专利名称：具有变化阻抗的传输线的制作方法
技术领域：
本发明涉及多电路电子通信系统，并且更加具体地，涉及专用传输通道结构，其可以用在传输系统、芯片封装、印刷电路板构造、互联装置的各个部分，并且从前述部件中的任何一个发起。
背景技术：
在现有技术中已知电子传输的各种手段。即使不是全部，这些传输手段中的大多数都遭受固有的速度限制，诸如频率上限和通常被称作传播延迟的信号在系统之内从一个点移动到另一个所需的实际时间。它们只是首先通过它们的结构，其次通过它们的材料成分，在它们的电子性能方面受到限制。一个传统方法利用了导电引脚(conductivepin)，如在图1所示的边缘卡连接器(edge card connector)中发现的那样。在这种类型的结构中，多个导电引脚或终端20布置在塑料壳21之内，并且这种布置提供了大约800到900MHz的操作速度。对这种标准结构的改进通过作为“Hi-Spec”可能在现有技术中已知的并且在图2中显示的边缘卡连接器来表示，其中该系统包括绝缘连接器壳27之内布置的大的地接点25和小的信号接点26。较小的信号接点26耦合到较大的地接点25。这些结构中的信号接点不是差分(differential)信号接点，而仅仅是单端信号，意即每个信号接点都由地接点侧面相接。对这种类型的系统，操作速度据信为大约2.3Ghz。
这个领域中的还有另一个改进被称作“三元”或“三重”连接器，其中，导电终端以三角方式布置在塑料壳28之内，并且该终端包括大的接地终端29和两个较小的差分信号终端30，如图3所示，并且如美国专利号6,280,209更加详细地说明的那样。这种三元/三重结构具有大约4Ghz的表观上限速度。所有这三种方法都在最简单的意义上利用了塑料壳中的导电引脚，以便提供用于电子信号的传输线。
在每一个这种类型构造中，都希望通过系统的整个输送路径维持功能传输线，包括通过(一个或多个)电路板、配合接口以及系统的源和负载。当传输系统从单独的引脚来构造时，难以在系统之内实现预期的均匀性。在用于信号、接地和电源的这些连接器中使用了离散的点对点连接。这些导体中的每一个都被设计为或者导体或者提供电连续性的手段，并且通常并不考虑传输线效果。大多数的导体都被设计为标准引脚区(pinfield)，以便所有的引脚或终端都是等同的，而不管它们的指定电气功能，并且引脚进一步以标准的间距、材料类型和长度布置。尽管在低操作速度下性能令人满意，但是在高操作速度下，这些系统会认为所述导体是影响其操作和速度的系统中的不连续。
这些系统中的许多信号终端或引脚连接到相同的接地回路导体，并且这样一来就产生了高信号对接地比率，这无助于高速信号传输，因为在信号和接地之间促成了大的电流回路，所述电流回路减少了带宽并增加了系统的串扰，从而很可能降低系统性能。
带宽(“BW”)与1/√LC成比例，其中，L为系统部件的电感，C为系统部件的电容，BW为带宽。即使在完全均匀而没有不连续的系统中，信号输送系统的电感和电容分量也起作用而减少了系统的带宽。通过减少通过系统的总路径长度，主要地通过限制通过系统的电流通路的面积和减少系统元件的总极板面积(plate area)，能够使这些电感和电容分量最小化。然而，随着传输频率增加，尺寸减少产生了它自身的问题有效物理长度被减少到相当小的尺寸。10Ghz范围以及以上的高频致使大多数计算的系统路径长度不可接受。
除了聚集作为限制性能因素的跨越系统的电感和电容之外，任何非均匀几何形状和/或材料过渡都产生不连续。在以大约12.5吉比特每秒(Gbps)操作的低压差分信号系统中使用大约3.5Ghz作为最小截止频率，使用具有大约3.8的介电常数的电介质会得到大约0.25英寸的临界路径长度，在所述长度之上可以容忍不连续。这种尺寸致使构造在给定的四分之一英寸之内包括源、传输负载和负载的系统的能力不切实际。这样就能看出，电子传输结构的进展已从均匀结构的引脚布置前进到功能专用的引脚布置再到尝试单一结构的接口，然而路径长度和其他因素仍然限制了这些结构。用前述现有技术的结构，由于这些系统的物理限制以及这样的传输所需的短临界路径长度，所以运送高频信号是不可行的。
为了获得有效的传输系统，必须在整个输送路径之上维持恒定和专用的传输线从源通过接口到负载。这会包括可配合的互联和印刷电路板，并且互联信号会进入印刷电路板或其他传输介质，如电缆以及甚至是半导体芯片封装，并从其中送出。因为引脚/终端关于彼此的尺寸、形状和位置的潜在需要的变化，所以当输送系统从被设计用来与其他单独导电引脚互联的单独导电引脚来构造时，这非常难以实现。例如，在直角连接器中，成排的引脚/终端之间的关系既在长度方面变化又在电耦合方面变化。包括系统的源和负载之间的所有区域的高速互联设计原理，所述系统包括印刷电路板、板连接器和电缆组件，正用在具有直到2.5Gbps的源的传输系统中。这样的一个原理是故意接地原理，其在标准引脚区之上提供了另外的性能在信号和接地路径之间增强耦合，并且单端操作被实现。正在这样的系统中使用的另一个原理包括阻抗调整以使不连续最小化。还有另一个设计原理是引出线最优化，其中信号和返回路径被分配给引脚区中的特定引脚以使性能最大化。所有这些类型的系统考虑到要获得上述临界路径长度全都受到限制。
本发明指向改善的传输或输送系统，其克服了前述缺点并在较高的速度下操作。
发明内容
因此本发明指向改善的传输结构，其克服了前述缺点，并且利用分组的导电元件形成单一的机械结构，所述机械结构提供了在某种意义上类似于纤维光学系统的完全电子传输通道。本发明的焦点集中在提供完全的基于铜的电子传输通道，而不是利用单独的导电引脚或与作为传输通道的铜导体可分离的接口，本发明的传输通道得到了更加可预测的电气性能和操作特性的更大控制。本发明这样改善的系统据信在远远大于0.25英寸的延长的路径长度下为数字信号传输提供了直到至少12.5GHz的操作速度。
因此，本发明的一般目标是提供设计的波导管，其起到分组元件通道链路的作用，其中，所述链路包括伸长的电介质体部分和沿着其外表面布置的至少两个导电元件。
本发明的另一个目标是提供高速通道链路(或传输线)，其具有给定横截面的伸长的主体部分，所述主体部分由具有选择的介电常数的电介质形成，并且所述链路在它的大部分基本结构中具有布置在其外表面上的两个导电元件，所述元件具有类似尺寸和形状，并且彼此相对地在其上取向，以便通过在所述两个导电元件之间建立特殊的电场和磁场，并且贯穿所述通道链路的长度维持这些场，来导引传播通过所述链路的电能波。
本发明的进一步的目标是，通过选择性地规定伸长的主体的外表面上的导电元件以及其间间隙的尺寸，来控制通道链路的阻抗，以维持平衡的或不平衡的电&磁场。
本发明的还有另一个目标是提供改进的电传输通道，其包括平坦基片和形成在所述基片中的多个凹槽，所述凹槽具有相对的侧壁，并且所述凹槽通过插入所述基片的凸区(land)而被隔开，诸如通过电镀或沉积，所述凹槽的侧壁具有沉积在其上的导电材料，用以在所述凹槽内形成电子传输通道。
