專利名稱：具有功率傳送特性的分組單元傳輸通道鏈路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多級電路電子通信系統(tǒng)，特別地涉及一種用于這種系統(tǒng)的專用傳輸通道結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電子傳輸?shù)母鞣N裝置在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是公知的。這些傳輸裝置即使不是全部也是大部分受固有速度限制，例如，頻率上限和信號從系統(tǒng)內(nèi)的一點(diǎn)到另一點(diǎn)所需的實(shí)際時間，通常將該時間稱為傳播延遲。它們的電子性能僅主要受其結(jié)構(gòu)的限制，其次受其材料成分的限制。一種傳統(tǒng)的方法采用導(dǎo)電引腳，例如在邊緣穿孔卡連接器上建立的導(dǎo)電引腳，如圖1所示。在這種結(jié)構(gòu)中，多個導(dǎo)電引腳或端子20排列在塑料外殼21內(nèi)，而且這種排列提供約800MHz至900MHz的運(yùn)行速度。邊緣穿孔卡連接器表示這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，而且在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)將邊緣穿孔卡連接器稱為“Hi-Spec”，如圖2所示，在圖2中，該系統(tǒng)包括設(shè)置在絕緣連接器外殼27內(nèi)的大接地觸點(diǎn)25和小信號觸點(diǎn)26。小信號觸點(diǎn)26與大接地觸點(diǎn)25耦合。這些結(jié)構(gòu)中的信號觸點(diǎn)不是差分信號觸點(diǎn)，而僅是單端信號，這意味著接地觸點(diǎn)位于每個信號觸點(diǎn)的兩側(cè)?？梢韵嘈胚@種類型的系統(tǒng)的運(yùn)行速度可到大約為2.3GHz。
該技術(shù)領(lǐng)域的又一個改進(jìn)被稱為“三元”或“三重”連接器，在該“三元”或“三重”連接器中，導(dǎo)電端子以三角形方式設(shè)置在塑料外殼28內(nèi)，而且該端子包括大接地端子29和兩個較小的差分信號端子30，如圖3所示，而且第6,280,209號美國專利對此進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。這種三元/三重結(jié)構(gòu)具有約4GHz的視在的上限速度。更為簡單地說，為了對電信號提供傳輸線，所有這3種方法均在塑料外殼內(nèi)采用導(dǎo)電引腳。
在這些類型的構(gòu)造中的每種構(gòu)造中，要求保持通過系統(tǒng)的全部傳送通路、包括通過(各)電路板、配合接口以及系統(tǒng)的資源和負(fù)載保持專用傳輸線。當(dāng)從各引腳構(gòu)造傳輸系統(tǒng)時，難以在該系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)要求的一致性。在用于信號、接地和電源的這些連接器中，使用離散點(diǎn)到點(diǎn)連接。將這些導(dǎo)體分別設(shè)計(jì)為導(dǎo)體或用于提供電連續(xù)性的裝置，而且通常不考慮傳輸線的影響。將大多數(shù)導(dǎo)體設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)引腳區(qū)(pinfield)，使得所有引腳、或端子是相同的，而與對它們指定的電功能無關(guān)，而且還可以以標(biāo)準(zhǔn)間距、材料類型和長度設(shè)置各引腳。盡管在運(yùn)行速度低時可以獲得滿意的性能，但是在運(yùn)行速度高時，這些系統(tǒng)將該導(dǎo)體看作系統(tǒng)內(nèi)的不連續(xù)性，該不連續(xù)性影響系統(tǒng)的運(yùn)行和速度。
這些系統(tǒng)內(nèi)的許多信號端子或引腳公用同一個地回路導(dǎo)體，而且這樣產(chǎn)生的高信號與地比無助于使其到高速傳輸信號，因?yàn)樵谛盘柵c地線之間被強(qiáng)制形成一大電流回路，這種電流回路降低帶寬，而增加系統(tǒng)內(nèi)的串音，因此有可能降低系統(tǒng)性能。
帶寬(“BW”)與1√LC成正比，其中L是系統(tǒng)部件的電感，C是系統(tǒng)部件的電容，而BW是帶寬。即使在不存在不連續(xù)性的總體均勻的系統(tǒng)內(nèi)，信號傳送系統(tǒng)的電感分量和電容分量仍導(dǎo)致系統(tǒng)的帶寬降低。通過降低整個系統(tǒng)的總通路長度、主要通過限制整個系統(tǒng)的電流通路的面積以及通過降低系統(tǒng)單元的總板極面積，可以將這些電感部件和電容部件降低到最小。然而，隨著傳輸頻率的提高，減小尺寸本身產(chǎn)生的問題是，使有效物理長度降低到非常小的尺寸。在10GHz范圍及其以上的高頻使得大多數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的通路長度不可接受。
除了累計(jì)整個系統(tǒng)內(nèi)的電感和電容是限制性能的因素外，任何非均勻幾何結(jié)構(gòu)和/或材料轉(zhuǎn)變均產(chǎn)生不連續(xù)性。通過在以約每秒12.5千兆位(Gbps)的速度運(yùn)行的低壓差分信號系統(tǒng)中，將約3.5GHz的頻率用作最低截止頻率，使用介電常數(shù)約為3.8的電介質(zhì)產(chǎn)生約0.25英寸的臨界通路長度，在該長度之上，可容許不連續(xù)性。該尺寸使得人們實(shí)際上不能構(gòu)造包括源、傳輸負(fù)載和位于給定四分之一英寸內(nèi)的負(fù)載的系統(tǒng)。因此，可以看到，電子傳輸結(jié)構(gòu)從均勻結(jié)構(gòu)的引腳排列到功能專用的引腳排列到所嘗試的單式結(jié)構(gòu)接口的發(fā)展，然而，通路長度和其它因素仍限制這些結(jié)構(gòu)。利用上述現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，不可能傳送高頻信號，因?yàn)檫@些系統(tǒng)的物理限制以及這種傳輸所需的短臨界通路長度。
為了獲得有效的結(jié)構(gòu)，必需對整個傳送通路從源通過接口然后到負(fù)載，保持固定和專用傳輸線。這包括可匹配的互連和印刷電路板。當(dāng)該傳送系統(tǒng)由用于與其它單獨(dú)導(dǎo)電引腳互連的單獨(dú)的、導(dǎo)電的引腳構(gòu)造時，這非常難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭赡芤蠡ハ嘞鄬Ω淖円_/端子的尺寸、形狀和位置。例如，在直角連接器中，各引腳/端子行之間的關(guān)系在長度和電耦合方面均發(fā)生變化。在具有最高2.5Gbps的源的傳輸系統(tǒng)中，采用包括源與系統(tǒng)負(fù)載之間的所有區(qū)域的高速互連設(shè)計(jì)原則，該系統(tǒng)包括印刷電路板、板連接器以及電纜組件。這樣一種原則是對標(biāo)準(zhǔn)引腳區(qū)提供附加性能設(shè)計(jì)地線的原則，該原則在于，加強(qiáng)信號與地線通路之間的耦合，而且實(shí)現(xiàn)單端運(yùn)行。這種系統(tǒng)采用的另一個原則是包括進(jìn)行阻抗調(diào)節(jié)以將不連續(xù)性降低到最小。又一個設(shè)計(jì)原則是引腳引出線優(yōu)化，其中信號通路和返回通路被分配到引腳區(qū)內(nèi)的特定引腳，從而將性能提高到最高。在獲得上述臨界通路長度方面，這些類型的系統(tǒng)均受到限制。
