專利名稱：電路板結構及低噪聲降頻器的制作方法
技術領域：
電路板結構及低噪聲降頻器技術領域[0001]本實用新型指一種電路板結構及低噪聲降頻器，尤指一種用于一低噪聲降頻器中，用來傳遞兩交錯射頻信號的電路板結構。
背景技術：
[0002]衛星通信接收裝置由一碟形反射面(Dish Reflector)及低噪聲降頻器(LowNoise Block Down-converter with Feedhorn, LNBF)所組成，低噪聲降頻器用來接收碟形反射面所反射的衛星信號，將衛星信號降頻至中頻，再傳送至后端的一衛星信號處理器進行信號處理，使大眾能夠收看衛星電視節目。[0003]請參考圖1，圖1為公知一低噪聲降頻器10的電路結構示意圖。低噪聲降頻器10具有雙信號輸出功能，因此可供兩個用戶同時收看衛星電視節目。低噪聲降頻器10包含有低噪聲放大器(LowNoise Amplifier, LNA) 101 112、功率分配器121 124、濾波器131及132、混波器141及142、振蕩器151 154以及一交叉結構160。低噪聲降頻器10中各組件的連接關系如圖1所示。[0004]操作上，當低噪聲降頻器10接收到衛星信號時，依據極化的不同，衛星信號可分為垂直極化的一射頻信號SV以及水平極化的一射頻信號SH。低噪聲降頻器10可控制其內部組件的操作電壓對射頻信號SV及SH進行信號處理，其中處理射頻信號SV及SH的操作電壓分別為13及18伏特。射頻信號SV進入低噪聲降頻器10時，射頻信號SV首先通過低噪聲放大器101及102進行二級信號放大，經由功率分配器121做功率分配后，部分的射頻信號SV通過低噪聲放大器103進行信號放大，其余的射頻信號SV傳送至低噪聲放大器109進行信號放大。低噪聲放大器103及104的輸出端彼此耦接以將射頻信號SV及SH合成為另一射頻信號SVH1，射頻信號SVHl通過低噪聲放大器105進行信號放大，經由濾波器131進行濾波，再通過混波器141與本地振蕩信號LI或L2進行混波，轉換射頻信號SVHl的操作頻率，以產生中頻的射頻信號SI。[0005]相似地，射頻信號SH進入低噪聲降頻器10時，射頻信號SH首先通過低噪聲放大器107及108進行二級信號放大，經由功率分配器123做功率分配后，部分的射頻信號SH通過低噪聲放大器110進行信號放大，其余的射頻信號SH傳送至低噪聲放大器104進行信號放大。低噪聲放大器109及110的輸出端彼此耦接以將射頻信號SV及SH合成為另一射頻信號SVH2，射頻信號SVH2通過低噪聲放大器111進行信號放大，經由濾波器132進行濾波，再通過混波器142與本地振蕩信號LI或L2進行混波，轉換射頻信號SVH2的操作頻率，以產生中頻的射頻信號S2。[0006]在此架構中，低噪聲降頻器10可控制振蕩器151 154的運作來分別產生本地振蕩信號LI及L2，或者，低噪聲降頻器10也可通過功率分配器122及124來控制本地振蕩信號LI及L2的信號大小，如此即可產生不同操作頻率的中頻信號SI及S2。舉例來說，在Ku頻帶的應用中，下列算式分別為低噪聲降頻器10的降頻轉換公式(單位:GHz)。[0007]SV/SH (10.7 12.75) -LI (9.75) =Sl (0.95 3.0)[0008]SV/SH (10.7 12.75) ~L2 (10.6) =S2 (0.1 2.15)[0009]請參考圖2，圖2為低噪聲降頻器10的外觀示意圖。