本发明的更进一步的目标是提供预先设计的波导管，其中，利用至少一对导电元件以提供差分信号传输，亦即信号入(“+”)和信号出(“-”)，所述成对的导电元件布置在电介质体的外部之上，以便允许建立每单位长度的电容、每单位长度的电感、阻抗、衰减以及每单位长度的传播延迟，并且在所述导电元件形成的通道之内建立这些预定的性能参数。
本发明再进一步的目标是提供优选地均匀的圆形截面的固态链路形式的改进传输线，所述链路包括布置在其上的至少一对导电元件，用来引导通过的电波，所述链路包括具有布置在其上的两个导电表面的介电材料的至少一个细丝(thin filament)，所述导电表面沿着所述丝的纵向延伸，并且被两个圆弧外延(circumferential arcuate extent)隔开，所述导电表面进一步被相互隔开以形成离散的双元件传输通道，其减少了电流回路并且其内部的信号导体更加紧密地排列。
本发明还有另一个目标是提供用于高速应用的非圆形传输线，其包括伸长的矩形或方形电介质部件，所述电介质部件以至少四个各别的扇形(sector)布置在其上的方式具有外表面，所述电介质部件包括一对导电元件，其相互对准并且布置在所述扇形中的两个上，同时通过插入的扇形隔开。
本发明根据其独特的结构完成了上述以及其他目标。在一个主要方面中，本发明包括传输线，其由电介质形成，所述电介质具有预先选择的介电常数和预先选择的截面构造。一对导电表面布置在电介质线或链路上，并且优选地相互对准并相互隔开。导电表面充当波导管，用于沿着传输链路引导电波。
在本发明的另一个主要方面中，导电元件被分组在一起作为单个元件上的一对，这样一来就规定了单一化的波导管，其可以在连续的印刷电路板之间和之中运行并且毫无困难地与其连接。导电表面可以通过选择性地在其上沉积导电材料来形成，诸如通过电镀电介质体的外表面，或者通过模制，或相反地使实际导体附于主体。用这种方式，电介质可以形成有弯曲，并且存在于其表面上的导电表面沿着并且贯穿电介质体的弯曲维持它们的分组通道导体的隔开布置。
在本发明的还有另一个主要方面中，传输线的外部可以由保护外套或筒覆盖。导电表面可以以具有相等宽度的平衡布置，或者以具有一个或多对导电元件并且所述导电元件具有不同宽度的不平衡布置，布置在电介质体上。可以在电介质体上可以布置三个导电元件，用来支持利用一对差分信号导体和相关接地导体的传输线上的差分三重线。导电表面的数目仅受限于电介质体的尺寸，并且四个这样的离散导电元件可以用于支持两个不同的信号通道或单个具有双重接地的差分对。
在本发明的再一个主要方面中，单一的传输线形成在一个空腔(cavity)之内，或基片之内形成的多个选择性规定尺寸的金属化的空腔之内。开槽基片以形成空腔，并且可以用导电材料电镀凹槽的侧壁。空腔或凹槽的侧壁之间的空气间隙在这个实例中充当传输通道的电介质。在这个结构中，空气的介电常数不同并且小于电介质体的介电常数，以便影响凹槽中的导电元件之间的而不是传输线的相邻信号传输通道之间的电亲和力(electrical affinity)，具体地即耦合，同时增加传输速度。
在本发明的另外一个主要方面中，前述传输链路可以用于运送功率。在这样的环境中，在下面的(underlying)传输线会包括开槽的电介质，槽内会形成连续的接触区、即覆盖凹槽的侧壁和底部。对于凹槽的长度而呈现在这三个表面上的连续接触区，扩展了结构的电流运送能力。接地平面可以用于增加功率通道和接地平面之中的电容耦合，以减少总体结构的源阻抗。传输线可以由突出的脊或凸区形成，用以规定其间的槽。导电表面通过一种如选择性电镀之类的连续过程在槽中形成，以便形成在传输线长度上延伸的连续电镀的槽，即两个侧壁和一个互联的底部。这增加了传输线的电流运送能力。然后可以跨越两个信号导体之间的电介质产生高电容，以减少系统的源阻抗。
通过在系统之内形成高密度的触点组，可以进一步补充本发明的功率运送方面。在开槽的传输线中，凹槽的相对侧壁可以用导电材料电镀以形成连续的触点，其延续传输线长度，并且可以沿着这些触点运送相反极性的信号(即“+”和“-”)。通过诸如将模制物插入凹槽的方式可以模制插塞组件(plug assembly)，个别地或以包含两个或更多这样的凹槽的集合形式以绝缘和隔离相对的触点对，其会导致耐压(voltage standoff)的增加。保形涂层(conformal coating)也可以用于实现类似的目标。
本发明的传输线可以既运送信号又运送功率，这样一来就可以容易地分出单独的信号通道和功率通道。信号通道可以由预先选定宽度的导电条带(strip)或路径制成，而为了运送高电流，功率通道可以包括一些更宽的条带或一条加宽了的连续导体条带。与信号条带相比，更宽的条带为扩大的极板区域并且具有高电容。信号和功率通道可以通过充当隔离区的传输结构的宽的非导电区域分开。因为隔离区可以在形成位于下面的电介质底部期间形成，所以可以容易地规定隔离区将交叉污染或电干扰最小化。
通过考虑以下详细说明，会清楚地理解本发明的这些以及其他目标、特征和优点。
在详细的说明的过程中，会对附图频繁地进行参考，其中图1是传统连接器的终端面的示意性平面图；图2是高速连接器中使用的边缘卡的示意性平面图；
图3是利用三元或三重的高速连接器的示意性正视图；图4是根据本发明的原理构造的分组元件通道链路的透视图；图5是图4的分组元件通道链路的示意性端视图，其显示了导电元件的弧形外延以及其间的间隔；图6是根据本发明的原理构造的分组通道链路的替换实施例的透视图；图7是用于使源与在传输链路上具有中间负载的负载相连接的本发明的传输链路的示意图；图8是既利用传统触点“A”又利用本发明的传输链路“B”的连接器元件的示意图，以其“A”和“B”处的放大的详细部分的方式，显示了各个系统中电感的发生；图9是直角弯曲形成于其中的本发明的链路的替换构造的透视图；图10是利用本发明的链路的传输线的示意图；图11是显示本发明的链路的替换介质成分的透视图；图12是电介质体的不同形状的排列的透视图，其显示了替换导电表面布置；图13是可以用于形成本发明的链路的非圆形截面电介质体的排列的透视图；图14是适合于用作本发明的链路的非圆形截面电介质体的另一个排列的透视图；图15是连接器组件的分解图，其包括本发明的多个元件链路，用于在两个连接器之间提供传输线；图16是具有通过图15的传输链路互联的两个连接器壳的连接器组件的透视图；图17是以两个互联模块形成在通道的相对末端处的方式的本发明的传输通道的简图，并且显示了本发明的潜在柔软性质；图18是可以用作具有不同透镜特性的本发明的链路的不同构造的电介质体的排列的透视图；图19是以不同的信号通道形成在其上的方式的多个传输链路挤压(extrusion)的透视图；