本發(fā)明涉及克服了上述缺陷而且以較高速度運(yùn)行的改進(jìn)型傳輸或傳送系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及克服了上述缺陷而且利用成組的導(dǎo)電單元以形成單式機(jī)械結(jié)構(gòu)、其提供在某種意義上與光纖系統(tǒng)相同的完整地電傳輸通道的改進(jìn)型傳輸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的重點(diǎn)是提供完整的、基于銅的電傳輸通道，而不將單獨(dú)導(dǎo)電引腳或與銅導(dǎo)體可分離的接口用作傳輸通道，本發(fā)明的傳輸通道產(chǎn)生更多的可預(yù)測的電性能而且可以更強(qiáng)地控制運(yùn)行特性。可以相信，對于數(shù)據(jù)信號傳輸，在遠(yuǎn)大于0.25英寸的延伸通路長度上，本發(fā)明的這種改進(jìn)型系統(tǒng)可以提供至少高達(dá)12.5GHz的運(yùn)行速度。
因此，本發(fā)明的一般目的是提供一種用作分組單元通道鏈路的設(shè)計(jì)的波導(dǎo)，其中該鏈路包括細(xì)長電介質(zhì)體部分和至少兩個沿其外表面設(shè)置的導(dǎo)電單元。
本發(fā)明的另一個目的是提供具有給定截面的細(xì)長體部分的高速通道鏈路(或傳輸線)，該細(xì)長體部分由具有選擇的介電常數(shù)的電介質(zhì)形成，而且在其最基本結(jié)構(gòu)中，該鏈路具有設(shè)置在其外表面上的兩個導(dǎo)電單元，各導(dǎo)電單元具有類似尺寸和形狀，而在其上的取向互相相反，從而通過在兩個導(dǎo)電單元之間建立特定電場和磁場并在通道鏈路長度上保持該電場和磁場，來控制通過該鏈路傳送的電子能量波。
本發(fā)明的又一個目的是通過選擇性地改變位于細(xì)長體上外表面上的導(dǎo)電單元的尺寸以及其間的間隙以保持平衡的或不平衡的電場和磁場，來控制通道鏈路的阻抗。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種改進(jìn)型電傳輸通道，該電傳輸通道包括平坦襯底以及多個形成在該襯底上的溝槽，該溝槽具有相對的兩個側(cè)壁，而且該溝槽被襯底的中間的凸臺分離，溝槽的側(cè)壁具有例如通過電鍍或淀積法淀積在其上的導(dǎo)電材料，以在溝槽內(nèi)形成電傳輸通道。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種預(yù)設(shè)計(jì)的波導(dǎo)，其中至少利用一對導(dǎo)電單元以提供差分信號傳輸，即信號輸入(“+”)和信號輸出(“-”)，這對導(dǎo)電單元設(shè)置在電介質(zhì)體的外部，以便允許建立單位長度的電容、單位長度的電感、電阻、衰減和單位長度的傳播延遲，以及建立在由導(dǎo)電單元形成的通道內(nèi)的這些預(yù)定性能參數(shù)。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種優(yōu)選為均勻的、圓形截面的固體鏈路(solid link)形式的改進(jìn)型傳輸線，該鏈路至少包括一對設(shè)置在其上、用于引導(dǎo)通過其的電波的導(dǎo)電單元，該鏈路至少包括一個具有設(shè)置在其上的兩個導(dǎo)電面的電介質(zhì)材料的細(xì)絲，該導(dǎo)電面在細(xì)絲的長度方向延伸并被兩個環(huán)形拱形延伸分離，該導(dǎo)電面進(jìn)一步互相分離以形成用于縮短電流回路而且信號導(dǎo)體更緊密對準(zhǔn)的分立的、兩單元傳輸通道。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于高速應(yīng)用的非圓形傳輸線，它包括細(xì)長矩形或正方形電介質(zhì)件，該電介質(zhì)件的外表面至少具有4個設(shè)置在其上的不同扇區(qū)，該電介質(zhì)件包括一對互相對準(zhǔn)設(shè)置在兩個扇區(qū)上同時被中間扇區(qū)分離的導(dǎo)電單元。
利用其唯一結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)上述以及其它目的。在一個主要方面中，本發(fā)明包括由具有預(yù)選介電常數(shù)和預(yù)選截面結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)形成。在該電介質(zhì)線或電介質(zhì)鏈路上設(shè)置一對導(dǎo)電面，它們優(yōu)先互相對準(zhǔn)并互相分離。該導(dǎo)電面用作用于沿傳輸鏈路引導(dǎo)電波的波導(dǎo)。
在本發(fā)明的另一個主要方面中，在一單個的元件上，將導(dǎo)電單元一起分組為一對，這樣確定在兩個或者多個連續(xù)印刷電路板之間延伸并容易連接到其的組合波導(dǎo)。通過例如對電介質(zhì)體的外表面進(jìn)行電鍍，或者模制或者利用其它方法使線路導(dǎo)體連接到該電介質(zhì)體而在其上選擇性地淀積導(dǎo)電材料，可以形成導(dǎo)電面。以這中方式，該電介質(zhì)可以具有彎曲和存在于其表面上的導(dǎo)電面，從而保持沿著和通過電介質(zhì)體的彎曲分離隔開排列的分組的通道導(dǎo)體。
在本發(fā)明的另一個主要方面，利用保護(hù)外罩或外套覆蓋傳輸線的外部?？梢砸跃哂邢嗤瑢挾鹊钠胶馀帕?、或者以具有一對或者多對導(dǎo)電單元，而且導(dǎo)電單元具有不同寬度的不平衡排列，在電介質(zhì)體上設(shè)置導(dǎo)電面?？梢栽陔娊橘|(zhì)體上設(shè)置3個導(dǎo)電單元，以在采用一對差分信號導(dǎo)體和有關(guān)接地導(dǎo)體的傳輸線上支持三元差分(differentialtriple)。只由電介質(zhì)體的尺寸來限制導(dǎo)電面的數(shù)量，而且4個這樣的分立導(dǎo)電單元可被用于支持兩個不同信號通道或一個具有雙地線的單個差分對。
在本發(fā)明的又一個主要方面，在一個空腔內(nèi)形成單式傳輸線，或者襯底上形成多個選擇尺寸的金屬空腔。使襯底開槽，以形成空腔，然后，對溝槽側(cè)壁電鍍導(dǎo)電材料。在該例中，空腔或溝槽側(cè)壁之間的氣隙用作傳輸通道的電介質(zhì)。在這種結(jié)構(gòu)中，空氣的介電常數(shù)不同于而且小于電介質(zhì)體的介電常數(shù)，因此影響電吸引力，而且特別的耦合溝槽內(nèi)的導(dǎo)電單元和不是傳輸線的相鄰信號傳輸通道之間的耦合，同時增加傳輸速度。
在本發(fā)明的又一個主要方面，上述傳輸線可以用于承載功率。在這種情況下，下面的傳輸線包括開槽的電介質(zhì)，其中在溝槽內(nèi)形成連續(xù)接觸區(qū)，即覆蓋溝槽的側(cè)壁或基底。以溝槽長度出現(xiàn)在這3個表面上的連續(xù)接觸區(qū)擴(kuò)展該結(jié)構(gòu)的電流承載能力。接地面可以用于提高功電源通道與接地平面之間的耦合能力，以降低整個結(jié)構(gòu)的源阻抗。該傳輸線具有用于限定它們之間的溝槽的凸起或凸臺。利用諸如選擇性電鍍的連續(xù)處理過程，在溝槽內(nèi)形成導(dǎo)電面，使得形成以傳輸線長度延伸的連續(xù)電鍍的溝槽，即兩個側(cè)壁和互連的基底。這樣可以提高傳輸線的電流承載能力。然后，在兩個信號導(dǎo)體之間的電介質(zhì)上產(chǎn)生高電容，以減小系統(tǒng)的源阻抗。
