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无焊安装印刷电路板连接器
录入时间:2013/5/27 21:10:13

一个显著的趋势是高频电子产品和现代数据传输电路不断增加的带宽需求,以及成本减少和性能提高对集成模块的强力推动。这意味着传统同轴电缆连接器在高频大型组件中不能发挥重要作用。然而,测试应用和测量应用的连接解决方案需要高达110GHz的频率,在设计阶段则需要更高的频率。为了解决这些问题,研制出了无焊印刷电路板安装罗森伯格精密连接器。

表面安装连接器通常的实现类型是直角安装或者边缘安装。这两种类型适用于所有需要阻抗控制和良好屏蔽性能的通信行业。它们的结果可靠、优良,具有可重复性。然而,随着移动到非常高的频率,即发送信号的波长与连接器的尺寸可比拟,就不需要考虑信号路径的耦合谐振结构。

这意味着仔细控制连接器和电路板接口处的潜在谐振和辐射对于预测性能至关重要。在真空中100GHz时波长是3mm,要控制1/4波长(0.75mm)和半波长(1.5mm)的谐振。空洞和间隙与这些尺寸相比很小,而且在印刷电路板介质中波长要更小。

 

基板厚度

   为了在无模式工作,基板厚度必须远小于1/4波长。给定基板材料,微带线宽度和基板厚度的比为常数。因此,毫米波电路的大小不应超过零点几毫米,并由表面安装连接器的中心探针电连接。

    例如:计算边缘安装连接器的S参数,如图1所示。图1说明在25GHz以前信号性能良好。但是,在30GHz出现了一个很强的谐振。这是由寄生谐振结构,即通过连接体和印刷电路板接地之间的间隙耦合到传输线引起的。这个结构吸收了信号的主要部分,在插入损耗中形成一个下降了大约几个dBs的深窄带,同时在反射损耗中形成一个尖峰。

 

                1 计算插入损耗(S12,S21)和反射损耗(S11,S22

    信号的主要部分辐射到自由空间,可能对相邻的电路形成潜在干扰。图2的对数场图表明谐振边缘场穿过接地空隙。强调其物理模型,它的性能类似一个有信号探针的波导转换,作用与电感柱相似。下面我们将考虑如何应对这些挑战。

 

 

                         2 30GHz时谐振边缘场图

技术特点

    3描绘了所选择连接器的拓扑结构。射频接地和顶层接地通过许多过孔相连,以保持印刷电路板的无模式。连接器的区域在顶层接地面。这使得连接器封装非常简单,并且容易设计,同时在转换时不激励出谐振。

 

                        3  印刷电路板切割面的详细视图

    对于带状线,“笔尖”式的信号接触只产生一个很低的容性负载,这是高频最小反射的必要条件。接地平面不需要空隙,否则会使得设计繁琐。当信号管脚从连接器的安装表面引出,一旦安装连接器,弹力将施加在信号焊盘,提供一个稳定和防振的连接。

 特点

•连接器有:RPC-2.92(40GHz)02K80A-40ML5,RPC-1.85(70GHz)08K80A-40ML5以及RPC-1.00(110GHz)01K80A-40ML5

•无需焊接

•预置定位销钉

•锁模装置可容纳很宽范围的板厚,同时在接触面和电路板之间提供一个连续的接地连接

•通用,可靠以及可重复使用

如同仿真预期,测试结果证实了在高达40GHz,70GHz和110GHz时新的连接器系列射频性能卓越。三个产品的反射损耗和插入损耗分别如图4a和4b所示。频率响应具有高达110GHz的无模式。插入损耗是印刷电路板上共面波导损耗的50%。连接器的实际插入损耗是相当低的。在相同的基片上,70GHz和110GHz的版本已经经过测试。40GHz的版本是单独设计的。

 

4 无焊接印刷电路板安装连接器反射损耗(a)和插入损耗(b)的测量值

这解释了在较低频率02K80A-40M具有较低的损耗。这可能仅归因于不同的印刷电路板布局。连接器为110GHz类型的TDR响应如图5所示。同轴接口在左边。这证实了沿着信号路径具有良好的阻抗控制。这类连接器在超高频测试和测量中有广泛的应用,在对邻近电路的强制性最小辐射和耦合的情况也有广泛的应用。

 

110 GHz连接器01K80A-40ML5的TD的门控S11

 

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