图20是本发明中使用的多个传输链路挤压的透视图；图21是与本发明的离散传输链路一起使用的配合接口的透视图，其中配合接口采用空心端盖的形式；图22是图21的端盖的后部透视图，显示了在其中接收传输链路的末端的中心开口；图23是图21的端盖的前部透视图，显示了外部接触的取向；图24是多个传输链路直角弯曲连接器组件的平面图；图25是连接器组件的终端中的一个的替换构造的透视图；图26是适合于在使本发明的传输通道链路连接到电路板中使用的连接器的透视图；图27A是图26的连接器的骨干透视图，以虚线的方式显示了连接器的一些内部接触；图27B是以侧壁被去除的方式的图27A的连接器的内部接触组件的透视图，并且显示了其上的耦合钩环(coupling staple)的结构和放置；图28是沿着其线28-28截取的图26的连接器的横截面图；图29是用于高频信号，并且具有变化阻抗的传输线的透视图；图30A是图29中显示的传输线的顶视图；图30B是图30A中显示的传输线的端视图；图31A是具有变化阻抗但是在片断(segment)之间具有平滑过渡的传输线的替换实施例的顶视图；图31B是图31A中显示的传输线的端视图；图32显示了图29中显示的传输线中使用的侧壁的不同实施例；图33A显示了图29中显示的传输线中使用的底部的替换实施例；图33B显示了图29中显示的传输线中使用的底部的替换实施例；图34显示了用非空气电介质填充的槽的横截面图；图35显示了密封通道电路板布置的透视图；以及图36是图35中显示的结构的端视图。
具体实施例方式
图4显示了根据本发明的原理构造的分组元件通道链路50。能够看到的是，链路50包括伸长的电介质体51，其优选地为圆柱形丝，类似于纤维光学材料的长度。不同之处在于，链路50充当预先设计的波导管和专用的传输介质。在这点上，主体51由具有特定介电常数的专用电介质和向其施加的多个导电元件52形成。在图4和5中，导电元件52被显示为导电材料的伸长的外延、迹线(trace)或条带52，同样，可以是具有确定横截面的传统的铜或贵金属外延，其可以被模制或另外还可以通过粘合或其他手段被附着到链路50的电介质体。它们还可以诸如通过适当的电镀或真空沉积过程在主体51的外表面55上形成。导电迹线52布置在外表面上，并且其宽度沿着电介质体的圆周延伸。
每个链路上至少使用两个这样的导体，典型地用于诸如+0.5伏和-0.5伏之类的差分信号的信号传送。这样的差分信号布置的使用允许我们将本发明的结构特性化为基本上在信号输送路径的整个长度之上维持的预先设计的波导管。电介质体51的使用提供了在链路之内发生的优选的耦合。在最简单的实施例中，如图5所示，导电元件布置在两个相对面上，以便导电元件中的每一个的电亲和力通过在其上支撑它们的电介质体相互作用，或者在如稍后将更加详细地解释的那样的并且如图29-30所示的，导电元件布置在空腔/多个空腔的两个或更多内面上，以建立跨越空腔间隙并且通过空气电介质的主要耦合模式。用这种方式，本发明的链路可以被认为与纤维光学通道或外延电气等效。
本发明指向电波导管。本发明的波导管旨在以从大约1.0Ghz到至少12.5Ghz并且优选地更高的高频在预期水平的电亲和力下维持电信号。如2002年4月23日发布的美国专利号6,377,741中描述的那样的光学波导管典型地依靠单个外涂层或覆层，其具有镜似反射性质，以维持在选择的方向上移动的光粒子。外涂层/覆层中的开口会导致传播通过波导管的光的分散，这反而影响了波导管的光束。微波波导管用于在非常高的频率下指引微波束的能量，而不是传输它，如2002年9月5日发布的美国专利号6,114,677所示范的那样，其中，微波波导管用于在炉子的中心部分处指引微波。这样的定向目标同样用于微波天线技术。在每个实例中，这些类型的波导管用于集中并指引通过它们时的光的能量，而在本发明中，整个波导结构被设计用来维持预期的(一个或多个)频率下的电信号以及阻抗、电容和电感。
本发明的链路的效果取决于，通过利用电气容器(electricalcontainment)的两个或更多导电表面，引导并维持通过通道链路的数字信号。这将包括维持信号的完整性、控制发射以及使通过链路的损耗最小化。本发明的通道链路通过控制通道链路的材料和系统部件的几何形状，以便将会提供优选的场耦合，而包含通过其传输的信号的电磁场。简而言之，通过规定由相反充电的亦即负的和正的差分信号的导体亦即导电表面52所限界的电亲和力的区域亦即电介质体51，本发明产生了设计的传输线。
更好地如图5所示，两个导电表面52彼此相对地布置在电介质体51上。图4中显示的电介质体51采取了圆柱形杆的形式，而图5中显示的电介质体则具有椭圆状构造。在每个这样的实例中，导电表面或迹线52延续各别的弧长。图4和5两者都表示了本发明的“平衡”链路，其中，两个导电表面52的圆周外延或弧长C是相同的，并且电介质体51的非导电外表面55的圆周外延或弧长C1也是相同的。可以考虑这个长度以规定导电表面之间的大体间距(gross separation)D。如下面将会解释的那样，以导电表面中的一个具有比另一个更大的弧长的方式，链路可以是“不平衡的”，并且在这样的实例中，传输线最适合于单端或非差分信号使用。在电介质体和链路为圆形的实例中，链路可以充当触针(contact pin)，因而可以在连接器应用中使用。这种圆形横截面显示了与传统圆触针相同类型的构造。
如图6所示，可以修改本发明的链路，不仅可以提供作为总的系统传输介质的部分的多个导电元件，而且还可以在其内并入用于传输光和光信号的一致且同轴的纤维光学波导管。在这点上，电介质体51被取出核心，以产生光纤58通过其延伸的中心开口57。电信号可以像光信号60一样通过该链路传输。
图7示意性显示了传输线70，其包括在源71和负载72之间延伸的本发明的链路50。链路的导电表面52用来使源和负载，以及源和负载中间的其他二次负载(secondary load)73，互联在一起。可以将这样的二次负载添加到系统以控制通过系统的阻抗。线路阻抗在源处建立，并且可以通过向传输线添加二次负载来修改。
图8示意性地显示了本发明的链路和传统导体之间的差异，它们都被显示为由电介质块76支撑。两个离散的传统导体77由铜或另一种导电材料形成，并且以针的方式延伸通过块76。如放大图“A”所示，两个离散的导体因为扩大的电流回路而展现了具有大电感(L)的开放单元结构。完全不同的是，由于导电表面彼此接近，如电介质体51定位的那样，本发明的链路在恒定阻抗下的电感(L)要小。能够在制造过程中控制这些链路50的尺寸，并且挤压将会是制造的优选过程以导电表面与电介质体一起延伸或者分开地施加挤压的方式，诸如通过选择电镀过程，以便作为结果的构造具有电镀塑料多样性。这样的挤压过程可以容易地控制电介质体51的体积和布置在其上的导电元件之间的间隔。导电表面优选地延续电介质体的长度，并能在其末端略微之前的位置结束，以希望在此将传输线端接到连接器、电路板或类似部件。
如图9所示，电介质体可以向前以显示的90度直角弯曲的形式或以任何其他角度取向具有弯曲80。如显示的那样，导电表面52以相同的分隔间距和相同的宽度的方式延伸通过弯曲80，这也是导电表面开始和结束时的分隔间距和宽度。通过这个弯曲，电介质体51和导电表面52容易地维持了它们的间距和分隔以消除任何潜在的损耗。