通過在該系統(tǒng)內(nèi)形成高密度觸點(diǎn)組，可以進(jìn)一步完成本發(fā)明的功率承載方案。在開槽的傳輸線中，可以對溝槽的兩個側(cè)壁電鍍導(dǎo)電材料，以形成以傳輸線的長度延伸的連續(xù)觸點(diǎn)，而且可以沿這些觸點(diǎn)承載相反的極性信號(即，“+”和“-”)。例如，通過或者單獨(dú)地，或者作為圍繞兩個或者更多個這種溝槽的組件，在溝槽內(nèi)插入模制，可以模制插頭組件，以絕緣并隔離相對的觸點(diǎn)對，這樣將產(chǎn)生升高的電壓平衡(standoff)。保角涂層也用于實(shí)現(xiàn)同樣的目的。
本發(fā)明的傳輸線既可以承載信號又可以承載電源，因此容易分割為單獨(dú)信號通道和功率通道。信號通道可由預(yù)選寬度的導(dǎo)電帶或通路構(gòu)成，而為了承載大的電流，功率通道可以包括更寬的帶或加寬的連續(xù)導(dǎo)電帶。與信號帶相比，可以加寬導(dǎo)電帶的電鍍區(qū)，而且具有高的電容?？梢岳糜米鞲綦x區(qū)的、傳輸線的寬的、非導(dǎo)電區(qū)使信號通道與功率通道分離。因?yàn)樵谛纬上旅娴碾娊橘|(zhì)基底的過程中，可以形成隔離區(qū)，所以容易確定隔離區(qū)，以將交叉干擾或電干擾降低到最小。
通過研究下面的詳細(xì)說明，可以清楚地理解本發(fā)明的這些以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


在該詳細(xì)說明的過程中，要經(jīng)常參考附圖，附圖包括圖1是傳統(tǒng)連接器的終接面的平面原理圖；圖2是用于高速連接器的邊緣穿孔卡的平面原理圖；圖3是采用三元或三重的高速連接器的分解原理圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的分組單元通道鏈路的透視圖；圖5是示出導(dǎo)電單元的拱形延伸以及它們之間的間隔的圖4所示的分組單元通道鏈路的端視原理圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的分組單元通道鏈路的變換實(shí)施例的透視圖；圖7是用于將源與傳輸鏈路上具有中等負(fù)載的負(fù)載連接在一起的、本發(fā)明的傳輸鏈路的原理圖；
圖8是既采用傳統(tǒng)觸點(diǎn)“A”又采用本發(fā)明的傳輸鏈路“B”的連接器單元的原理圖，該原理圖示出各系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的電感，其中詳細(xì)放大“A”和“B”部分；圖9是在其上成型直角彎曲的本發(fā)明的鏈路的變換結(jié)構(gòu)的透視圖；圖10是采用本發(fā)明鏈路的傳輸線的原理圖；圖11是示出本發(fā)明鏈路的變換媒體成分的原理圖；圖12是示出變換導(dǎo)電面排列的、不同形狀的電介質(zhì)體的陣列的透視圖；圖13是可以用于形成本發(fā)明鏈路的非圓形截面電介質(zhì)體陣列的透視圖；圖14是適合用作本發(fā)明鏈路的另一種非圓形截面電介質(zhì)體陣列的透視圖；圖15是插入用于提供兩個連接器之間的傳輸線的本發(fā)明的多單元鏈路的連接器組件的分解圖；圖16是具有兩個連接器外殼、被圖15所示傳輸鏈路互連的連接器組件的透視圖；圖17是具有成型在傳輸通道的兩端的兩個互連模塊的本發(fā)明的傳輸通道的原理圖，該原理圖示出本發(fā)明的可能的柔性性質(zhì)；圖18是可以用作具有不同透鏡特性的鏈路的不同配置電介質(zhì)體陣列的透視圖；圖19是具有成型在其上的不同信號通道的多路傳輸鏈路伸延的透視圖；圖20是用于本發(fā)明的多路傳輸鏈路伸延的透視圖；圖21是用于本發(fā)明的離散傳輸鏈路的配合接口的透視圖，其中配合接口取空心端帽的形式；圖22是圖21所示端帽的背面透視圖，它示出用于將傳輸鏈路的端部容納在其內(nèi)的中心開口；圖23是圖21所示端帽的正面透視圖，它示出外部觸點(diǎn)的取向；圖24是多路傳輸鏈路直角、彎曲的連接器組件的平面圖；
圖25是連接器組件的終接端之一的替換結(jié)構(gòu)的透視圖；圖26是適用于將本發(fā)明的傳輸通道鏈路連接到電路板的連接器的透視圖；圖27A是圖26所示連接器的簡略透視圖，它以經(jīng)過透明壁的內(nèi)視圖形式示出該連接器的一些內(nèi)部觸點(diǎn)；圖27B是其側(cè)壁被切除的圖27A所示連接器的內(nèi)部觸點(diǎn)組件的透視圖，它示出位于其上的耦合鉤環(huán)的結(jié)構(gòu)和布置；圖28是沿其線28-28取的圖26所示連接器的剖視圖；圖29A-C是采用圖29A所示的通過其進(jìn)行耦合的媒體的傳輸通道的電介質(zhì)體以及圖29B-C所示的作為通過其進(jìn)行耦合的媒體的導(dǎo)電單元之間的空隙的傳輸通道鏈路的其它實(shí)施例的端視圖；圖30是排列在固定件上的圖29C所示傳輸通道鏈路的陣列的端視圖，它示出利用本發(fā)明可以獲得的傳輸通道的密封件；圖31是示出與圖29A-C所示空氣電介質(zhì)傳輸通道類似的空氣電介質(zhì)傳輸通道的直角配置的平面圖；圖32是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的波導(dǎo)組件的透視圖；圖33是沿其線33-33所取的圖32所示波導(dǎo)組件的剖視圖；圖34是沿其線34-34所取的圖32所示波導(dǎo)組件的剖視圖的放大圖；圖35是使用在兩個電路板之間延伸的本發(fā)明的分組通道傳輸單元并被外部保護(hù)罩保護(hù)的連接器組件的透視圖；圖36是使用本發(fā)明的分組單元通道鏈路的變形的透視圖，它示出其用于將兩個電路板連接在一起的直角應(yīng)用；圖37是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的高壓、高密度傳輸線的透視圖；圖38是圖37所示傳輸線的端視圖；圖39是適合用作低阻抗功率傳輸線的本發(fā)明的傳輸線的透視圖；圖40是在兩個連接器之間延伸的混合信號和功率傳輸線的透視圖，其中信號與功率導(dǎo)體分離開一個隔離區(qū)；以及圖41是在兩個導(dǎo)體之間延伸而且具有多個設(shè)置在其上、用于將信號與功率導(dǎo)體互相電分離的隔離區(qū)的另一個混合信號和功率傳輸線的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖4示出根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的分組單元通道鏈路50的透視圖?？梢钥闯觯溌?0包括細(xì)長的電介質(zhì)體51，優(yōu)先是圓柱形細(xì)絲，它與光纖材料的長度相同。它們之間的不同之處在于，鏈路50用作預(yù)制部件構(gòu)造的波導(dǎo)和專用傳輸媒介。在這方面，電介質(zhì)體51由具有特定介電常數(shù)的電介質(zhì)形成，而且在其上施加多個導(dǎo)電單元52。在圖4和5中，將導(dǎo)電單元52表示為導(dǎo)電材料52的細(xì)長的延伸、跡線(trace)或片(strips)，這樣，它們可以是具有確定截面、可以模制或者利用其它方法，例如利用粘合劑或其它裝置接合到鏈路50的電介質(zhì)體上的傳統(tǒng)銅或貴金屬。還可以利用例如適當(dāng)電鍍方法或真空淀積方法將它們形成在電介質(zhì)體51的外表面55上。導(dǎo)電跡線52設(shè)置在外表面上，而且其寬度沿電介質(zhì)體的周長延伸。
