专利名称：包含传输线的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含传输线的电路，还涉及一种装置和一种方法。
这种电路的例子是集成电路和印刷电路板。这种装置的例子是 消费类产品和非消费类产品。
背景技术：
US2004/0104044 Al公开了 一种印刷电路板设计。为了使位于印 刷电路板的不同层的两条传输线相互电连接，使用了压印在印刷电路 板侧壁上的铜箔。在传输线具有相等的线宽的情况下，铜箔为矩形。 在传输线不具有相等的线宽的情况下，连接到最宽传输线的铜箔端具 有等于该最宽传输线的线宽的箔宽度，并且连接到最窄传输线的另一 铜箔端具有等于该最窄传输线的线宽的箔宽度。
为了使位于相同层的具有不同线宽的不同传输线相互电连接， 将使用所谓的锥体(taper)。该锥体使传输线互连，优选地使得射频 信号的最大部分能够通过该锥体，并且只反射这些射频信号的最小部 分。锥体的反射系数限定了哪部分被反射。例如，反射系数取决于以 下事实当传输线具有不同线宽时，传输线将具有不同阻抗。为了将 反射系数保持为尽可能小，连接到最宽传输线的锥体的一端可具有等 于该最宽传输线的线宽的锥体宽度，并且连接到最窄传输线的锥体的 另一端可具有等于该最窄传输线的线宽的锥体宽度。锥体宽度从锥体 的一端到另一端逐渐改变，例如，线性改变或成指数地改变。
反射系数还取决于传输线两端之间的距离。只要该距离大于将 要通过传输线交换的频率信号的波长的20%,那么该反射系数是相 对较小的。但是对于更短的距离，该反射系数变得相对较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种包含具有不同线宽的传输线的电路， 尤其(但不排他地)在传输线的端部之间的距离小于要通过传输线交
换的频率信号的波长的情况下，传输线可以相互耦接而不会导致相对 较大的反射系数。
本发明的其它目的在于提供一种包括电路的装置，并且提供一 种用来耦接传输线的方法。
根据本发明的电路包括
具有第一线宽的第一传输线，
具有第二线宽的第二传输线，以及
在一端具有第一耦接宽度且在另一端具有第二耦接宽度的耦接
部分，所述一端与第一传输线耦接，并且另一端与第二传输线耦接， 第一线宽小于第二线宽，第一耦接宽度大于第一线宽，并且第二耦接 宽度小于第二线宽。
通过使用使传输线相互连接的耦接部分，传输线彼此耦接，而 不会导致相对较大的反射系数。尤其在传输线的端部之间的距离小于 要通过传输线交换的频率信号的波长的情况下，诸如距离为波长的
10%、 5%或1%的情况下，耦接部分被证明工作良好。然而，对于
大于该波长的距离，也可使用该耦接部分。
此外，根据本发明的电路还具有这样的优点，即，由于传输线 两端之间的距离变小，从而电路更加紧凑。
根据本发明的电路的实施例由比第一线宽和第二线宽之差小的 第一线宽和第二耦接宽度之差、以及比第一线宽和第二线宽之差小的 第二线宽和第一耦接宽度之差所限定。根据该实施例，第一线宽和第 二耦接宽度两者之间的差小于第一线宽和第二线度之差。并且第二线 宽和第一耦接宽度两者之间的差小于第一线宽和第二线度之差。
根据本发明的电路的实施例由为第二线宽的80% — 120%的第 一耦接宽度和为第一线宽的80% — 120%的第二耦接宽度所限定。根 据该实施例，第一耦接宽度和第二线宽基本相同，并且第二耦接宽度 和第一线宽基本相同。根据本发明的电路的实施例由形成了用来导入频率信号的串行 布局的第一传输线和耦接部分及第二传输线所限定。在该串行布局 中，频率信号从第一传输线经由耦接部分交换到第二传输线，反之亦 然。
根据本发明的电路的实施例由小于频率信号的波长的耦接部分 的长度所限定。更短的耦接部分允许电路更加紧凑。然而，对于长度 比该波长要长的耦接部分，也可使用本发明。
根据本发明的电路的实施例由大于频率信号波长的5%的第一
传输线长度和第二传输线长度所限定。仅当传输线的长度大于频率信