图10显示了使用本发明的链路的传输线。链路50被认为是由一个或更多单个的电介质体51形成的传输电缆，并且它的一个末端82端接到印刷电路板83。为了使电路板处的任何不连续最小化，这种端接可以是直的。还提供了使任何不连续维持在最小的短转接链路84。这些链路84维持传输链路的分组方面。可以提供终端接口85，其中，链路以最小几何形状不连续或阻抗不连续的方式端接到连接器。用这种方式，在传输线的长度之上维持了导电表面的分组，导致几何形状和电气两者的均匀性。
图11显示了本发明的传输链路50的多种不同的横截面。在最右边的链路90中，中心导体93由空心的电介质体94环绕，所述电介质体94依次支撑多个导电表面95，其由优选地用电介质体94的部分填充的插入间隔分开。这种构造适合于在功率应用中使用，其中功率由中心导体93运送。在图11的中间的链路91中，中心覆盖(centralcover)96优选地由选择的电介质制成，并且具有支撑在它上面的导电表面97。优选地提供保护外绝缘套98，以保护和/或使内部链路绝缘。图11的最左边的链路92具有保护外套99，其封入可电镀的聚合环(polymeric ring)100，所述聚合环100环绕或者导电的或者绝缘的核心101。环100的部分101用导电材料电镀并通过未电镀的部分隔开，以规定环的主体上希望的两个或更多导电表面。可选择地，或者包围核心的或者链路92的元件不管哪一个，可以用空气填充，并且可以通过相应的支座绝缘子(standoff)或类似物与内部部件间隔开。
图12显示了使它们的外部区域与电介质体51相结合以形成不同类型的传输链路的链路110-113的排列。链路110具有电介质体51的外表面上布置的不同弧长的(亦即不平衡的)两个导电表面52a、52b，所以链路110可以提供单端信号操作。链路111具有两个等间距的和规定尺寸的(或“平衡的”)导电元件52，以提供有效的差分信号操作。
链路112具有三个导电表面115以支持两个差分信号导体115a和相匹配的接地导体115b。链路113具有布置在其电介质体51上的四个导电表面116，其中，导电表面116既可以包括两个差分信号通道(或对)，也可以包括具有一对相关接地的单个差分对。
图13显示了如链路120的方形构造或如链路121-122的矩形构造之类的多边形构造的一种非圆形链路120-122的排列。电介质体51可以被挤压具有突出的凸区部分125，其被电镀或相反地用导电材料覆盖。单独的导电表面布置在电介质体的单独侧面上，并且优选地，导电表面的差分信号对布置在主体的相对侧面上。这些凸区部分125可以用于以这样的方式“嵌”入到终端连接器的连接器槽中连接器终端(未显示)和导电表面125之间的接触易于实现。
图14显示了可以与本发明一起使用的另外的一些电介质体。一个主体130被显示为凸面，而其他两个主体131、132被显示为普通凹面构造。电介质体的圆形截面具有将电场强度集中在导电表面拐角处的趋势，而如主体130所示的轻微凸面形式则具有均匀地集中电场强度的趋势，其导致较低的衰减。如电介质体131、132所示的凹面主体可以具有有益的串扰减少方面，因为它向内集中电场。这些导电表面的宽度或弧长，如图14所示，小于支撑它们的各个主体侧面的宽度或弧长。
重要的是，传输链路可以形成为单个挤压200(图15-16)，在其上携带多个信号通道，每个这样的通道包括一对导电表面202-203。这些导电表面202、203由支撑它们的插入电介质体204以及将它们互联在一起的连接板部分205相互隔开。这个挤压200可以用作总的连接器组件220的部分，其中，该挤压被接收到连接器壳211中形成的互补形状的开口210中。开口210的内壁可以选择性地电镀，或者可以将接触件212插入到壳211中以接触导电表面，并在必要时提供表面安装或通孔尾部。
图17显示了两个传输通道50的布置，其布置如显示的那样，在一个末端处端接到连接器块180，并且穿过直角块182，所述直角块182包括形成在其中的一系列直角通道183，其接收如显示的传输通道链路。在如图17所示的布置中，将会被理解的为，传输通道链路可以在连续的制造过程中制造，诸如通过挤压，并且每个这样的通道可以被制造具有内在的或集成的导电元件52。在这些元件的制造中，可以控制传输通道自身的几何形状，以及电介质体上的导电元件的间距和定位，以便传输通道会作为一致和单一的电子波导管执行，所述波导管将支持信号(通信)量的单个通道或“路线”。因为传输通道链路的电介质体可以被制造得具有相当好的柔韧性，所以本发明的系统容易适合于延伸了的长度之上的各种路径，而不显著牺牲系统的电气性能。一个连接器端块180可以垂直对准地维持传输链路，而块182可以以直角取向维持传输通道链路的末端，用于端接到其他部件。
图18显示了一组凸面电介质块或体300-302，其中，分开距离L变化，并且所述块的外表面306的曲线305在链路300-302之中上升。用这种方式，应当被理解的是，可以选择主体的形状以提供不同的透镜特性，用于集中当导电元件被通电时产生的电场。
图19显示了具有由连接板402互联的一系列电介质体或块401的多通道挤压400，其中，导电表面403具有多样或者复杂的特性。如图13中显示的构造那样，这样的挤压400支持多个信号通道，所述通道中的每一个优选地包括一对差分信号导电元件。图20显示了如图15和16所示的标准挤压200。
本发明的链路可以端接到连接器和其他壳体中。图21-23显示了作为近似圆锥形的端盖的一个终端接口，所述端盖具有空心主体501，其具有中心开口502。主体可以支持一对终端504，其与电介质体51的导电表面52相配合。端盖500可以插入到连接器壳或电路板中的各种开口中，并且同样地，优选地包括圆锥形插入末端510。端盖500可以被构造以仅端接单个传输线，如图21-23所示，或者它可以成为多个终端接口的部分并端接多个各别的传输线，如图24和25所示。
图24显示了一系列链路520适当位置上的端盖500，所述链路520端接到端块521，其具有表面安装终端522，以便端块521可以附着到电路板(未显示)。端盖不需要采取附图中显示的圆锥形结构，而是可以采取其他形状和构造，类似于下面显示和说明的那样。
图25显示了端块570的替换构造。在这种布置中，传输线或链路571由电介质形成，并且包括形成在它们的外表面上的一对导电外延572(为了清楚起见，仅在一个侧面上显示了外延572，而它们的对应的外延则形成在链路571的面对到图25的纸面中的表面上)。这些导电外延572经由电路板574的内部形成的导电通路575连接到电路板574上的迹线573。如果希望的话，这样的通路也可以构造在端块570的主体之内。通路575优选地如显示的那样裂开，并且它们的两个导电部分由插入间隙576分开，以在板的水平下维持两个导电传输通道的分离。