在每個鏈路上至少使用兩個這種導(dǎo)體，這兩個導(dǎo)體通常用于對諸如+0.5伏和-0.5伏的差分信號進(jìn)行信號傳送。使用這種差分信號排列可以使我們將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)表示為預(yù)制部件構(gòu)造的波導(dǎo)，其基本在信號傳送通路的整個長度上采用該預(yù)制部件構(gòu)造的波導(dǎo)。使用電介質(zhì)體51可以在鏈路內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)選耦合。在最簡單的實(shí)施例中，如圖5所示，導(dǎo)電單元設(shè)置在兩個相對面，因此每個導(dǎo)電單元互相之間的電吸引力通過支承它們的電介質(zhì)體，或者對于導(dǎo)電通道，下面將做更詳細(xì)說明，如圖29-30所示，將導(dǎo)電單元設(shè)置在空腔/各空腔的兩個或者更多個外表面上，以通過空氣電介質(zhì)在空腔間隙之間建立主耦合模式。這樣，可以將本發(fā)明的鏈路看作與光纖通道或延伸等效的帶電體。
本發(fā)明涉及電波導(dǎo)，而不涉及光波導(dǎo)或微波波導(dǎo)。本發(fā)明的波導(dǎo)管意在使電信號在從約1.0GHz到至少12.5GHz的高頻，優(yōu)先在更高的頻率，保持所要求的電平的電吸引力的水平。2002年4月23日授權(quán)的第6,377,741號美國專利公開的光波導(dǎo)通常取決于具有類似于反射鏡的反射性的一個外部涂層，或鍍層，以使光子以選擇的方向移動。外涂層/鍍層上的開口導(dǎo)致通過波導(dǎo)管傳播的光擴(kuò)散，這樣反過來又影響波導(dǎo)的光束。以非常高的頻率使用微波波導(dǎo)，以引導(dǎo)微波束的能量，而不發(fā)送它，正如2002年9月5日授權(quán)的第6,114,677號美國專利所描述的那樣，在該美國專利中，微波波導(dǎo)用于使微波位于恒溫器的中心位置。微波天線技術(shù)也采用這種定向目標(biāo)。在所有情況下，這些類型的波導(dǎo)用于聚焦并引導(dǎo)傳播的微波的光能量通過它們，然而，在本發(fā)明中，所設(shè)計(jì)的整個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以在要求的(各)頻率、阻抗、電容以及電感下保持電信號。
本發(fā)明的鏈路的有效性取決于利用電氣容器的兩個或者更多個導(dǎo)電面，通過通道鏈路引導(dǎo)并保持?jǐn)?shù)字信號。這將包括保持信號的完整性、控制發(fā)送以及最小化通過鏈路的損耗。通過控制通道鏈路的材料和系統(tǒng)部件的幾何結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的通道鏈路含有通過其發(fā)送的信號的電磁場，因此提供優(yōu)選的場耦合。簡單地說，通過確定電吸引力區(qū)域，即，相反電荷(即，負(fù)差分信號和正差分信號)的導(dǎo)體(即，導(dǎo)電面52)包圍的電介質(zhì)體51，本發(fā)明建立了設(shè)計(jì)的傳輸線。
如圖5更好示出的那樣，以互相對著的方式，將兩個導(dǎo)電面52設(shè)置在電介質(zhì)體51上。圖4所示的電介質(zhì)體51取圓柱棒的形式，而圖5所示的電介質(zhì)體具有橢圓形結(jié)構(gòu)。在每個這種情況下，導(dǎo)電面或?qū)щ娵E線52延伸不同的弧線長度。圖4和5是本發(fā)明的“平衡”鏈路的代表，其中兩個導(dǎo)電面52的圓周延伸、或弧線長度C相同，而電介質(zhì)體51的非導(dǎo)電外表面55的圓周延伸或弧線長度C1也相同。利用該長度確定導(dǎo)電面之間的大致間距D。如下所述，鏈路可以“不平衡”，其中一個導(dǎo)電面的弧線長度大于另一個導(dǎo)電面的弧線長度，而且在這種情況下，傳輸線最適合單端，或非差分信號應(yīng)用。在電介質(zhì)體和鏈路是圓形的例子中，鏈路可以用作接觸引腳，因此可以用于連接器應(yīng)用。該圓形截面示出與傳統(tǒng)圓接觸引腳是同一種類型的結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，可以修改本發(fā)明的鏈路，以便不僅提供作為整個系統(tǒng)傳輸媒介的一部分的多個導(dǎo)電單元，而且可以將重合、同軸光纖波導(dǎo)插入其內(nèi)，用于傳輸光的信號和光學(xué)信號。在這方面，使電介質(zhì)體51去心，以產(chǎn)生中心開口57，光纖58通過中心開口57延伸。可以通過該鏈路傳送電信號和光信號60。
圖7示出用于合并有本發(fā)明的鏈路50的傳輸線70的原理圖，其在源71與負(fù)載72之間延伸。該鏈路的導(dǎo)電面52用于將源和負(fù)載以及位于源與該負(fù)載之間的其它二次負(fù)載73互相連接在一起。可以將這種二次負(fù)載附加到該系統(tǒng)，以控制整個系統(tǒng)的阻抗。在源處建立線路阻抗，并通過對傳輸線附加二次負(fù)載，調(diào)節(jié)該線路阻抗。
圖8示例性地說明本發(fā)明的鏈路與傳統(tǒng)導(dǎo)體鏈路之間的差別的原理圖，所示的本發(fā)明鏈路和傳統(tǒng)導(dǎo)體鏈路均被絕緣塊76支承。由銅或另一種導(dǎo)電金屬形成兩個分立的傳統(tǒng)導(dǎo)體77，這兩個分立的傳統(tǒng)導(dǎo)體77通過絕緣塊76以引腳的方式延伸。如放大部分“A”所示，兩個分立導(dǎo)體因?yàn)榉糯蟮碾娏骰芈范硎揪哂写箅姼?L)的開路單元結(jié)構(gòu)。完全不同的是，本發(fā)明的鏈路因?yàn)橄蠖ㄎ浑娊橘|(zhì)體51一樣，導(dǎo)電面互相靠近具有固定阻抗的較小電感(L)。在制造過程中，可以控制這些鏈路50的尺寸，而且伸延是優(yōu)選制造過程，其中導(dǎo)電面隨著電介質(zhì)體延伸，或者例如利用選擇的電鍍方法單獨(dú)噴鍍伸延，因此，所獲得的構(gòu)造是噴鍍的塑性變形。利用該延伸方法，容易控制電介質(zhì)體51的體積以及設(shè)置在其上的導(dǎo)電單元之間的間隔。導(dǎo)電面優(yōu)選地延伸電介質(zhì)體的長度，而且稍許在其位于其中要求將傳輸線終接到連接器、電路板或類似部件的位置的端部之前，該導(dǎo)電面結(jié)束。
如圖9所示，電介質(zhì)體可以具有在它們之間正向的彎曲80，該彎曲80具有如圖所示的90°直角彎曲形式或任何其它取向形式。如圖所示，導(dǎo)電面52通過彎曲80延伸，其中它們之間具有同樣的分離間隔，而且該導(dǎo)電面的開始和結(jié)束位置具有同樣的寬度。利用彎曲，容易以它們的分離間隔保持電介質(zhì)體51和導(dǎo)電面52，以消除任何可能的損耗。
圖10示出采用本發(fā)明鏈路的傳輸線。將鏈路50看作由一個或者多個電介質(zhì)體51構(gòu)成的傳輸電纜，其一端82終接到印刷電路板83。為了最小化電路板上的不連續(xù)性，這種終接可以是直接的。設(shè)置使不連續(xù)性保持最低的短轉(zhuǎn)接鏈路84。這些短轉(zhuǎn)接鏈路84保持傳輸鏈路的各分組方面?？梢栽O(shè)置終接接口85，其中將該鏈路終接到具有最小幾何不連續(xù)性或阻抗不連續(xù)性的連接器。這樣，在傳輸線長度上保持分組導(dǎo)電面，從而獲得幾何一致性和電一致性。
