地导线，平行形成于该第一导线的一侧；以及一第二接地导线，平行形成于该第一导线的另一侧；以及一第二基板，电性连接于该第一基板，包含有一第二导线，用来传递该第二射频信号；一第三导线，通过该多个贯孔的一者电性连接于该第一导线的一端，以传递该第一射频信号；以及一第四导线，通过该多个贯孔的一者电性连接于该第一导线的另一端，以传递该第一射频信号。[0017]本实用新型的一种电路板结构，用于一低噪声降频器中，用来传递相互交错的一第一射频信号以及一第二射频信号，该电路板结构包括:一第一基板，该第一基板包括:一第一导线，用来传递该第一射频信号；一第一接地导线，该第一接地导线平行形成于该第一导线的一侧，该第一接地导线的两端分别电性连接于一第一贯孔及一第二贯孔；以及一第二接地导线，该第二接地导线平行形成于该第一导线的另一侧，该第二接地导线的两端分别电性连接于一第三贯孔及一第四贯孔；以及一第二基板，该第二基板电性连接于该第一基板，该第二基板包括:一第二导线，用来传递该第二射频信号；一第三导线，该第三导线形成于该第二导线的一侧，通过一第五贯孔电性连接于该第一导线的一端，以传递该第一射频信号；以及一第四导线，该第四导线形成于该第二导线的另一侧，通过一第六贯孔电性连接于该第一导线的另一端，以传递该第一射频信号；其中该第三导线与该第四导线彼此不直接相连接，该第一、第二、第三、第四、第五及第六贯孔贯穿该第一基板及该第二基板。本实用新型的一种低噪声降频器，该低噪声降频器包括:一电路板结构，用来传递相互交错的一第一射频信号以及一第二射频信号，该电路板结构包括:一第一基板，该第一基板包括:一第一导线，用来传递该第一射频信号；一第一接地导线，该第一接地导线平行形成于该第一导线的一侧，该第一接地导线的两端分别电性连接于一第一贯孔及一第二贯孔；以及一第二接地导线，该第二接地导线平行形成于该第一导线的另一侧，该第二接地导线的两端分别电性连接于一第三贯孔及一第四贯孔；以及一第二基板，该第二基板电性连接于该第一基板，该第二基板包括:一第二导线，用来传递该第二射频信号；一第三导线，该第三导线形成于该第二导线的一侧，通过一第五贯孔电性连接于该第一导线的一端，以传递该第一射频信号；以及一第四导线，该第四导线形成于该第二导线的另一侧，通过一第六贯孔电性连接于该第一导线的另一端，以传递该第一射频信号；以及一壳体，用来包覆该电路板结构；其中该第三导线与该第四导线彼此不直接相连接，该第一、第二、第三、第四、第五及第六贯孔贯穿该第一基板及该第二基板。本实用新型可省去传统组装贯穿孔所耗费的人力、工时及生产成本，并可提升工程人员安装卫星电视系统的便利性，且具有较佳的插入损耗、回波损耗以及隔离度，还能改善低噪声降频器整体的信噪比。
图1为公知一低噪声降频器的电路结构示意图。图2为图1的低噪声降频器的外观示意图。图3A、图3B和图3C分别为本实用新型实施例一电路板结构的透视图、下视图以及上视图。图4A、图4B和图4C分别为仿真电路板结构的插入损耗、隔离度以及回波损耗的量测结果。图5A为本实用新型实施例一低噪声降频器的外观示意图图5B为图5A的低噪声降频器的局部外观示意图。主要组件符号说明:10,50低噪声降频器11、12、51电路板13、14、33、53分隔件[0030]15、55壳体16贯穿柱P1、P2输出端口101 112低噪声放大器121 124功率分配器131、132滤波器141、142混波器151 154振荡器160交叉结构SV、SH、SVH1、SVH2射频信号S1、S2中频信号L1、L2本地振荡信号A、B、C、D节点Hl H6 贯孔30电路板结构31第一基板32第二基板311、321第一面312、322第二面LI第一导线L2第二导线L3第三导线L4第四导线Gl第一接地导线G2第二接地导线331、332分隔单元56槽孔区域HT高度DT槽孔区域高度GND接地区域