图26显示了安装到印刷电路板601的端盖或块600。这种风格的端盖600充当连接器，并因而包括壳体602，其具有中心槽603，所述中心槽603具有接受传输链路的突出部分的各种键槽604。端盖连接器600可以具有多个用于访问的窗口620，以将接触件607的导电尾部606焊接到电路板601上的相应的相对迹线。在如显示的那样的表面安装尾部的实例中，尾部606可以使它们的水平部分609在端盖壳体下面褶起，以减少需要的电路板焊盘尺寸以及系统在电路板处的电容。
图27A显示了端盖连接器600的局部骨干视图，还显示了接触件或终端607如何支撑在连接器壳602之内，并且延伸通过连接器壳602。终端607可以包括双线接触端608，用于冗余接触(并且用于提供平行电路)，而且连接器600可以包括耦合钩环615，其具有倒U形并增强跨越壳体的终端的耦合。能够看到耦合钩环615具有伸长的主干，其纵向延伸通过连接器壳602。由沿着耦合钩环的长度的间隔相互隔开的多个支腿向电路板下延伸，并且每个这样的支腿具有的宽度都大于它相对的终端的相应宽度。如附图所示，与终端对准地安置耦合钩环支腿。这些双线终端607的尾部增强了连接器的稳定性。在这点上，它也提供了对终端的控制，所述终端构成了(横向)跨越壳体槽601的通道。双重接触路径不仅提供了路径冗余，而且还减少了通过终端的系统的电感。图27B是图26和图27A的端盖连接器600中使用的内部接触组件的视图。终端607布置在连接器的相反侧面上，并且安装在各个支撑块610之内。这些支撑块610相互隔开预先选择的距离，其有助于使终端接触件608隔开。
具有完全U形或叶片形状的导电耦合钩环615可以被提供，并且可以夹在终端607和支撑块610之间，以增强终端607之间和之中的耦合。耦合钩环615具有一系列的叶片620，其由插入间隔621隔开，夹在成对的相对接触件(图28)608之间，并且朝向电路板的表面向下延伸。钩环615纵向延伸通过连接器块610之间的连接器主体。连接器块610和连接器壳602(特别是其侧壁)可以具有形成在其中的开口616，在此接收接合插塞(engagement plug)617，以保持两个部件相互配准。同样可以使用其他附着手段。
图28是连接器600的端视图，其显示了耦合钩环在一对相对的接触件608之间的插入以及连接器块610和连接器壳602的接合。
尽管已如前所述，图29显示了根据本发明的原理构造的传输通道链路的另一个实施例。在图29中，平面介电基片700装备有通过金属化形成在槽的相对表面上的多段传输线，所述槽被切割或相反地形成到介电基片中，诸如电路板或甚至集成电路基片之类。相对表面上的金属化彼此电隔离。当在相对表面上形成的两个分开的导体上施加高频信号时，它们充当传输线。如图29所示，传输线的不同片断具有不同的侧壁之间的间隔。其他传输线片断具有收敛或发散的侧壁。具有固定间距侧壁的片断，将会具有由导电侧壁的分布电感和电容所确定的恒定特性阻抗。相对表面上的导电材料的面积和厚度将确定电感；相对侧壁之间的面积和间隔将确定分布电容。具有渐缩侧壁间隔的片断将会因为沿着这样的片断的长度的变化电容而具有变化的特性阻抗。
不同的传输线片断很容易形成到介电基片中，诸如印刷电路板之类，甚至是集成电路基片。它们的小尺寸使它们能够在这样的基片周围发送高频信号，以向具有或需要不同特性输入或输出阻抗的器件递送传输线片断上运送的信号，从而改善信号送入或送出这样的器件。
具体地，图29显示了固定间隔的金属化的侧壁712、714的第一传输线片断704，其将具有固定的特性阻抗。当传输线704的第一长度完结时，金属化侧壁712、714上的信号被运送到具有侧壁722的第二传输线片断720，所述侧壁722的间隔收敛，从而提供了沿着第二传输线片断720的长度变化的特性阻抗。
具有变化阻抗的传输线720的部分将它运送的信号馈送到固定间隔的金属化侧壁的传输线740的第二长度中，所述传输线740将沿着其长度具有固定的特性。固定宽度的侧壁间隔对应于第二特性阻抗。
如图29中能够看到的那样，传输线704的第一部分由形成到基片702的表面703中的第一槽部分706组成。因为基片702能够由多种适当的介电材料制成，如玻璃、玻璃纤维、各种塑料、印刷电路板材料或集成电路基片材料(诸如未掺杂的非晶硅或其他已知的其等价物)，所以形成槽的过程会根据基片材料而变化。槽部分706能够被模制到玻璃基片中；它能够被蚀刻到硅中；它能够被显微机械加工、激光蚀刻或相反地切割到玻璃纤维、G-10、FR4或其他印刷电路板材料中。
由第一槽部分706组成的第一传输线部分704具有两个相对端，其在图29中用参考数字708和710识别。传输线领域中的技术人员将会认识到，任何一个末端708和710都能够既是“输入”又是“输出”端。
第一槽部分706具有两个相对的壁或“表面”712和714，在其间显示了槽部分706的基本上平坦的底部716。第一槽部分706的相对表面712、714是基片702由其形成的介电材料的表面。所述两个表面由在图29中被识别为W1的第一插入间隙或“间隔”相互隔开。因为它们是介电的，所以表面自身不会导电。因此，只要施加到一个相对表面(例如712或714)的导电材料718与施加到相对表面(亦即714或712)的导电材料电隔离，通过适合于基片材料的过程，使运送电信号的导电材料718的薄层“附着”到相对表面712和714中的每一个。一个相对表面(例如712或714)上的导电材料718与相对表面(即714或712)上的导电材料电绝缘并且空间隔离，将一起充当高频信号在两个相对导体上的传输线。
如本领域技术人员应当意识到的那样，相对表面712和714上的导电材料718的分布电感将会是表面712或714上的导电材料718的材料成分、表面积和厚度的函数，并且在回路电感的情况下，“离去”和“返回”电流所形成的回路的电感，与电流通路划线的回路的面积有关。类似地，相对表面712和714上的导电材料718之间的分布电容将会是材料的成分、导电材料的表面积、表面712和714之间的间距以及施加到每个表面的导电材料718的厚度的函数。随着每个表面712和714上的导电材料718变得更近，并且/或者随着导电材料表面中的一个或两个的表面积增加，(每个表面712和714上的)两个导体之间的电容效应将会增加。如众所周知的那样，传输线的阻抗“Z”能够被计算为√L/C，其中，“L”为每单位长度的传输线的电感，而“C”则为每单位长度的传输线的电容。
从前述中，传输线领域的技术人员应当理解，通过调节槽传输线的尺寸以及导电材料718的厚度，能够容易地确定槽传输线704的第一部分的阻抗。除了调节槽尺寸之外，阻抗还能够通过填充槽部分706之内的间隔的材料的介电常数来调节。
随着分隔表面712和714的插入空气间隙或间隔W1降低，传输线的电容会增加。随着“C”通过降低空气间隙或间隔而增加，传输线部分704的阻抗会根据表达式Z＝1/√(L/C)而降低。相反地，随着“C”通过空气间隙增加而降低，阻抗“Z”会增加。然而增加空气间隙之内的介电常数也会增加“C”。
可能希望在某些实例中，用介电材料，优选地为在通道中保持填充体积同时维持非常低的介电常数的低介电常数的一种，“填充”或占据本发明的传输结构的空气间隙。这种类型的结构当在电路板环境之内实现本发明的传输结构时是有用的，并且填充材料能够通过电路板材料的相邻层来阻挡对通道的进入。