圖11示出本發(fā)明傳輸鏈路50的各種不同截面。在最右側(cè)的鏈路90中，中心導(dǎo)體93被空心電介質(zhì)體94包圍，電介質(zhì)體84又支承多個被分離開中間間隔的導(dǎo)電面95，該中間間隔內(nèi)優(yōu)選填充部分電介質(zhì)體94。這種構(gòu)造適合用于傳送功率，其中中心導(dǎo)體93承載功率。在圖11所示位于中間的鏈路91上，中心蓋板96優(yōu)先由選擇的電介質(zhì)構(gòu)成，而且具有支承在其上的導(dǎo)電面97。優(yōu)先設(shè)置絕緣保護(hù)外罩98，以保護(hù)和或絕緣內(nèi)部鏈路。圖11所示最左側(cè)的鏈路92具有保護(hù)外罩99，該保護(hù)外罩99包圍可鍍聚合物環(huán)100，該可鍍聚合物環(huán)100圍繞導(dǎo)電芯或絕緣芯101。利用導(dǎo)電材料電鍍環(huán)100的部分101，而且部分101被未電鍍部分分離開，以在環(huán)主體上確定兩個或更多個要求的導(dǎo)電面。作為一種選擇，圍繞該芯的或鏈路92的芯的一個或多個可以充滿空氣，而且可以利用適當(dāng)遮擋等將它與內(nèi)部部件隔離開。
圖12示出使其外部區(qū)域與電介質(zhì)體51組合在一起以形成不同類型的傳輸鏈路的鏈路陣列110-113。鏈路110具有兩個設(shè)置在電介質(zhì)體51的外表面上、具有不同弧線長度(即，不平衡)的導(dǎo)電面52a、52b，因此鏈路110可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)信號操作。鏈路111具有兩個等間距、等尺寸(或“平衡”)的導(dǎo)電單元52，以實(shí)現(xiàn)有效差分信號操作。
鏈路112具有3個導(dǎo)電面115，以支承兩個差分信號導(dǎo)體115a和一個配合接地導(dǎo)體115b。鏈路113具有4個設(shè)置在其電介質(zhì)體51上的導(dǎo)電面116，其中導(dǎo)電面116可以包括兩個差分信號通道(或?qū)?或一個具有一對相連地線的差分對(differential pair)。
圖13示出具有多邊形結(jié)構(gòu)，例如如同鏈路120的正方形結(jié)構(gòu)，或者如同鏈路121-122的長方形結(jié)構(gòu)的非圓形鏈路陣列120-122。電介質(zhì)體51可以與凸臺部分125一起伸延，可以利用導(dǎo)電材料電鍍或者采用其它方法覆蓋凸臺部分125。單獨(dú)導(dǎo)電面設(shè)置在電介質(zhì)體的各單獨(dú)側(cè)面上，而且優(yōu)選地將導(dǎo)電面的差分信號對設(shè)置在電介質(zhì)體的相反面。這些凸臺部分125可以用于以容易在導(dǎo)體端子(未示出)與導(dǎo)電面125之間容易實(shí)現(xiàn)接觸的方式“嵌進(jìn)”終接導(dǎo)體的導(dǎo)體縫隙內(nèi)。
圖14示出可以與本發(fā)明一起使用的一些附加電介質(zhì)體。一個電介質(zhì)體130被示為凸形，而其余兩個電介質(zhì)體131、132被示為通常為凹形的結(jié)構(gòu)。圓形截面電介質(zhì)體具有使電場強(qiáng)度集中在導(dǎo)電面的拐角的趨勢，而所示的電介質(zhì)體130的稍許凸形具有使場強(qiáng)均勻平坦的趨勢，因此衰減更小。電介質(zhì)體131、132所示的凹形體有利于降低串音，因?yàn)樗騼?nèi)聚焦電場。如圖14所示的這些導(dǎo)電面的寬度和弧線長度小于支承它們的各電介質(zhì)體側(cè)面的寬度和弧線長度。
重要的是，可以將傳輸鏈路成型為一單突起200(參考圖15-16)，在突起200上可以承載多個信號通道，其中每個信號通道包括一對導(dǎo)電面202-203。利用支承它們的中間電介質(zhì)體204和將它們互連在一起的連接板部分205，使導(dǎo)電面202、203互相分離。該突起200可以用作總連接器組件220的一部分，其中該突起容納在成型在連接器外殼211內(nèi)的輔助型線開口210內(nèi)?？梢赃x擇性地電鍍開210的內(nèi)壁，或者可以將觸點(diǎn)212插入外殼211內(nèi)，以接觸導(dǎo)電面，而且如果需要，可以設(shè)置表面安裝部分或通孔尾線部分。
圖17示出如圖所示排列的、一端終接到連接器模塊180以及直角模塊182的兩個傳輸通道50的排列，直角模塊182包括成型在其內(nèi)、用于容納所示傳輸通道鏈路的一系列直角孔道183。在諸如圖17所示排列的排列中，當(dāng)然，可以以連續(xù)制造過程制造傳輸通道鏈路，例如擠壓，而且可以利用固有的或集成的導(dǎo)電單元52，制造每個這種通道。在制造這些單元的過程中，可以控制傳輸通道本身的幾何結(jié)構(gòu)以及位于電介質(zhì)體上的導(dǎo)電單元的間隔和位置，因此傳輸通道起一致、單式電子波導(dǎo)的作用，該電子波導(dǎo)支持一個通道或信號(通信)業(yè)務(wù)量的“巷道”。因?yàn)榭梢允箓鬏斖ǖ梨溌返碾娊橘|(zhì)體非常具有柔性，所以可以容易地將本發(fā)明的系統(tǒng)整合為超過延伸長度的各種路徑，而不顯著犧牲系統(tǒng)的電性能。一個連接器端模塊180可以使傳輸通道保持垂直對準(zhǔn)，而模塊182可以使傳輸通道鏈路的終端保持直角取向，以便終接到其它部件。
圖18示出一組凸形絕緣塊或電介質(zhì)體300-302，其中分離距離L不同、而且絕緣塊的外表面306的曲線305在鏈路300-302之間升高。以這種方式，應(yīng)該明白，可以選擇電介質(zhì)體的形狀，以提供不同的透鏡特性，用于聚焦在對導(dǎo)電單元加電時產(chǎn)生的電場。
圖19示出多個具有一系列被連接板402互連的電介質(zhì)體或絕緣塊401的多路通道突起400，其中導(dǎo)電面403是多個，或者性質(zhì)復(fù)雜。如同圖13所示的結(jié)構(gòu)一樣，這種突起400支持多路信號通道，其中每個通道優(yōu)選地包括一對差分信號導(dǎo)電單元。
圖20示出諸如圖15和16所示的標(biāo)準(zhǔn)突起200。
本發(fā)明的鏈路可以終接在連接器和其它外殼內(nèi)。圖21-23將一個終接接口表示為稍許錐形的端帽，該端帽具有空心主體501，空心主體501具有中心開口502。該主體可以支持一對與電介質(zhì)體51的導(dǎo)電面52配合的端子504。端帽500可以插入連接器外殼的各開口內(nèi)或電路板上，這樣，它優(yōu)先包括錐形插入端510?？梢耘渲枚嗣?00，以便僅終接圖21-23所示的一個傳輸線，或者它可以是多個終接接口的一部分，而且可以終接如圖24和25所示的多路不同傳輸線。
圖24示出位于一系列鏈路520上、終接到端模塊521的端帽500，該端模塊521具有表面安裝端子522，因此可以將端帽521安裝到電路板(未示出)上。端帽不需要取附圖所示的錐形結(jié)構(gòu)，而且可以取與所示和下面所描述的形狀和配置類似的其它形狀和配置。
圖25示出端模塊570的替換結(jié)構(gòu)。在該排列中，電介質(zhì)構(gòu)成傳輸線或鏈路571，而且傳輸線或鏈路571包括一對成型在外表面上的導(dǎo)電延伸572(其中為了清楚起見，僅示出位于一側(cè)的延伸572，而在對著圖25的紙面的平面的鏈路571的表面上形成其相應(yīng)延伸。)。利用在電路板574的內(nèi)部形成的導(dǎo)電孔575，導(dǎo)電延伸572連接到電路板574上的跡線573。如果要求，還可以將這種導(dǎo)電孔構(gòu)造在端模塊570的主體上。優(yōu)選地，將導(dǎo)電孔575分開如圖所示，并且其兩個導(dǎo)電區(qū)域由中間間隙576隔開，以使位于電路板級的兩個導(dǎo)電傳輸通道保持分離。
