[发明专利]具有抑制不需要模式的共平面微波电路

说明书

本发明一般涉及一种用来在共平面传输线和电路中抑制电流传送所不需要的模式，例如腔体、平板、表面波和微带模式的结构和方法。本发明特别涉及使用所定义的共平面电阻性模式，该模式将共平面传输线和与mm波、通过倒装片安装的有源器件相连接的电路的带状导体的周边相邻放置。

共平面带状传输线结构的多种应用已为公知。这些处理模式抑制的在先专利详列如下：

U.S.专利号    发明人

3,351,816    Sear等

4,045,750    Marshall

4,600,907    Greliman等

5,105,171    Wen等

5,225,796    Williams等

5,349,317    Notani等

所有这些专利示出了共平面带状传输线结构。

在此技术中以多种形式参照共平面电路结构。为了便于讨论起见，共平面电路结构包括共平面波导结构(CPW)和共平面槽线结构(CSL)。CPW和CSL的特征都在于导电片(conducting sheet)，其具有在彼此相邻的导电片的信号传输导体边缘之间定义的纵向缝隙或槽。理论上，导电片形成了位于槽的任一侧上的接地面(对CPW和CSL而言)，其横向地从信号传送槽的任一侧向无穷远处延伸。

实际上，由于由这些无限延伸(infinite)或半无限延伸的导电片设置的寄生模式，导电片最好只在任一侧上延伸一个足以作为一个CPW或CSL的有限的横向距离。用于实现本申请目的的实际结构更象是通过缝隙分离的平行带状导体。所属技术领域的普通技术人员能够认识到理论概念与实际表达的等效性，因此在本文中，术语CPW和CSL将被理解成具有上述那些基本特征的结构。

一个共平面波导结构(CPW)具有一个或多个紧密放置但彼此分离的纵向共平面带状信号导体，这些导体横向位于两个相邻的纵向共平面接地导体之间或与两个相邻的纵向共平面接地导体分隔相应的缝隙宽度。RF信号沿着信号的端面沿(facing edges)被传输到接地导体。接地导体可比信号到信号之间或信号到接地之间的缝隙更宽。

一个共平面槽线结构(CSL)具有两个具有端面沿的紧密放置的共平面纵向延伸导体，在导体之间具有一个横向缝隙，其通常比导体的侧宽小得多。一个FR信号沿着导体的端面沿传送。

微带模式

一个基板上的共平面传导带能够开发一种微带模式，其中沿着与接地面间隔的传导带，有一个不需要的电位差，而接地面可位于基板的反面或位于基板和共平面带的上面和/或下面。这可以参照图9和图10进行说明。一种典型的共平面带传输线结构(CPW)50由一个位于两个相邻共平面导体54之间、与其相隔一个缝隙距离Dg的中央信号传导带52构成。CPW50用于与从DC到数百GHz的毫米(mm)波RF电路部件互连。这些电路部件可以是放大器、振荡器、混合器、调谐和延迟元件等(未示出)。

在沿着CPW线的任何位置上的中断，特别是不对称中断，例如粗调元件，能够开始将能量从CPW模式耦合到微带模式传播。

参照图9和图10，传导带52,54被定义在绝缘基板56的一侧或顶面。CPW50和基板56一般被安装在一个导电外壳58中。外壳58提供保护以减少辐射或电磁干扰效应(EMI)。基板56的反面或底面一般被安装在外壳58的一个内表面上或附近，或被悬挂在两个相对的内表面之间。

这样外壳58在基板56的反面和上面形成了一个接地面60。基板56的厚度一般足够大以使与波长为λs的信号沿着CPW50传送相关的电磁场相对不受接地面60的影响。可替换地，接地面60可以是一个形成在与导体52、54相对的基板56一侧上的导电片，而外壳58可以由绝缘材料，如塑料制成。

纵向电流在导体52和54中流动，如图9所示，并且在图11中示出了侧片(sheet)电流密度Jc对侧向距离x的曲线。与所需CPW模式相关的电流密度Jc在导体52和54接近与导体52和54之间的缝隙53相邻的内端面的部位为最大值。由于高度集中的相反极性电贺(用沿着导体52和54端面的加号和减号表示)之间的相互吸引，电流密度Jc随着与导体52-54内端面的距离而迅速下降。