通过保持通道的一般完整性，同时在包含传输结构的电路板层直接之上的层中的层压材料的添加期间防止预先包含(pre-preg)的材料的进入，这种体积填充的低介电常数的材料在电路板中的嵌入传输线通道的制造过程中能够是有益的。填充材料可以将空气间隙的介电常数增加到更高的水平，但是仍然保持有利的电路板结构电介质的介电常数。用这种方式，适当的填充材料能够被设计并添加以阻止传输通道间隙通过电路板预先包含的材料的填充。
这样的填充材料的例子显示在图35和36中，其中，基片650具有切割入其一个表面652的凹槽651。通道651的侧壁排列有导电材料655，并且通道651用材料658填充，所述材料658可以在基片650的表面上形成层659，并且作为支腿或指状物660延伸到通道中。
如图29所示，在第一槽部分706的第二末端710处，在第二末端710处存在拐点，在那里，相对表面之间的间隔W1变窄。相对侧壁之间间隔的变窄被认为是传输线阻抗过渡部分的开始，并且在图29中用参考数字720识别。和第一槽部分706一样，阻抗过渡部分720具有第一和第二相对壁或“表面”，为了清楚起见，它们两者都用参考数字722识别。阻抗过渡部分同样具有底部，其在优选实施例中与第一槽部分706的底部共面。
因为两个表面722之间的插入间隔W1在阻抗过渡部分720中降低，所以两个表面722上的导电材料718的表面之间的插入间隔也会降低。作为增加两个金属化表面之间电容的结果，沿着线的阻抗会逐渐降低，造成线的特性阻抗沿着传输线阻抗变化部分720的长度降低。
当相对表面720的物理尺寸匹配相对表面714和720时，并且当相对表面722上的导电表面面积匹配相对表面712和714上的导电表面面积时，过渡部分720的“输入”阻抗会匹配第一槽部分的第二末端710的“输出”阻抗。因此，从输入端708传播的信号，当它从第一传输线部分704传播到第二阻抗变化/过渡部分720中时，不会“看到”突然的阻抗上升或下降，而是会看到平滑的或逐渐的阻抗变化。因为相对表面722之间的间隔沿着阻抗过渡部分720的长度降低，所以信号“看到”的阻抗会由于增加相对表面722上的导电材料718之间的电容而逐渐降低。使阻抗在传输线中变化是有原因的，诸如进行阻抗校正或匹配不一致的负载，并且本发明的结构允许这在诸如极板和电路板以及类似物的基片中容易地进行。
如图29所示，阻抗过渡部分720的侧壁722之间的间隔沿着部分722的长度持续变窄，直到第二拐点724。第一拐点710既被认为是第一传输线部分704的“第二”或“输出”端，又被认为是第一阻抗过渡部分720的“第一”或“输入”端。第二拐点724被认为是阻抗过渡部分720的“第二”或“输出”端，以及用参考数字740识别的第二传输线/第二槽部分的“第一”或“输入”端。
和第一固定侧壁间隔的槽部分704一样，第二固定侧壁间隔的槽部分740也具有两个末端。如上所述，第二槽部分740的“第一”末端在图29中用参考数字724识别，而第二槽部分740的“第二”末端则用参考数字726识别。和第一槽部分704与阻抗过渡部分720一样，第二槽部分730也具有底部，但是在图29中不容易看到。在优选实施例中，第二槽部分740的底部与阻抗过渡部分的底部716共面。
和第一槽部分704一样，第二槽部分730也具有第一和第二相对壁或“表面”，它们在图29中用参考数字728和732识别。如图29所示，在第二槽部分730的相对表面728和732之间“插入”的空气间隙或间隔W1，显著小于第一槽部分706的插入空气间隙或间隔W1。
如图29所示，第一槽部分706的相对表面712和714上的导电材料718，贯穿阻抗过渡部分720的整个长度而存在，同样存在于第二槽部分740的相对表面728和730之上。因为导电表面之间的间隔沿着不同的片断变化，所以导电表面之间的分布电容也变化。在第二槽部分740中，存在于相对侧728和730上的导电材料718之间的电容会大于第一槽部分706的分布电容。结果，第二槽部分740的特性阻抗会小于第一槽部分704的特性阻抗。
在优选实施例中，邻接的槽部分(704/720；720/740；740/750；750/760)的物理尺寸和导电材料718被精确地匹配。通过在不同槽部分的邻接末端处匹配物理尺寸和导电材料718，邻接末端的阻抗会相互匹配。沿着传输线的阻抗不连续所造成的传输线上的信号反射，会由于对不一致的负载具有阻抗校正而被减少，或者甚至被消除。
当信号在输入端708处被引入到第一传输线部分704中时，它会传播通过第一传输线部分704，并且以最小波反射的方式进入阻抗过渡部分720。一旦通过阻抗过渡部分，信号将再次以最小反射的方式被运送到第二传输线部分中。构成第一传输线部分、阻抗过渡部分和第二传输线/第二线部分的槽部分的变化的尺寸，变换或改变了信号在传播通过不同的部分704、720和740时遇到的特性阻抗。像这样，变化的槽尺寸提供了这样的设备和方法，其用于提供沿着其长度具有变化阻抗的诸如电路板或甚至集成电路之类的基片上的传输线。
仍然参考图29，显示了第二槽部分740的“第二”或输出端726处的第二阻抗过渡部分750。这个第二阻抗过渡部分750同样具有相对的壁或表面。它也具有与第一槽部分704、第一阻抗过渡部分720以及第二槽部分740的底部共面的底部。第二阻抗过渡部分的相对壁/表面同样涂敷有导电材料718，以形成后退到第一槽部分704的输入端708的连续导电路径。
当信号传播到第二阻抗过渡部分750中时，第二阻抗过渡部分750的特性阻抗随着相对壁/表面之间的插入间隔增加而增加，从而降低了相对表面上的导电材料718之间的电容。
第二阻抗过渡部分750的输出或第二末端在图29中用参考数字752识别。第二阻抗过渡部分750的输出或第二末端752也是第三槽部分760的输入或第一末端。如图29所示，第三槽部分760的宽度大于第二槽部分740的宽度，这会造成第三槽部分760的特性阻抗增加。因为这两个部分(750和760)连接处的特性阻抗根据它们的匹配尺寸而被匹配，所以传播通过第二阻抗过渡部分750的信号会被运送到第三槽部分760中。
对本领域技术人员而言应当明显的是，通过改变同样形成在介电基片中的槽的相对侧面上沉积的导电材料形成的相对导体的几何形状，能够简单地改变诸如电路板或甚至集成电路之类的基片中形成的传输线的阻抗。需要匹配的输入或负载阻抗的电路板上的或集成电路中的电子器件，会根据本发明的那些通过平滑的和受到控制的阻抗过渡而得到改善的性能。
仍然参考图29，电子器件770和780被显示为安装到基片702的上表面703。一个器件770显示电连接到第二传输线/槽片断740；第二器件780显示电连接到第一传输线部分704。如果第一器件770需要不同于第二器件780的输入或输出阻抗，则通过改变器件连接到的槽的尺寸，能够容易地调节任一器件连接到的传输线片断的阻抗以匹配第一器件770中的信号源或负载。