低噪聲降頻器10包含有電路板11及12、分隔件(Spacer)13及14、一殼體15、輸出端口 Pl及P2以及多個貫穿柱(Thrupin)16。電路板11及12分別設置于殼體15的兩側，電路板11及12上包含有用于圖1中執行信號轉換處理的相關電路。分隔件13及14分別設置于電路板11及12的另一側，用來分別覆蓋電路板11及12。貫穿柱16貫穿于電路板11及12以及殼體15之中，用來傳遞電路板11及12之間的信號。輸出端口 Pl及P2耦接于電路板11，用來分別輸出中頻信號SI及S2至外部信號處理器。[0010]然而，在上述架構中，衛星信號(即射頻信號SV及SH)的操作頻率以及中頻信號SI及S2的操作頻率皆屬高頻頻率，因此當射頻信號SV及SH通過貫穿柱16時，傳輸線之間的阻抗不連續，即貫穿柱16與電路板11及12具有不同的特征阻抗，使射頻信號SV及SH的回波損耗(Return loss)及插入損耗(Insertion loss)皆不佳。[0011]再者，任一貫穿柱16與其他貫穿柱16之間的隔離度不佳，使貫穿柱16上的信號可藉由耦合或輻射而產生串音效應(Crosstalk)而互相干擾。舉例來說，除了射頻信號SV及SH，其他信號如中頻信號SI及S2以及本地振蕩信號LI及L2也可能因為信號反射或信號溢出而通過貫穿柱16而成為干擾噪聲。在圖1中，假設混波器141使用振蕩器152產生的本地振蕩信號L2對射頻信號SVHl進行混波，而振蕩器153產生的本地振蕩信號LI因為反射而從混波器142 —濾波器132 —功率放大器111及109 —(在交叉結構160處藉由耦合或輻射而傳遞至)功率放大器104及105 —濾波器131 —混波器141。在此情況下，低噪聲降頻器10產生的中頻信號SI則會含有本地振蕩信號LI與本地振蕩信號L2混波而產生的噪聲，如以下算式:(單位:GHz)[0012]LI (10.6) -L2 (9.75)=0.85[0013]為了消除0.85GHz以及其諧波1.7GHz等噪聲，需另新增一濾波器或改變濾波器131的規格來濾除此噪聲，如此即增加低噪聲降頻器10的設計難度以及制造成本。[0014]另一方面，在生產流程上，使用貫穿柱的組裝方式相當耗費人力，兩片電路板以及兩片分隔板也增加低噪聲降頻器10整體的重量，如此不僅增加生產成本，也使工程人員架設衛星電視系統的難度上升。因此，公知技術實有改善的必要。實用新型內容[0015]因此，本實用新型的主要目的即在于提供一種電路板結構，用于一低噪聲降頻器中，用來傳遞兩交錯的射頻信號，并改善上述問題。[0016]本實用新型公開一種電路板結構，用于一低噪聲降頻器中，用來傳遞相互交錯的一第一射頻信號以及一第二射頻信號，包含有多個貫孔；一第一基板，包含有一第一導線，用來傳遞該第一射頻信號；一第一接地導線，平行形成于該第一導線的一側；以及一第二接地導線，平行形成于該第一導線的另一側；以及一第二基板，電性連接于該第一基板，包含有一第二導線，用來傳遞該第二射頻信號；一第三導線，通過該多個貫孔的一者電性連接于該第一導線的一端，以傳遞該第一射頻信號；以及一第四導線，通過該多個貫孔的一者電性連接于該第一導線的另一端，以傳遞該第一射頻信號。