[發明專利]毫米波有源天線單元及PCB板間互連結構

在審

• 申請號: 201910559953.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110167261A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 高永振;伍尚坤;張志梅;高霞;鐘偉東
• 申請（專利權）人: 京信通信技術（廣州）有限公司;京信通信系統（中國）有限公司;京信通信系統（廣州）有限公司;天津京信通信系統有限公司
• 主分類號: H05K1/14
• 分類號: H05K1/14;H05K1/11
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周修文

本發明涉及一種毫米波有源天線單元及PCB板間互連結構，PCB板間互連結構包括主板及AIP天線模塊。主板為第一多層PCB板，并設有信號傳輸線以及與信號傳輸線電性連接的第一焊盤。AIP天線模塊為第二多層PCB板，并設有第二焊盤、阻抗匹配變換枝節、阻抗線及信號處理電路。主板與AIP天線模塊采用多層PCB板之間直接焊接互連的方式，一方面省去了昂貴的毫米波互連組件，如此成本很低；另一方面，板間直接焊接的方式，提高了產品的可靠性，可實現多層PCB板間互連設計，且多層PCB板間集成度大大提高，有利于毫米波設備小型化設計；此外，第二焊盤與信號處理電路之間設置有阻抗匹配變換枝節與阻抗線，能適合更廣泛的頻率范圍，以及適合更廣泛的疊層數范圍。

技術領域

本發明涉及毫米波通信技術領域，特別是涉及一種毫米波有源天線單元及PCB板間互連結構。

背景技術

隨著5G通信技術的發展，毫米波在大帶寬、高速率通信方面有顯著優勢。5G系統需要Sub-6GHz和毫米波頻段統籌規劃、優勢互補。5G毫米波可以在小基站、CPE(customerpremise equipment,客戶前置設備)、Repeater(直放站)等場景中廣泛應用。對于毫米波AAU(Active Antenna Unit，有源天線單元)產品包括AIP(Antenna in package，封裝天線)天線模塊及與AIP天線模塊相連的主板。AIP天線模塊的天線輻射單元位于多層PCB板的表層(多層指的是不少于兩層)，AIP天線模塊和主板的互連毫米波信號線位于多層PCB板的底部，完成AIP天線模塊和主板間的互連。然而，傳統的AIP天線模塊，通常采用BGA植球的方式來完成板間互連設計，如此成本較高，或者采用PCB板焊接工藝得到的毫米波AAU產品，成本雖然低，但適合頻率比較低、層疊數比較少的場合。

發明內容

基于此，有必要克服現有技術的缺陷，提供一種毫米波有源天線單元及PCB板間互連結構，它能夠實現低成本的同時，能適合更廣泛的頻率范圍，以及適合更廣泛的疊層數范圍。

其技術方案如下：一種PCB板間互連結構，包括：主板，所述主板為第一多層PCB板，所述第一多層PCB板設有信號傳輸線以及與所述信號傳輸線電性連接的第一焊盤；及AIP天線模塊，所述AIP天線模塊為第二多層PCB板，所述第二多層PCB板設有第二焊盤、阻抗匹配變換枝節、阻抗線及信號處理電路，所述第二焊盤與所述第一焊盤疊置焊接連接，所述第二焊盤通過所述阻抗匹配變換枝節與所述阻抗線電性連接，所述阻抗線與所述信號處理電路電性連接。其中，信號處理電路具體可以是功分器處理電路或其它毫米波處理電路。此外，信號傳輸線具體為GCPW(ground-coplanar waveguide地面共面波導)傳輸線、微帶線、或者其它類型傳輸線。

上述的PCB板間互連結構，主板與AIP天線模塊采用多層PCB板之間直接焊接互連的方式，一方面省去了昂貴的毫米波互連組件(例如，軸線、波導等)，如此成本很低；另一方面，板間直接焊接的方式，提高了產品的可靠性，可實現多層PCB板間互連設計，且多層PCB板間集成度大大提高，有利于毫米波設備小型化設計；此外，第二焊盤與信號處理電路之間設置有阻抗匹配變換枝節與阻抗線，阻抗匹配變換枝節與阻抗線的具體設計大小可以根據具體工作頻率相應仿真設計，能使得適合更廣泛的頻率范圍，以及適合更廣泛的疊層數范圍。

在其中一個實施例中，所述信號傳輸線與所述第一焊盤分別位于所述第一多層PCB板的底層線路層與頂層線路層，所述第一多層PCB板設有從所述第一焊盤貫通至所述信號傳輸線的第一信號孔，所述信號傳輸線通過所述第一信號孔的側壁的導電層與所述第一焊盤電性連接。

在其中一個實施例中，所述第一多層PCB板的底層線路層包括第一接地導電層，所述第一接地導電層設有第一缺口區，所述信號傳輸線位于所述第一缺口區內，所述信號傳輸線的外邊緣與所述第一缺口區的內邊緣間隔設置；

所述第一多層PCB板的頂層線路層包括第二接地導電層，所述第二接地導電層設有第二缺口區，所述第一焊盤位于所述第二缺口區內，所述第一焊盤的外邊緣與所述第二缺口區的內邊緣間隔設置；