圖26示出安裝在印刷電路板601上的端帽或模塊600。這種類型的端帽600用作連接器并因此包括外殼602，其中中心縫隙603具有用于容納傳輸鏈路的凸起部分的鍵槽604。端帽連接器600可以具有多個窗口620，用于將觸點(diǎn)607的導(dǎo)電尾線部分606焊接到電路板601上的相應(yīng)反向跡線。在所示的表面安裝尾線的例子中，尾線606可以具有其在端帽外殼的下方褶起的水平部分609，以減小所需的電路板衰減器的尺寸并降低電路板上系統(tǒng)的電容。
圖27A示出端帽連接器600的部分簡略圖，它示出觸點(diǎn)或端子607如何支承在連接器外殼602內(nèi)，以及如何通過連接器外殼602延伸的。該端子607可以包括在接觸中作為冗余觸點(diǎn)的雙線觸點(diǎn)端608(而且用于提供并聯(lián)電通路)，而連接器600可以包括耦合鉤環(huán)615，該耦合鉤環(huán)615具有倒U形，而且用于加強(qiáng)外殼上的端子的耦合。這些雙線端子607的尾線部分加強(qiáng)連接器的穩(wěn)定性。在這方面，它還對構(gòu)成(橫向)橫跨外殼縫隙601的通道的各端子提供控制。雙觸點(diǎn)通路不僅提供通路冗余，而且降低通過該端子的系統(tǒng)的電感。圖27B是用于圖26和圖27A所示端帽連接器600的內(nèi)部觸點(diǎn)組件的示意圖。端子607排列在連接器的兩側(cè)，而且安裝在各支承模塊610內(nèi)。這些支承模塊610被相互分離開預(yù)定的距離，該預(yù)定距離支持將端子觸點(diǎn)608分離開。
可以設(shè)置大致U形或刀形(blade shape)的導(dǎo)電耦合鉤環(huán)615，而且可以將該導(dǎo)電耦合鉤環(huán)615插在端子607與支承模塊610之間，以加強(qiáng)端子607之間的耦合。耦合鉤環(huán)615具有一系列刀形部件620，刀形部件620被中間間隔621分離開，它插在一對反向觸點(diǎn)(參考圖28)608之間，并向著電路板表面向下延伸。鉤環(huán)615通過連接器主體在連接器模塊610之間縱向延伸。連接器模塊610和連接器外殼602(特別是其側(cè)壁)可以具有成型在其內(nèi)的開口616，開口616用于容納接合插頭617，以使這兩個部件互相配套。也可以采用其它連接裝置。
圖28是連接器600的端視圖，它示出插在一對反向觸點(diǎn)608之間的耦合鉤環(huán)以及連接器模塊610和連接器外殼602的連接。
圖29A-C示出根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的、利用空氣作為電介質(zhì)而在導(dǎo)電單元之間采用寬邊耦合的傳輸通道鏈路的另一個實(shí)施例。在圖29A中，設(shè)置通常是均勻截面的電介質(zhì)襯底700，而且該電介質(zhì)襯底700具有間隔形成在其上的寬體或凸臺部分701，其中導(dǎo)電單元702設(shè)置在襯底700的兩面。所示的主體部分701被連接板部分703互連，該連接板部分703的厚度小于主體部分701的厚度。如圖29A所示，寬體部分701優(yōu)選地互相對準(zhǔn)，因此導(dǎo)電面支承在其上。
導(dǎo)電單元優(yōu)選地是襯底700的電鍍表面，或者是利用適當(dāng)?shù)矸e方法形成的層。這樣，在該排列中確定垂直信號通道，分別出現(xiàn)在圖29A所示每個主體701下面的方框內(nèi)的“1-4”表示垂直信號通道?？梢耘帕袑?dǎo)電單元702的極性以準(zhǔn)備好進(jìn)行差分信號傳輸，如圖所示，這樣一種排列使正(“+”)信號導(dǎo)電面定位在一側(cè)，而使負(fù)(“-”)信號導(dǎo)電面定位在另一側(cè)，而且優(yōu)選地定位在電介質(zhì)襯底的反面。正如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所理解的，反極性導(dǎo)電延伸702構(gòu)成如圖29A下方的“1”至“4”標(biāo)記的一對通道或一個通道。在該實(shí)施例中，中間支承電介質(zhì)襯底的體積和延伸將反極性導(dǎo)電對分離開。這種構(gòu)造適用于夾層配置，而且采用結(jié)構(gòu)化的非空氣電介質(zhì)。
圖29B示出這種具有電介質(zhì)體或襯底700’的連接器的結(jié)構(gòu)的變形，電介質(zhì)體或襯底700’具有多個形成在其內(nèi)、沿襯底的寬度互相隔離開的縫隙705’，而且利用空氣作為每個信號通道的兩個導(dǎo)電單元之間的選擇電介質(zhì)。導(dǎo)電面702’被設(shè)置在縫隙的兩個對面(或側(cè)壁)，而且由中間間隙互相分離開，該中間間隙內(nèi)充滿空氣。在該結(jié)構(gòu)中，可以選擇導(dǎo)電面的極性，如圖所示，使正信號導(dǎo)電面與負(fù)信號導(dǎo)電面互相相對，如圖29B所示，從而將縫隙705’內(nèi)的空氣用作有關(guān)導(dǎo)電面對的之間的電介質(zhì)。而在圖29A所示的實(shí)施例中，垂直排列，或者通過電介質(zhì)體排列信號對或通道，在圖29B和29C所示的實(shí)施例中，其排列和電吸引力均水平地和通過中間空氣間隙。在構(gòu)造這種傳輸通道的過程中，可以對襯底的整個外表面進(jìn)行電鍍，而且可以腐蝕上層外表面706’，以清除其鍍層。例如，通過對它進(jìn)行腐蝕，可以清除兩個側(cè)壁之間的基底708’上最初存在的任何鍍層。因此，形成多個電無關(guān)的垂直鍍層702’。在這種排列中，在反極性充電導(dǎo)電面對(在圖29B中是水平的)之間發(fā)生初級場耦合，而反極性充電的導(dǎo)電面對之間的氣隙或間隔比氣隙之間的間隔緊密。因此，通過進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)控制，在電方面，使差分對間隔(differential pair spacing)更緊密，以確保在差分對之間保持初級吸引力。
除了采用噴涂在電介質(zhì)襯底700’的下表面上的導(dǎo)電接地面710之外，圖29C示出相同的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以用于形成傳輸通道鏈路的致密型片(dense matrix)，如圖30所示，其中將多個襯底700’側(cè)著排列在一起。每個襯底可以包括接地面710’和3個通信巷道或信號巷道，如圖所示，或者選擇其它排列。
圖31示出直角范圍內(nèi)使用的、形成在電介質(zhì)體內(nèi)表面上而非外表面上的這種結(jié)構(gòu)。這被表示為具有多個形成在其上的溝槽或空腔804的絕緣塊800。可以對溝槽804的兩個側(cè)壁電鍍導(dǎo)電面803，該導(dǎo)電面803從一端806延伸到位于另一端807的喇叭口802。導(dǎo)電面803互相分離，而且結(jié)束喇叭口802的短路，以便斷開與下一個傳輸通道鏈路部分的電耦合。
圖32-34示出根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的波導(dǎo)媒介的另一種構(gòu)造。如圖32所示，對電介質(zhì)襯底900設(shè)置有多個形成在其上的縫隙或溝槽902。該縫隙902形成在電介質(zhì)襯底900的相對面上，而且縫隙902確定一系列升高的凸臺，該凸臺支承電鍍的或用其它方法形成的導(dǎo)電面903?？梢哉J(rèn)為縫隙902可以形成一系列薄連接板904，這樣可以減小電介質(zhì)的截面，而且可以減小替換通道之間的電容耦合?？梢栽诿總€信號通道或巷道內(nèi)控制導(dǎo)電面的寬度，以便控制通道的阻抗。如圖34最好示出的那樣，為了建立用于例如通過焊接與電路板實(shí)現(xiàn)連接的導(dǎo)電接口，諸如底腳910的表面安裝件可以具有襯底，且可以包括設(shè)置在其外表面上的導(dǎo)電面。所示的襯底900具有主體部分900和包圍基底部分909，以便模制該主體部分900。然后，通過對它進(jìn)行適當(dāng)修整，主體部分900可以與其包圍基底部分分離。