[0017]本實用新型的一種電路板結構，用于一低噪聲降頻器中，用來傳遞相互交錯的一第一射頻信號以及一第二射頻信號，該電路板結構包括:一第一基板，該第一基板包括:一第一導線，用來傳遞該第一射頻信號；一第一接地導線，該第一接地導線平行形成于該第一導線的一側，該第一接地導線的兩端分別電性連接于一第一貫孔及一第二貫孔；以及一第二接地導線，該第二接地導線平行形成于該第一導線的另一側，該第二接地導線的兩端分別電性連接于一第三貫孔及一第四貫孔；以及一第二基板，該第二基板電性連接于該第一基板，該第二基板包括:一第二導線，用來傳遞該第二射頻信號；一第三導線，該第三導線形成于該第二導線的一側，通過一第五貫孔電性連接于該第一導線的一端，以傳遞該第一射頻信號；以及一第四導線，該第四導線形成于該第二導線的另一側，通過一第六貫孔電性連接于該第一導線的另一端，以傳遞該第一射頻信號；其中該第三導線與該第四導線彼此不直接相連接，該第一、第二、第三、第四、第五及第六貫孔貫穿該第一基板及該第二基板。本實用新型的一種低噪聲降頻器，該低噪聲降頻器包括:一電路板結構，用來傳遞相互交錯的一第一射頻信號以及一第二射頻信號，該電路板結構包括:一第一基板，該第一基板包括:一第一導線，用來傳遞該第一射頻信號；一第一接地導線，該第一接地導線平行形成于該第一導線的一側，該第一接地導線的兩端分別電性連接于一第一貫孔及一第二貫孔；以及一第二接地導線，該第二接地導線平行形成于該第一導線的另一側，該第二接地導線的兩端分別電性連接于一第三貫孔及一第四貫孔；以及一第二基板，該第二基板電性連接于該第一基板，該第二基板包括:一第二導線，用來傳遞該第二射頻信號；一第三導線，該第三導線形成于該第二導線的一側，通過一第五貫孔電性連接于該第一導線的一端，以傳遞該第一射頻信號；以及一第四導線，該第四導線形成于該第二導線的另一側，通過一第六貫孔電性連接于該第一導線的另一端，以傳遞該第一射頻信號；以及一殼體，用來包覆該電路板結構；其中該第三導線與該第四導線彼此不直接相連接，該第一、第二、第三、第四、第五及第六貫孔貫穿該第一基板及該第二基板。本實用新型可省去傳統組裝貫穿孔所耗費的人力、工時及生產成本，并可提升工程人員安裝衛星電視系統的便利性，且具有較佳的插入損耗、回波損耗以及隔離度，還能改善低噪聲降頻器整體的信噪比。
圖1為公知一低噪聲降頻器的電路結構示意圖。圖2為圖1的低噪聲降頻器的外觀示意圖。圖3A、圖3B和圖3C分別為本實用新型實施例一電路板結構的透視圖、下視圖以及上視圖。圖4A、圖4B和圖4C分別為仿真電路板結構的插入損耗、隔離度以及回波損耗的量測結果。圖5A為本實用新型實施例一低噪聲降頻器的外觀示意圖圖5B為圖5A的低噪聲降頻器的局部外觀示意圖。主要組件符號說明:10,50低噪聲降頻器11、12、51電路板13、14、33、53分隔件[0030]15、55殼體16貫穿柱P1、P2輸出端口101 112低噪聲放大器121 124功率分配器131、132濾波器141、142混波器151 154振蕩器160交叉結構SV、SH、SVH1、SVH2射頻信號S1、S2中頻信號L1、L2本地振蕩信號A、B、C、D節點Hl H6 貫孔30電路板結構31第一基板32第二基板311、321第一面312、322第二面LI第一導線L2第二導線L3第三導線L4第四導線Gl第一接地導線G2第二接地導線331、332分隔單元56槽孔區域HT高度DT槽孔區域高度GND接地區域
具體實施方式