号的波长的5%时，传输线具有由其线宽和其材料特性所限定的阻 抗。由于以下事实，即，耦接部分的反射系数直接由耦接部分和传输 线之间的失配所导致，所以对于其长度大于频率信号的波长的5%的 传输线，存在预定情况。然而，对于具有比频率信号的波长的5%短 的长度的传输线中的一条或多条，也可使用所述耦接部分。
根据本发明的电路的实施例由耦接部分所限定，所述耦接部分
包括
在耦接部分的一端有具有第一耦接宽度的第一锥体，以及
在耦接部分的另一端有具有第二耦接宽度的第二锥体，所述第
二锥体与所述第一锥体耦接，所述第一锥体和所述第二锥体形成了用 来导入频率信号的另一串行布局。
根据该实施例，通过将两个锥体彼此连接来实现所述耦接部分。 尤其在第一耦接宽度和第二线宽相对相同的情况下，以及在第二耦接
宽度和第一线宽相对相同的情况下，这是简单的实现。例如，锥体是
块状锥体。耦接部分中也可包括3个或更多锥体。
根据本发明的电路的实施例由为耦接部分的长度的40%—60% 的第一锥体的长度和/或第二锥体的长度所限定。根据该实施例，第 一锥体的长度为例如耦接部分的40%，并且第二锥体的长度为例如 耦接部分的60%，反之亦然。优选地是，每一锥体的长度均为耦接 部分的50%。
根据本发明的装置的实施例和根据本发明的方法的实施例与根
6据本发明的电路的实施例相对应。本发明基于以下观察，即，耦接部 分的反射系数取决于与将被耦接的传输线的端部之间的距离相对应 的耦接部分的长度，并且对于小于将要通过传输线交换的频率信号的 波长的20%的长度和/或距离，该反射系数变得相对大，此外，本发 明还基于以下基本概念，即，耦接部分应该在第一传输线的一端具有 第一耦接宽度，并且应该在第二传输线的一端具有第二耦接宽度，第 一耦接宽度应该大于第一传输线的第一线宽，并且第二耦接宽度应该 小于第二传输线的第二线宽。
本发明解决了问题，提供了包括具有不同线宽的不同传输线的 电路，尤其在传输线的端部之间的距离小于将要通过传输线交换的频 率信号的波长的情况下，传输线彼此耦接而不会引入相对较大的反射 系数。根据本发明的电路还具有另一优点，即，由于传输线端之间的 距离可以更小，所以电路可以更紧凑。
通过以下描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得清楚。
在附图中，
图1示意性地示出了现有技术的电路，
图2示出了图1的电路的衰减(dB)与频率(GHz)的关系， 图3示意性地示出了根据本发明的两条传输线的耦接部分， 图4示意性地示出了根据本发明的电路，
图5示出了图4的电路的衰减(dB)与频率(GHz)的关系，
以及
图6示意性地示出了包括根据本发明的电路的根据本发明的装置。
具体实施例方式
图1所述的电路包括通过锥体15彼此连接的第一传输线11和 第二传输线12。
在图2中，示出了图1的电路的衰减(dB)与频率(GHz)的
7关系。上部曲线定义了在两条传输线11和12彼此间没有锥体15而 直接耦接的情况下的大约8.67 dB的衰减。下部曲线定义了在电路1 包括锥体15的情况下在15 GHz处大约8.698 dB至在25 GHz处大约 8.719 dB的衰减。因此，与直接连接的情况相比较，锥体15减小了 电路的衰减(dB)。然而，对于传输线11和12的端部之间的距离 小于要通过传输线11和12进行交换的频率信号的波长的20%的情 况，锥体15的反射系数变得相对较大，并且衰减将会增加。
在图3中，示出了两条传输线11和12的耦接部分。在图3A中， 示出了两条传输线11和12，第一传输线11具有线宽wl，并且第二 传输线12具有线宽w2。传输线11和12的端部之间存在距离d。在
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闺jti ， f厶j迈兵fl见;夂c丄々wts:/戈e tfj先一伏"iA'i:'氏i,丄j。'罔刈，见 度cl等于线宽w2，并且例如长度e等于距离d的一半，当然还可以 有其它选择。在图3C中，第一块状锥体13与第一传输线11相连接， 第一传输线11具有两条传输线11和12中的最短宽度wl。在图3D 中，构造具有宽度c2和长度f的第二块状锥体14。例如，宽度c2 等于线宽wl，并且例如长度f等于距离d的一半，当然还可以有其 它选择。在图3E中，第二块状锥体14与第一块状锥体13相连接， 并且与第二传输线12相连接，第二传输线12具有两条传输线11和 12中的最大宽度w2。