圖35示出在兩個電路板421、422之間延伸的本發(fā)明的傳輸線420(與主體部分909分離后)。與圖26所示的類型相同，傳輸線420與連接器424配合，而且從其向外延伸到設(shè)置在電路板422上的表面安裝連接排列425(或被形成為對傳輸線模制的或利用其它方法對傳輸線形成的、可以安裝到電路板422的反向安裝墊或跡線上)。這種連接可以包括從表面427向上延伸的接觸件426，該接觸件優(yōu)選地包括與導(dǎo)電帶430相反排列的導(dǎo)電面428，因此它們將與傳輸單元的導(dǎo)電帶430直接接觸?？梢院附铀鼈?，或者利用其它方法安裝它們，或者僅利用摩擦接觸實(shí)現(xiàn)電連接。所示的排列還包括有塑料或金屬形成的外部保護(hù)罩431(如果利用電介質(zhì)件保護(hù)與傳輸單元反向的內(nèi)側(cè))，以防止傳輸通道被破壞和發(fā)生外部接觸。
在圖36中，以在兩個電路板之間延伸的直角配置方式，示出傳輸鏈路420。可以將傳輸鏈路模制為具有要求的物理尺寸(厚度、間隔等)的形狀，以利用回轉(zhuǎn)半徑，保持波導(dǎo)的參數(shù)。在所示的應(yīng)用中，利用直接位于板面427上的表面安裝排列425，可以使傳輸鏈路與表面安裝連接器424互連。
圖37和38示出特別適用于以高密度接觸間隔承載高壓、大電流的分組單元通道傳輸線或鏈路650的另一個實(shí)施例。由電介質(zhì)形成傳輸線650的主體，而且傳輸線650具有一系列形成在其內(nèi)、從其一面652延伸到其主體部分內(nèi)的溝槽，或縫隙651。例如通過進(jìn)行電鍍，對這些縫隙的側(cè)壁654電鍍導(dǎo)電材料，實(shí)際上，確定一系列互相相對、并由中間間隔或氣隙分離開的“鍍層”655，該中間間隔或氣隙通常占據(jù)縫隙651。在圖37和38的左側(cè)，示出插入模制插頭658，該插頭658包括帽蓋部分659以及一個或者多個舌形部分或填充部分660，填充部分660從帽蓋部分659下垂、并延伸到縫隙651內(nèi)并完全占據(jù)縫隙651的空間。其插頭658，特別是其填充部分660在相對的兩個導(dǎo)電面之間延伸，并使它們絕緣，以防止在它們之間產(chǎn)生電弧。該插頭內(nèi)充滿優(yōu)選的具有高介電常數(shù)的電介質(zhì)材料，該介電常數(shù)等于或者遠(yuǎn)大于電介質(zhì)體的介電常數(shù)?？梢栽趫D37和38所示傳輸線的下表面上淀積接地面659，以防止增加的電容耦合。
這樣，如圖38的原理圖最佳示出的那樣，相反極性(即“+”或“-”)導(dǎo)電對的觸點(diǎn)互相電絕緣，盡管如此，但是可以確定通路。特別是因?yàn)榫哂写罅抗貌⑿须娏魍?，所以本發(fā)明的傳輸單元的尺寸使得可以以低電感傳送模式實(shí)現(xiàn)非常高的密度。圖37和38的右側(cè)示出用于實(shí)現(xiàn)該隔離、優(yōu)選地具有信號發(fā)送導(dǎo)電面，即，使用與整個縫隙一致的保角涂層661和在兩個導(dǎo)電面之間提供電絕緣或隔離的凸臺配置的另一種裝置。電鍍面654、655之間的間隔可以非常小，約為0.4mm等，而絕緣涂層或薄膜661防止在導(dǎo)電單元對之間發(fā)生電弧或短路。使用在其上傳播電流并有可能位于其兩個對面上的反極性傳輸線對在傳輸線系統(tǒng)上產(chǎn)生低回路電感。保角涂層或薄膜661的介電常數(shù)優(yōu)選地具有低于電介質(zhì)體的介電常數(shù)，而且其介電常數(shù)最優(yōu)選地為接近空氣的介電常數(shù)，即1.0。
如圖39所示，本發(fā)明的傳輸線還可以用于以非常低的阻抗傳送功率。在所示的傳輸線750上，對電介質(zhì)體部分751設(shè)置在其外表面753上形成的一系列溝槽752。與某些上述實(shí)施例不同，可以不僅僅對電介質(zhì)體的凸臺部分的外表面電鍍導(dǎo)電材料。連續(xù)電鍍傳輸線705長度的兩個這種凸臺755，而且通過在用于使這兩個凸臺755分離開的溝槽或溝槽752內(nèi)進(jìn)行電鍍，使這兩個凸臺755互連，因此電鍍5個不同的表面，它們包括兩個凸臺755、溝槽752的兩個側(cè)壁756以及溝槽的基底757，它們一起形成傳輸線的一個功率端子。在這種排列中，具有增加的表面積，這樣可以在功率端子與有關(guān)接地(功率返回)端子之間形成增加的電容。低電感和增加的電容用于降低整個系統(tǒng)的阻抗，因此本發(fā)明的傳輸線可以用于低阻抗功率傳送。盡管被示為六角結(jié)構(gòu)，但是，顯然，這種排列可以用于被連接板互連的任何類似結(jié)構(gòu)，例如具有升高的、半圓形凸臺結(jié)構(gòu)，該連接板在相鄰?fù)古_755之間形成不同形狀的中間谷槽。
圖40和41示出采用混合信號和功率傳輸線的可能實(shí)現(xiàn)。在圖40中，可以看出，傳輸線950具有至少形成在傳輸線的一個表面955上，而優(yōu)選地形成在傳輸線的兩個(對著的)表面955上的兩個信號圖形或延伸951以及一個寬功率跡線或延伸952。功率延伸確定大功率通道，大功率通道具有增加的電流處理能力的加寬連續(xù)導(dǎo)體和具有加寬鍍層面積的高電容?？梢岳脤挕案綦x”區(qū)956使這種類型結(jié)構(gòu)的功率區(qū)與信號區(qū)分離，模制或形成該寬“隔離”區(qū)956，作為傳輸線的一部分。在諸如伸延的制造過程中，可以以高可靠性控制隔離區(qū)的公差和尺寸，以獲得最高電利益并將功率延伸與信號延伸之間的交叉干擾或短路接觸降低到最小。
除了功率區(qū)包括多個被中間隔離區(qū)分離的功率延伸952a之外，圖41示出同樣的結(jié)構(gòu)。
盡管已經(jīng)對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述和說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員明白，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，可以對其進(jìn)行各種變更和修改，由所附權(quán)利要求確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于傳送高頻差分信號和功率的傳輸線，包括電介質(zhì)體，其具有預(yù)選長度，并在兩個對端之間延伸而且具有預(yù)選的寬度；第一對導(dǎo)電跡線，其設(shè)置在電介質(zhì)體的外部，當(dāng)對所述傳輸線加電時，導(dǎo)電跡線的一個承載正差分信號，而所述導(dǎo)電跡線的另一個承載負(fù)差分信號，第一對導(dǎo)電跡線沿其兩端之間的所述電介質(zhì)體的長度互相分離開給定距離，所述第一對導(dǎo)電跡線互相對準(zhǔn)，以便通過所述電介質(zhì)體，在它們之間產(chǎn)生電容耦合；以及第二對導(dǎo)電跡線，其設(shè)置在電介質(zhì)體的外部，當(dāng)所述傳輸線加電時，用于承載功率，該第二對導(dǎo)電跡線沿其兩端之間的所述電介質(zhì)體的長度互相分離開給定距離，所述第二對導(dǎo)電跡線互相對準(zhǔn)，以便通過所述電介質(zhì)體，在它們之間產(chǎn)生電容耦合，所述第一對導(dǎo)電跡線和第二對導(dǎo)電跡線互相分離開足夠距離，以防止在所述第一對導(dǎo)電跡線與第