請參考圖3A至圖3C，圖3A至圖3C分別為本實用新型實施例一電路板結構30的透視圖、下視圖以及上視圖。電路板結構30適用于圖1中低噪聲降頻器10的交叉結構160，用來傳遞相互交錯的射頻信號SV及SH。電路板結構30包含有多個貫孔(Via)Hl H6、一第一基板31以及一第二基板32。第一基板31包含有一第一面311、一第二面312、一第一導線L1、一第一接地導線Gl以及一第二接地導線G2。第二基板包含有一第一面321、一第二面322、一第二導線L2、一第三導線L3以及一第四導線L4。詳細來說，第一導線LI用來傳遞射頻信號SV。第一接地導線Gl平行形成于第一導線LI的一側，第一接地導線Gl的兩端分別電性連接于貫孔H3及貫孔H4。第二接地導線G2平行形成于第一導線LI的另一側，第二接地導線G2的兩端分別電性連接于貫孔H5及貫孔H6。其中第一導線L1、第一接地導線Gl以及第二接地導線G2形成于第一面311上。第一接地導線Gl通過貫孔H3及H4電性連接于第二基板32的接地部(未繪于圖3A)，第二接地導線G2通過貫孔H5及H6電性連接于第二基板32的接地部。第二導線L2用來傳遞射頻信號SH。第三導線形成于第二導線L2的一側，通過貫孔Hl電性連接于第一導線LI的一端，以傳遞射頻信號SV，第四導線形成于第二導線L2的另一側，通過貫孔H2電性連接于第一導線LI的另一端，以傳遞射頻信號SV。其中第二導線L2、第三導線L3以及第四導線L4形成于第二基板32的第二面322上。換句話說，在交叉結構160中，一節點B至一節點C的信號路徑相當于電路板結構30的第二導線L2，一節點A至一節點D的信號路徑相當于電路板結構30的第三導線L3、第一導線LI及第四導線L4。由于第三導線L3與第四導線L4彼此不直接相連接，因此利用貫孔Hl及H2將第一導線LI跨接于第三、第四導線L3及L4之間的結構，使得電路板結構30可傳遞彼此交錯的射頻信號SV (節點A至C)及射頻信號SH (節點B至D)。如此一來，貫孔Hl H6即可取代圖2的貫穿柱16，貫孔Hl H6貫穿第一基板31及第二基板32，作為第一基板31與第二基板32之間的信號傳遞橋梁，以傳遞射頻信號SV0當射頻信號SV由第二基板傳遞至第一基板31時，貫孔H3 H6以及第一、第二接地導線可作為射頻信號SV的參考接地面，因此即使在信號穿層的狀況下，也得以參考連續的接地部，使射頻信號SV的傳輸線阻抗的變化較低，以降低回波損耗。再者，電路板結構30采用共面波導(CoPlanar Waveguide，CPW)的設計原理，因此設計者可調整導線線寬以及基板的介電系數，設計合適的傳輸線并確保傳輸線阻抗的一致性。在制作上，第一基板31較佳地通過一表面黏著技術(Surface Mount Technology, SMT)電性連接于第二基板32。第二基板32可視為一主板(Mother board),而第一基板31可視為一子板(Daughter board),第一第二基板31及32可使用相同板材制作而具有相同的介電系數，如此不僅節省電路板的制作成本、省去傳統組裝貫穿柱16的人力及工時、也可降低組裝過程對產品的變異性。請參考圖3B，為了加強第二導線L2、第三導線L3以及第四導線L4之間的隔離度以及降低電磁輻射效應，第二基板32的第二面322上可設置有一分隔件33，分隔件33包含有分隔單元331及332。分隔單元331形成于第二導線L2與第三導線L3之間，通過貫孔H3及H5電性連接于第一、第二接地導線Gl及G2的一端。分隔單元332形成于第二導線L2與第四導線L4之間，通過貫孔H4及H6電性連接于第一、第二接地導線Gl及G2的另一端。分隔單元331及332具有一高度HT，例如2mm，使分隔單元331及332阻隔或遮蔽射頻信號SH及SH的電磁輻射。如以一來，分隔單元331及332可用來阻隔或遮蔽射頻信號SV以及射頻信號SH的電磁輻射，以防止射頻信號SV與射頻信號SH間的信號干擾。