具体实施方式
请参考图3A至图3C，图3A至图3C分别为本实用新型实施例一电路板结构30的透视图、下视图以及上视图。电路板结构30适用于图1中低噪声降频器10的交叉结构160，用来传递相互交错的射频信号SV及SH。电路板结构30包含有多个贯孔(Via)Hl H6、一第一基板31以及一第二基板32。第一基板31包含有一第一面311、一第二面312、一第一导线L1、一第一接地导线Gl以及一第二接地导线G2。第二基板包含有一第一面321、一第二面322、一第二导线L2、一第三导线L3以及一第四导线L4。详细来说，第一导线LI用来传递射频信号SV。第一接地导线Gl平行形成于第一导线LI的一侧，第一接地导线Gl的两端分别电性连接于贯孔H3及贯孔H4。第二接地导线G2平行形成于第一导线LI的另一侧，第二接地导线G2的两端分别电性连接于贯孔H5及贯孔H6。其中第一导线L1、第一接地导线Gl以及第二接地导线G2形成于第一面311上。第一接地导线Gl通过贯孔H3及H4电性连接于第二基板32的接地部(未绘于图3A)，第二接地导线G2通过贯孔H5及H6电性连接于第二基板32的接地部。第二导线L2用来传递射频信号SH。第三导线形成于第二导线L2的一侧，通过贯孔Hl电性连接于第一导线LI的一端，以传递射频信号SV，第四导线形成于第二导线L2的另一侧，通过贯孔H2电性连接于第一导线LI的另一端，以传递射频信号SV。其中第二导线L2、第三导线L3以及第四导线L4形成于第二基板32的第二面322上。换句话说，在交叉结构160中，一节点B至一节点C的信号路径相当于电路板结构30的第二导线L2，一节点A至一节点D的信号路径相当于电路板结构30的第三导线L3、第一导线LI及第四导线L4。由于第三导线L3与第四导线L4彼此不直接相连接，因此利用贯孔Hl及H2将第一导线LI跨接于第三、第四导线L3及L4之间的结构，使得电路板结构30可传递彼此交错的射频信号SV (节点A至C)及射频信号SH (节点B至D)。如此一来，贯孔Hl H6即可取代图2的贯穿柱16，贯孔Hl H6贯穿第一基板31及第二基板32，作为第一基板31与第二基板32之间的信号传递桥梁，以传递射频信号SV0当射频信号SV由第二基板传递至第一基板31时，贯孔H3 H6以及第一、第二接地导线可作为射频信号SV的参考接地面，因此即使在信号穿层的状况下，也得以参考连续的接地部，使射频信号SV的传输线阻抗的变化较低，以降低回波损耗。再者，电路板结构30采用共面波导(CoPlanar Waveguide，CPW)的设计原理，因此设计者可调整导线线宽以及基板的介电系数，设计合适的传输线并确保传输线阻抗的一致性。在制作上，第一基板31较佳地通过一表面黏着技术(Surface Mount Technology, SMT)电性连接于第二基板32。第二基板32可视为一主板(Mother board),而第一基板31可视为一子板(Daughter board),第一第二基板31及32可使用相同板材制作而具有相同的介电系数，如此不仅节省电路板的制作成本、省去传统组装贯穿柱16的人力及工时、也可降低组装过程对产品的变异性。请参考图3B，为了加强第二导线L2、第三导线L3以及第四导线L4之间的隔离度以及降低电磁辐射效应，第二基板32的第二面322上可设置有一分隔件33，分隔件33包含有分隔单元331及332。分隔单元331形成于第二导线L2与第三导线L3之间，通过贯孔H3及H5电性连接于第一、第二接地导线Gl及G2的一端。分隔单元332形成于第二导线L2与第四导线L4之间，通过贯孔H4及H6电性连接于第一、第二接地导线Gl及G2的另一端。分隔单元331及332具有一高度HT，例如2mm，使分隔单元331及332阻隔或遮蔽射频信号SH及SH的电磁辐射。