二對導(dǎo)電跡線之間產(chǎn)生耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體具有多邊形配置，該多邊形配置具有多個不同的邊，而且所述第一和第二對導(dǎo)電跡線設(shè)置在所述電介質(zhì)體的各不同側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體具有矩形配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體包括多個從其凸出的凸臺部分，升高的凸臺被中間谷槽互相分離，相應(yīng)第一和第二對升高的凸臺支承所述第一和第二對導(dǎo)電跡線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體是擠壓成形的主體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體是擠壓成形的主體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體至少包括形成在所述電介質(zhì)體外部的第一和第二凹槽，第一和第二凹槽的每個包括一對被中間間隙互相分離的側(cè)壁，而且所述第一和第二導(dǎo)電跡線被分別設(shè)置在所述第一和第二凹槽側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳輸線，其中所述第一和第二凹槽包括與所述凹槽側(cè)壁互相連接在一起的基底部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳輸線，其中所述電介質(zhì)體包括與所述第一和第二凹槽分離的基底面，而且所述電介質(zhì)體進(jìn)一步包括支承在所述電介質(zhì)體基底面上的接地平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳輸線，其中該接地平面在垂直于所述凹槽的所述電介質(zhì)體基底面上延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳輸線，其中所述第一和第二凹槽的所述凹槽側(cè)壁互相分離開第一間隔，而所述第一和第二凹槽互相分離開第二間隔，該第二間隔大于第一間隔。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳輸線，其中所述第一凹槽的所述凹槽側(cè)壁互相分離開第一間隔，而所述第一和第二凹槽分離開第二間隔，所述第二間隔大于第一間隔。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳輸線，其中所述第二凹槽內(nèi)填充由電介質(zhì)材料形成的插頭件，該電介質(zhì)材料的介電常數(shù)與所述電介質(zhì)體的介電常數(shù)不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳輸線，其中該插頭件部分延伸到所述凹槽之外并延伸到所述電介質(zhì)體的所述外部之上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳輸線，其中所述插頭件的介電常數(shù)等于或者大于所述電介質(zhì)體的介電常數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳輸線，其中所述第一對導(dǎo)電跡線被用于防止所述第一對導(dǎo)電面互相接觸的電介質(zhì)涂層覆蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述第一和第二對導(dǎo)電跡線通過選擇性地電鍍所述電介質(zhì)體部分在所述電介質(zhì)體上形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述第一和第二對導(dǎo)電跡線利用真空淀積方法在所述電介質(zhì)體上形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述第一和所述第二對導(dǎo)電跡線的每個所述導(dǎo)電跡線分別具有預(yù)選寬度，所述第二導(dǎo)電跡線的寬度大于所述第一導(dǎo)電跡線的寬度。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸線，其中所述第二對導(dǎo)電跡線由所述電介質(zhì)體的寬隔離部分使與所述第一對導(dǎo)電跡線分離，該隔離部分的寬度大于所述第一對導(dǎo)電跡線之間的間隔。
21.一種低阻抗功率傳輸線，包括細(xì)長薄電介質(zhì)體，其具有大于1.0的介電常數(shù)，該電介質(zhì)體包括多個寬體部分，其在寬度方向通過中間連接板部分互連，該連接板部分確定在相鄰寬體部分中間沿長度方向延伸的中間谷槽部分，以及多個導(dǎo)電跡線，其支承在所述電介質(zhì)體上，用于沿所述傳輸線長度傳送功率；第一導(dǎo)電跡線，其是被所述電介質(zhì)體的第一側(cè)支承的導(dǎo)電跡線；以及第二導(dǎo)電跡線，其支承在所述電介質(zhì)體的第二側(cè)上，所述第一導(dǎo)電跡線與第二導(dǎo)電跡線一起對準(zhǔn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功率傳輸線，其中每個所述第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線在至少兩個相鄰?fù)古_上和所述電介質(zhì)體的一個中間谷槽上延伸。
23.一種用于傳輸電功率的傳輸線，其包括細(xì)長窄體，由介電常數(shù)大于1.0的電介質(zhì)材料構(gòu)成，該電介質(zhì)體具有確定所述電介質(zhì)體的外部的周界，該電介質(zhì)材料是固體以確定所述電介質(zhì)體的截面；以及一對導(dǎo)電跡線，其設(shè)置在所述電介質(zhì)體的外部，這兩個導(dǎo)電跡線沿所述電介質(zhì)體在長度方向延伸，而且在所述電介質(zhì)體外部上互相分離開，以確定兩個電路通路，所述電介質(zhì)體在所述導(dǎo)電跡線之間延伸，當(dāng)對所述傳輸線加電時，所述導(dǎo)電跡線對分別傳送電流，所述電介質(zhì)體變窄，以便在對所述傳輸線加電時，通過所述電介質(zhì)體，在所述導(dǎo)電跡線之間產(chǎn)生耦合。
全文摘要
一種用于在兩個連接點(diǎn)之間傳送高頻數(shù)據(jù)信號的而設(shè)計(jì)傳輸線，其包括電介質(zhì)體和設(shè)置在其上的多個導(dǎo)電單元，其中成對排列多個導(dǎo)電單元，以便傳輸差分信號。在一個實(shí)施例中，電介質(zhì)體是固體，而且使其導(dǎo)電單元支承在其外表面上。在另一個實(shí)施例中，電介質(zhì)體被擠壓成形，而且該電介質(zhì)體具有在其上形成的凹槽或升高凸臺。該凹槽或凸臺支承利用適當(dāng)電鍍方法在其上形成的導(dǎo)電單元。該接地面被設(shè)置為電介質(zhì)體的基底層。還可以在該電介質(zhì)體上設(shè)置加寬電鍍面，該加寬電鍍面的表面積比意在用于信號通道的表面積大。加寬面用于傳送功率。
文檔編號H01P3/02GK1701461SQ02827362
公開日2005年11月23日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者大衛(wèi)·布倫克爾, 丹尼爾·L·戴維德奇克, 約翰·E·洛帕塔, 阿倫杜姆·杜塔 申請人:莫萊克斯公司