图4所示的根据本发明的电路1包括通过耦接部分13、 14彼此 耦接的第一传输线11和第二传输线12。例如，耦接部分13、 14包 括第一 (块状)锥体13和第二 (块状)锥体14，也不排除用来实现 耦接部分13、 14的其它选择，在第一种情况下，耦接部分13、 14 在一端具有第一耦接宽度cl，在另一端具有第二耦接宽度c2，所述 一端与第一传输线ll耦接，并且另一端与第二传输线12耦接，第一 线宽wl小于第二线宽w2，第一耦接宽度cl大于第一线宽wl，并 且第二耦接宽度c2小于第二线宽w2。
在第二种情况下，第一线宽wl和第二耦接宽度c2之差小于第 一线宽wl和第二线宽w2之差，并且第二线宽w2和第一耦接宽度 cl之差小于第一线宽wl和第二线宽w2之差。
8在第三种情况下，第一耦接宽度cl大约为第二线宽w2的80% 一120%，并且第二耦接宽度c2大约为第一线宽wl的80% — 120%。
第一传输线11和耦接部分13、 14及第二传输线12形成了用于 导入频率信号的串行布局。第一锥体13和第二锥体14形成了作为用 于导入频率信号的串行布局的一部分的另一串行布局。
在图5中，示出了图4的电路的衰减(dB)与频率(GHz)的 关系。上部曲线定义了在两条传输线11和12在彼此间没有耦接部分 13、 14而直接耦接的情况下的大约8.67 dB的衰减。下部曲线定义了 在电路1包括耦接部分13、 14的情况下的在15 GHz处大约11.5 dB 至在25 GHz处大约22.5 dB的衰减。因此，与直接连接的情况相比 牧，不两伎部刀、丄J、丄4 #c々、j tBie哲tfj衣tw 、atw 。 勺tsj丄t"i/J、'卞(t'k^ 15相比较，至少对于耦接部分13、 14的长度d(-e+f)小于频率信号 的波长的情况，诸如长度等于该波长的1%至20% (例如等于该波长 的2%或5%或10%的长度)耦接部分13、 14也减小了电路的衰减 (犯)。
通常，第一传输线11和第二传输线12的长度将大于频率信号 的波长的5%。否则，传输线11和12不具有由线宽和材料特性所限 定的预定阻抗。耦接部分13、 14的反射系数直接由耦接部分13、 14 和传输线ll和12之间的失配导致。另外，第一锥体13的长度e禾口/ 或第二锥体14的长度f将介于耦接部分13、 14的长度d的40% — 60%的区间内，而长度e和f的和等于长度d。
图6示意性地示出了包括根据本发明的电路1的根据本发明的 装置2。例如，电路1是集成电路或印刷电路板。例如，装置2是消 费类产品或非消费类产品。
除了通过锥体13和14实现耦接部分13、 14之外，也不排除另 一实现方式，诸如，通过具有锥体13和14的组合形式的一个单独的 锥体来实现耦接部分13、 14，并且诸如通过图1所示的锥体15来实 现耦接部分，而锥体15的端部具有对换位置，从而锥体15的较宽端 部与较窄的传输线11耦接，并且锥体15的较窄端部与较宽的传输线 12耦接。耦接部分可包括三个或更多锥体。此时，该应用可在1 MHz和1000 GHz之间。
总之，在包括具有第一线宽的第一传输线11和具有第二线宽的 第二传输线12的电路1中，传输线11和12通过在其端部具有第一 耦接宽度和第二耦接宽度的耦接部分13、 14彼此耦接，从而较小的 线宽和较大的耦接宽度相结合，并且从而较大的线宽和较小的耦接宽 度相结合。例如，对于传输线ll、 12的端部之间的距离小于将要通 过传输线ll、 12和耦接部分13、 14进行交换的频率信号的波长的情 况，这样的耦接部分13、 14引入了相对小的反射系数。因此，电路 l可变得更紧凑。耦接部分13、 14可包括一个单独的锥体，或者可 包括具有较大的第一耦接宽度的第一锥体13和具有较小的第二耦接 宽度的第二锥体14。