如以一来，分隔单元331及332可用来阻隔或遮蔽射频信号SV以及射频信号SH的电磁辐射，以防止射频信号SV与射频信号SH间的信号干扰。请参考图3C，第一基板31的第二面312上形成有一接地区域GND，接地区域GND通过贯孔H3 H6电性连接于分隔单元331及332 (未绘于图3C中)。然而，不限于此，接地区域GND (等效为第二基板32的接地部)也可形成于第二基板32的第一面321上，同样通过贯孔H3 H6电性连接于分隔单元331及332，或者只要电性连接于贯孔H3 H6，即可阻隔或遮蔽射频信号SV与射频信号SH的电磁辐射。请参考图4A至图4C，图4A至图4C分别为仿真电路板结构30的插入损耗、隔离度以及回波损耗的量测结果。图4A中，节点A至C (射频信号SV)的插入损耗以实线表示，节点B至D (射频信号SH)的插入损耗以虚线表示。表格I为图4A的量测数值:
权利要求1.一种电路板结构，其特征在于，该电路板结构用于一低噪声降频器中，用来传递相互交错的一第一射频信号以及一第二射频信号，该电路板结构包括: 一第一基板，该第一基板包括: 一第一导线，用来传递该第一射频信号； 一第一接地导线，该第一接地导线平行形成于该第一导线的一侧，该第一接地导线的两端分别电性连接于一第一贯孔及一第二贯孔；以及 一第二接地导线，该第二接地导线平行形成于该第一导线的另一侧，该第二接地导线的两端分别电性连接于一第三贯孔及一第四贯孔；以及 一第二基板，该第二基板电性连接于该第一基板，该第二基板包括: 一第二导线，用来传递该第二射频信号； 一第三导线，该第三导线形成于该第二导线的一侧，通过一第五贯孔电性连接于该第一导线的一端，以传递该第一射频信号；以及 一第四导线，该第四导线形成于该第二导线的另一侧，通过一第六贯孔电性连接于该第一导线的另一端，以传递该第一射频信号； 其中该第三导线与该第四导线彼此不直接相连接，该第一、第二、第三、第四、第五及第六贯孔贯穿该第一基板及该第二基板。
2.如权利要求1所述的电路板结构，其特征在于，该电路板结构还包括一分隔件，该分隔件设置于该第二基板上，该分隔件包括: 一第一分隔单元，该第一分隔单元形成于该第二导线与该第三导线之间，通过该第一及第三贯孔电性连接于该第一、第二接地导线的一端；以及 一第二分隔单元，该第二分隔单元形成于该第二导线与该第四导线之间，通过该第二及第四贯孔电性连接于该第一、第二接地导线的另一端； 其中该第一分隔单元以及该第二分隔单元用来阻隔或遮蔽该第一射频信号以及该第二射频信号的电磁辐射，以防止该第一射频信号与该第二射频信号间的信号干扰。
3.如权利要求2所述的电路板结构,其特征在于,该第一基板包括一第一面,该第一导线、该第一接地导线以及该第二接地导线形成于该第一面上。
4.如权利要求3所述的电路板结构，其特征在于，该第一基板包括一第二面以及一接地区域，该接地区域形成于该第二面上，该接地区域通过该第一第二、第三及第四贯孔电性连接于该第一分隔单元 以及该第二分隔单元。
5.如权利要求2所述的电路板结构，其特征在于，该第二基板包括一第一面以及一接地区域，该接地区域形成于该第一面上，该接地区域通过该该第一、第二、第三及第四贯孔电性连接于该第一分隔单元以及该第二分隔单元。
6.如权利要求5所述的电路板结构,其特征在于,该第二基板包括一第二面,该第二导线、该第三导线以及该第四导线形成于该第二面上，该分隔件设置于该第二面上。
7.如权利要求2所述的电路板结构，其特征在于，该第一、第二分隔单元具有一高度，使该第一、第二分隔单元阻隔或遮蔽该第一、第二射频信号的电磁辐射。