图30A和图30B分别显示了在其中形成具有金属化侧壁的槽的介电基片的顶视图和端视图。图30A中显示的波导管具有四个分开的部分，其中的两个是阻抗变化部分。如图30A所示，导电表面或层718被沉积到在其之间为槽底部716的相对介电壁/表面712和714上。
部分S1根据相对侧壁712和714之间的恒定间隔为恒定阻抗部分。当部分S1相交于部分S2时，两个邻接部分的侧壁间隔和金属化被匹配，提供了部分S1和S2之间的较少反射的信号传送。
部分S2具有这样的侧壁，所述侧壁的间隔沿着其长度变窄。沉积到相对表面712和714上的导电材料718之间的间隔降低，从而沿着第二部分S2的长度降低了特性阻抗。当第二部分S2相交于第三部分S3时，第二和第三部分S2/S3的交点处的特性阻抗会被匹配，改善部分S1、S2和S3之间的信号传送。如显示的那样，第四部分S4如显示的那样增加其侧壁间隔，从而增加第四部分S4的特性阻抗。
图31A和图31B显示了变化阻抗传输线部分的替换实施例。在图31A和图31B中，槽部分S1、S2和S3之间的过渡是平滑的，进一步减少了可能由侧壁间隔的突然变化所造成的传输线片断之间的可能阻抗不连续。
尽管图29中显示的实施例描绘了基本上正交于槽部分的底部718的相对侧壁，但是图32显示了这样的槽部分的侧壁，其能够是倾斜的线性部分，如槽“A”所示，而且还能够是弯曲的非线性壁，如槽“B”和“C”所示。图32中的槽“A”的侧壁712、714关于底部716的平面是倾斜的。与此形成对照，槽“B”的侧壁712和714是拱形的和抛物线形的，但也可以是椭圆形的。通过使侧壁倾斜或者用凹面或凸面截面影响它们，槽可以更加容易地用导电材料718涂敷，从而减少制造电路板或集成电路基片的成本。为了声明构造起见，“线性”侧壁应当被解释为包括正交于槽底部的侧壁以及如图32的视图“A”所示地倾斜的壁。“非线性”侧壁应当被解释为是指抛物线形的、椭圆形的或任何其他不是线性的几何形状的侧壁。
尽管图29中显示的实施例描绘了平坦的或几乎平坦的槽部分底部716，但是本发明的替换实施例能够具有不平坦的槽底部716。图33A和33B显示了或者凸面或者凹面(取决于观察者参考点)并因而非平坦的槽部分底部的端视图。使槽底部716不平坦能够改善导电材料条带718对相对侧壁712和714的配准，从而使得更容易向相对侧壁712和714施加导电条带。
尽管优选实施例考虑空气电介质，但是图29-33中显示的槽中的空体积能够用固体或液体介电材料填充。任何部分中的局部或完全填充的槽会增加相对导体之间实现的电容，造成伴随的特性阻抗增加。由于相对表面之间的电介质会增加电容，所以能够减少另外不得不用在表面712和714上以获得特殊分布电容的导电材料718的面积。因此，如果非空气电介质用于填充各个传输线槽部分的话，那么就能够减少用于得到特殊阻抗的槽的深度。
如上所述，传输线的各个部分的相对表面上沉积的导电材料718形成电隔离的导体。由于这些导体是电隔离的，所以它们也被认为是“差分信号对”，其对本领域技术人员是已知的，是运送交替极性信号的成对导体；没有平均存在于两个导体上的D.C.信号。差分信号对本领域技术人员而言是众所周知的，并且上述实施例中的导体应当被认为是作为差分信号对有用。
图35和36显示了涉及适合于在印刷电路板构造中使用的密封通道类型的布置的实施例。它们利用了分组的元件通道传输结构650，其特别适合于以高密度接触间隔运送高电压和电流。传输线650的主体可以由电介质形成，或者可以并入到电路板层中，并且它具有形成在其中的一系列的凹槽或槽651，从它的一个表面652延伸到它的主体部分中。这些槽的侧壁654用导电材料导电地涂敷，例如通过电镀，并且实际上规定了一系列的“极板”655，其彼此相对，并且由将会典型地占据槽651的插入间隔或空气隔开。在图35和36的左方，显示了填充通道的插塞658，并且这个插塞可以包括顶盖部分659和一个或多个舌片或填料660，其从顶盖部分659下垂，并且延伸进入且完全占据槽651的空间。插塞658，尤其是它的填充部分660，在相对的导电表面之间延伸，并且使它们绝缘以防止在它们之间产生电弧。插塞可以用这样的介电材料填充，所述介电材料优选地具有选择用来影响导体之间耦合的介电常数，并且典型地，所述介电常数会是等于或大于高于电介质体的介电常数的一种。接地平面659可以沉积在图35&36的传输线的下表面上，以提供增加的电容耦合。
用这种方式，并且最好如图36中示意性地显示的那样，相反极性(亦即“+”或“-”)导电成对接触件彼此电隔离，但是却规定了完整的电路。本发明的传输元件涉及的尺寸允许以低电感输送的方式实现非常高的密度，尤其是因为大量的共同并行的电流通路。在图36的右面显示了用于完成这种隔离的另一种手段，优选地用信号传输导电表面，亦即使用保形涂层661，其与总的槽和凸区构造一致，但是提供了两个导电表面之间的电绝缘或隔离。电镀表面654、655之间的间隔可以非常小，相当于0.4mm以及诸如此类，并且绝缘涂层或膜661防止成对的导电元件之间产生电弧或短路。传输线中相对的对的使用，在所述传输线之上为跨越并且可能在它的两个相对表面上的横过电流，会导致较低的传输线系统的回路电感。保形涂层或膜661优选地具有比电介质体的低的介电常数，并且接近于空气的1.0的介电常数是最优选的。
从前述中，对本领域技术人员而言应当明显的是，通过金属化切割通过介电基片的槽的相对侧壁，能够使高频传输线形成到介电基片中。由于侧壁之间的间隔(和电介质)确定了传输线的阻抗，所以通过改变侧壁间隔、侧壁上的金属化以及侧壁之间的电介质的类型和量，能够沿着其长度改变传输线的阻抗。能够用来自阻抗匹配的传输线的信号供应具有特殊输入或输出阻抗的电子元件。
权利要求
1.一种用于高频差分信号并具有变化阻抗的传输线，所述传输线包括电介质体；第一传输线部分，其由所述电介质体中的第一槽组成，并且具有第一与第二传输线末端和所述第一与第二传输线末端之间的第一特性阻抗；第二传输线部分，其由所述电介质体中的第二槽组成，所述第二传输线同样具有第一和第二末端，但是具有它的第一与第二末端之间的第二特性阻抗；以及传输线阻抗过渡部分，其具有耦合到所述第一传输线部分第二末端的第一末端和耦合到所述第二传输线部分第一末端的第二末端，所述阻抗过渡部分的第一末端具有所述第一特性阻抗，所述阻抗过渡部分的第二末端具有所述第二特性阻抗。