尽管已经参照附图和前面的描述详细说明和描述了本发明，但 是，这些说明和描述应该被理解为说明性或示例性的，而非限制性的； 本发明不限于在此公开的实施例。通过研究附图、公开文本、和所附 权利要求，在此公开的实施例的其它变形可被实践本发明的本领域技 术人员所理解和实现。在权利要求中，动词"包括"不排除权利要求 中没有提到的部件或步骤的出现。部件前面的冠词"一个"或"一种" 不排除多个同类部件的出现。单个处理器或其它单位可实现权利要求 中所提及的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中的特定手 段并不表示这些手段的组合不能被使用以产生益处。计算机程序可被 存储/散布在适当的介质中，诸如与其它硬件或作为硬件的一部分提 供的光存储介质或固态介质，但也可以以其它形式散布，诸如通过互 联网或其它有线或无线通信系统。权利要求中的任何参考标记不应该 被理解为限制本发明的范围。
权利要求
1. 一种电路(1)包括-具有第一线宽的第一传输线(11)，-具有第二线宽的第二传输线(12)，以及-在一端具有第一耦接宽度且在另一端具有第二耦接宽度的耦接部分(13、14)，所述一端与第一传输线(11)耦接，并且所述另一端与第二传输线(12)耦接，其中第一线宽小于第二线宽，第一耦接宽度大于第一线宽，并且第二耦接宽度小于第二线宽。
2. 根据权利要求1所述的电路(1)，第一线宽与第二耦接宽度之差比第一线宽与第二线宽之差小，并且第二线宽与第一耦接宽度之差比第一线宽与第二线宽之差小。
3. 根据权利要求1所述的电路(1)，第一耦接宽度为第二线宽的80%到120%，并且第二耦接宽度为第一线宽的80%到120%。
4. 根据权利要求1所述的电路(1)，第一传输线(11)和耦接部分(13、 14)以及第二传输线(12)形成了用来导入频率信号的串行布局。
5. 根据权利要求4所述的电路(1)，耦接部分(13、 14)的长度小于频率信号的波长。
6. 根据权利要求4所述的电路(1),第一传输线(11)的长度和第二传输线(12)的长度大于频率信号的波长的5%。
7. 根据权利要求l所述的电路(1)，所述耦接部分(13、 14)包括- 在所述耦接部分的一端有具有第一耦接宽度的第一锥体(13) ，以及-在所述耦接部分的另一端有具有第二耦接宽度的第二锥体(14) ，所述第二锥体(14)与所述第一锥体(13)耦接，所述第一 锥体(13)和所述第二锥体(14)形成了用来导入频率信号的另一串 行布局。
8. 根据权利要求7所述的电路(1)，第一锥体(13)的长度 和/或第二锥体(14)的长度为耦接部分(13、 14)的长度的40%到 60% 。
9. 一种包括根据权利要求1所述的电路(1)的装置(2)。
10. —种用来使具有第一线宽的第一传输线(11)和具有第二线 宽的第二传输线(12)进行耦接的方法，所述方法包括-第一步骤，将耦接部分(13、 14)的一端与第一传输线(11) 耦接，其中所述耦接部分(13、 14)的所述一端具有第一耦接宽度， 以及-第二步骤，将耦接部分(13、 14)的另一端与第二传输线(12) 耦接，其中所述耦接部分(13、 14)的所述另一端具有第二耦接宽度， 其中第一线宽小于第二线宽，第一耦接宽度大于第一线宽，并且第二 耦接宽度小于第二线宽。
全文摘要
电路(1)中包括具有第一和第二线宽的第一和第二传输线(11、12)，并且传输线(11、12)通过在其端部具有第一和第二耦接宽度的耦接部分(13、14)彼此耦接，从而较小的线宽和较大的耦接宽度相结合，并且较大的线宽和较小的耦接宽度相结合。例如，对于传输线(11、12)的端部之间的距离小于将要通过传输线(11、12)和耦接部分(13、14)交换的频率信号的波长的情况，这样的耦接部分(13、14)引入了相对小的反射系数。电路(1)可变得更紧凑。耦接部分(13、14)可包括一个单独的锥体，或者可包括具有较大的第一耦接宽度的第一锥体(13)和具有较小的第二耦接宽度的第二锥体(14)。
文档编号H01P5/02GK101485042SQ200780025592
公开日2009年7月15日 申请日期2007年7月3日 优先权日2006年7月7日
发明者威廉默斯·M·C·多尔曼斯 申请人:Nxp股份有限公司