8.一种低噪声降频器，其特征在于，该低噪声降频器包括: 一电路板结构，用来传递相互交错的一第一射频信号以及一第二射频信号，该电路板结构包括:一第一基板，该第一基板包括: 一第一导线，用来传递该第一射频信号； 一第一接地导线，该第一接地导线平行形成于该第一导线的一侧，该第一接地导线的两端分别电性连接于一第一贯孔及一第二贯孔；以及 一第二接地导线，该第二接地导线平行形成于该第一导线的另一侧，该第二接地导线的两端分别电性连接于一第三贯孔及一第四贯孔；以及 一第二基板，该第二基板电性连接于该第一基板，该第二基板包括: 一第二导线，用来传递该第二射频信号； 一第三导线，该第三导线形成于该第二导线的一侧，通过一第五贯孔电性连接于该第一导线的一端，以传递该第一射频信号；以及 一第四导线，该第四导线形成于该第二导线的另一侧，通过一第六贯孔电性连接于该第一导线的另一端，以传递该第一射频信号；以及一壳体，用来包覆该电路板结构； 其中该第三导线与该第四导线彼此不直接相连接，该第一、第二、第三、第四、第五及第六贯孔贯穿该第一基板及该第二基板。
9.如权利要求8所述的低噪声降频器，其特征在于，该电路板结构还包括一分隔件，该分隔件设置于该第二基板上，该分隔件包括: 一第一分隔单元，该第一分隔单元形成于该第二导线与该第三导线之间，通过该第一及第三贯孔电性连接于该第一、第二接地导线的一端；以及 一第二分隔单元，该第二分隔单元形成于该第二导线与该第四导线之间，通过该第二及第四贯孔电性连接于该第一、第二接地导线的另一端； 其中该第一分隔单元以及该第二分隔单元用来阻隔或遮蔽该第一射频信号以及该第二射频信号的电磁辐射，以防止该第一射频信号与该第二射频信号间的信号干扰。
10.如权利要求9所述的低噪声降频器,其特征在于，该第一基板包括一第一面，该第一导线、该第一接地导线以及该第二接地导线形成于该第一面上。
11.如权利要求10所述的低噪声降频器，其特征在于，该第一基板包括一第二面以及一接地区域，该接地区域形成于该第二面上，该接地区域通过该第一、第二、第三及第四贯孔电性连接于该第一分 隔单元以及该第二分隔单元。
12.如权利要求9所述的低噪声降频器，其特征在于，该第二基板包括一第一面以及一接地区域，该接地区域形成于该第一面上，该接地区域通过该第一、第二、第三及第四贯孔电性连接于该第一分隔单元以及该第二分隔单元。
13.如权利要求12所述的低噪声降频器，其特征在于，该第二基板包括一第二面，该第二导线、该第三导线以及该第四导线形成于该第二面上，该分隔件设置于该第二面上。
14.如权利要求9所述的低噪声降频器，其特征在于，该第一、第二分隔单元具有一高度，使该第一、第二分隔单元阻隔或遮蔽该第一、第二射频信号的电磁辐射。
15.如权利要求8所述的低噪声降频器，其特征在于，该壳体上形成有一槽孔区域，用来容纳该第一基板。
16.如权利要求15所述的低噪声降频器，其特征在于，该槽孔区域具有一槽孔区域高度，使该壳体阻隔或遮蔽该第一、第二射频信号的电磁辐射。
专利摘要本实用新型公开一种电路板结构及低噪声降频器。电路板结构用来传递第一及第二射频信号，包括第一基板，包括第一导线；第一接地导线，平行形成于第一导线的一侧，第一接地导线的两端分别电性连接于第一及第二贯孔；及第二接地导线，平行形成于第一导线的另一侧，第二接地导线的两端分别电性连接于第三及第四贯孔；及第二基板，电性连接于第一基板，包括第二导线；第三导线，形成于第二导线的一侧，通过第五贯孔电性连接于第一导线的一端；及第四导线，形成于第二导线的另一侧，通过第六贯孔电性连接于第一导线的另一端；第三与第四导线彼此不直接相连接，第一、第二、第三、第四、第五及第六贯孔贯穿第一及第二基板。本实用新型节省制作成本。
文档编号H05K1/02GK202998649SQ20122072690
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者郭祥祯, 蔡聪行 申请人:启碁科技股份有限公司