2.一种用于高频差分信号并具有沿着传输线的变化阻抗的传输线，所述传输线包括介电基片；具有第一和第二末端的所述介电基片中的第一槽部分，所述第一槽部分具有第一与第二相对表面和所述第一与第二相对表面之间的底部，所述第一槽部分的所述相对表面通过第一插入间隔相互隔开，一部分的所述第一与第二相对表面每个都具有能够运送电信号的导电表面，所述第一槽部分具有它的第一与第二末端之间的第一特性阻抗；同样具有第一和第二末端的所述介电基片中的第二槽部分，所述第二槽部分也具有第一与第二相对表面和所述第一与第二相对表面之间的底部，所述第二槽部分的所述相对表面通过第二插入间隔相互隔开，所述第二槽部分的一部分的所述第一与第二相对表面每个都具有能够运送电信号的导电表面，所述第二槽部分具有它的第一与第二末端之间的第二特性阻抗；以及阻抗过渡部分，其由具有渐缩导电相对表面的所述介电基片中的槽组成，所述阻抗过渡部分具有耦合到所述第一槽部分第二末端的第一末端，并且进一步具有耦合到所述第二槽部分第一末端的第二末端，所述阻抗过渡部分的所述第一末端具有等于所述第一特性阻抗的阻抗，所述阻抗过渡部分的所述第二末端具有等于所述第二特性阻抗的阻抗。
3.如权利要求2所述的传输线，其中，所述第一和第二槽部分中的以及所述阻抗过渡部分中的所述导电表面是差分信号对。
4.如权利要求2所述的传输线，其中，导电表面由以下的至少一种组成金属电镀的塑料；气相沉积的金属；蚀刻的金属。
5.如权利要求2所述的传输线，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个，至少部分地用介电材料填充，并且其中所述介电材料也确定特性阻抗。
6.如权利要求2所述的传输线，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个，具有基本上正交于所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分的相应底部的相对表面。
7.如权利要求2所述的传输线，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的相对表面是线性的。
8.如权利要求2所述的传输线，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的相对表面是非线性的。
9.如权利要求2所述的传输线，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的底部是不共面的。
10.一种电路板，包含平面介电基片，其具有厚度T；所述介电基片中的第一槽部分，所述第一槽部分具有第一末端、第二末端和小于T的深度，所述第一槽部分具有第一与第二相对且导电的侧壁和所述第一与第二相对侧壁之间的底部，所述第一槽部分的所述侧壁通过第一插入间隔相互隔开，所述导电侧壁能够运送差分电信号，所述导电表面之间的间隔、所述第一插入间隔中的电介质和所述导电表面的面积确定所述第一槽部分的第一特性阻抗；所述介电基片中的第二槽部分，所述第二槽部分也具有第一末端、第二末端和小于T的深度，所述第二槽部分也具有第一与第二相对且导电的侧壁和所述第一与第二相对侧壁之间的底部，所述第二槽部分的所述侧壁通过第二插入间隔相互隔开，所述导电侧壁能够运送差分电信号，所述导电表面之间的间隔、所述第二插入间隔中的电介质和所述导电表面的面积确定所述第二槽部分的第二特性阻抗；以及在它的第一和第二末端之间具有第一和第二相对侧壁的阻抗过渡部分，所述阻抗过渡部分第一末端处的相对侧壁匹配于且耦合到所述第一槽部分的侧壁，所述阻抗过渡部分第二末端处的相对侧壁匹配于且耦合到所述第二槽部分的侧壁，所述阻抗过渡部分在其第一末端处具有所述第一特性阻抗，并且在在其第二末端处具有所述第二特性阻抗，所述阻抗过渡部分的相对侧壁逐渐缩小以改变所述阻抗过渡部分在其第一与第二末端之间的特性阻抗。
11.如权利要求10所述的电路板，其中，所述导电表面是差分信号对。
12.如权利要求10所述的电路板，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个，至少部分地用介电材料填充。
13.如权利要求10所述的电路板，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的侧壁是线性的。
14.如权利要求10所述的电路板，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的侧壁是非线性的。
15.如权利要求10所述的电路板，其中，导电表面是金属电镀的塑料、溅射的真空沉积的金属或蚀刻的金属。
16.一种电路板，由以下组成平面介电基片，其能够在其上携带电子元件，并且具有厚度T；以及传输线，其形成到所述平面介电基片中，所述传输线具有变化阻抗并且由以下组成第一槽部分，其在所述平面介电基片中，形成具有第一特性阻抗的第一传输线片断，所述第一槽部分具有第一末端和第二末端，所述第一槽部分具有第一与第二金属化相对侧壁和所述第一与第二相对金属化侧壁之间的底部，所述第一槽部分的所述侧壁通过第一插入间隔相互隔开，所述导电表面能够运送差分电信号；第二槽部分，其在所述平面介电基片中，形成具有第二特性阻抗的第二传输线片断，所述第二槽部分也具有第一末端和第二末端，所述第二槽部分也具有第一与第二金属化相对侧壁和所述第一与第二相对金属化侧壁之间的底部，所述第二槽部分的所述侧壁通过第二插入间隔相互隔开，所述导电表面能够运送差分电信号；以及阻抗过渡部分，其在所述第一槽部分第二末端和所述第二槽部分第一末端之间，所述阻抗过渡部分具有第一末端，其具有所述第一特性阻抗，以及第二末端，其具有所述第二特性阻抗，所述阻抗过渡部分具有第一和第二相对侧面，它们的分隔逐渐缩小以沿着所述阻抗过渡部分的长度提供变化阻抗；第一电子器件，其机械附着到所述平面介电基片并电耦合到所述第一槽部分，所述第一电子器件具有对应于所述第一特性阻抗的输入阻抗；以及第二电子器件，其耦合到所述第二槽部分的导电表面，并且具有与所述第二特性阻抗相匹配的输入阻抗。
17.如权利要求16所述的电路板，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个，至少部分地用介电材料填充。
18.如权利要求16所述的电路板，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的侧壁是线性的。
19.如权利要求16所述的电路板，其中，所述第一槽部分、所述阻抗过渡部分和所述第二槽部分中的至少一个的侧壁是非线性的。
20.如权利要求16所述的电路板，其中，所述导电表面是差分对。
全文摘要
用于高频差分信号并具有变化阻抗的传输线被形成到基片中。传输线由第一槽组成，所述第一槽的相对表面携带导电表面，其能够运送电信号。根据它们的尺寸、间隔和电介质填料，导电表面构成传输线。第二槽，其同样具有相对表面，所述相对表面中的每一个也携带导电表面，但是与第一槽的相对表面不同地被隔开，提供第二传输线但是具有不同的阻抗。通过传输线的阻抗过渡部分，其为这样的槽部分，所述槽部分的尺寸逐渐缩小以满足两个不同传输线片断的不同槽尺寸，改变两个传输线之间的阻抗。
文档编号H01P5/02GK1922756SQ200480042088
公开日2007年2月28日 申请日期2004年12月23日 优先权日2003年12月24日
发明者大卫·L·布伦克尔, 维克托·扎德烈 申请人:莫莱克斯公司