請參考圖3C，第一基板31的第二面312上形成有一接地區域GND，接地區域GND通過貫孔H3 H6電性連接于分隔單元331及332 (未繪于圖3C中)。然而，不限于此，接地區域GND (等效為第二基板32的接地部)也可形成于第二基板32的第一面321上，同樣通過貫孔H3 H6電性連接于分隔單元331及332，或者只要電性連接于貫孔H3 H6，即可阻隔或遮蔽射頻信號SV與射頻信號SH的電磁輻射。請參考圖4A至圖4C，圖4A至圖4C分別為仿真電路板結構30的插入損耗、隔離度以及回波損耗的量測結果。圖4A中，節點A至C (射頻信號SV)的插入損耗以實線表示，節點B至D (射頻信號SH)的插入損耗以虛線表示。表格I為圖4A的量測數值:
權利要求1.一種電路板結構，其特征在于，該電路板結構用于一低噪聲降頻器中，用來傳遞相互交錯的一第一射頻信號以及一第二射頻信號，該電路板結構包括: 一第一基板，該第一基板包括: 一第一導線，用來傳遞該第一射頻信號； 一第一接地導線，該第一接地導線平行形成于該第一導線的一側，該第一接地導線的兩端分別電性連接于一第一貫孔及一第二貫孔；以及 一第二接地導線，該第二接地導線平行形成于該第一導線的另一側，該第二接地導線的兩端分別電性連接于一第三貫孔及一第四貫孔；以及 一第二基板，該第二基板電性連接于該第一基板，該第二基板包括: 一第二導線，用來傳遞該第二射頻信號； 一第三導線，該第三導線形成于該第二導線的一側，通過一第五貫孔電性連接于該第一導線的一端，以傳遞該第一射頻信號；以及 一第四導線，該第四導線形成于該第二導線的另一側，通過一第六貫孔電性連接于該第一導線的另一端，以傳遞該第一射頻信號； 其中該第三導線與該第四導線彼此不直接相連接，該第一、第二、第三、第四、第五及第六貫孔貫穿該第一基板及該第二基板。
2.如權利要求1所述的電路板結構，其特征在于，該電路板結構還包括一分隔件，該分隔件設置于該第二基板上，該分隔件包括: 一第一分隔單元，該第一分隔單元形成于該第二導線與該第三導線之間，通過該第一及第三貫孔電性連接于該第一、第二接地導線的一端；以及 一第二分隔單元，該第二分隔單元形成于該第二導線與該第四導線之間，通過該第二及第四貫孔電性連接于該第一、第二接地導線的另一端； 其中該第一分隔單元以及該第二分隔單元用來阻隔或遮蔽該第一射頻信號以及該第二射頻信號的電磁輻射，以防止該第一射頻信號與該第二射頻信號間的信號干擾。
3.如權利要求2所述的電路板結構,其特征在于,該第一基板包括一第一面,該第一導線、該第一接地導線以及該第二接地導線形成于該第一面上。
4.如權利要求3所述的電路板結構，其特征在于，該第一基板包括一第二面以及一接地區域，該接地區域形成于該第二面上，該接地區域通過該第一第二、第三及第四貫孔電性連接于該第一分隔單元 以及該第二分隔單元。
5.如權利要求2所述的電路板結構，其特征在于，該第二基板包括一第一面以及一接地區域，該接地區域形成于該第一面上，該接地區域通過該該第一、第二、第三及第四貫孔電性連接于該第一分隔單元以及該第二分隔單元。
6.如權利要求5所述的電路板結構,其特征在于,該第二基板包括一第二面,該第二導線、該第三導線以及該第四導線形成于該第二面上，該分隔件設置于該第二面上。
7.如權利要求2所述的電路板結構，其特征在于，該第一、第二分隔單元具有一高度，使該第一、第二分隔單元阻隔或遮蔽該第一、第二射頻信號的電磁輻射。
8.一種低噪聲降頻器，其特征在于，該低噪聲降頻器包括: 一電路板結構，用來傳遞相互交錯的一第一射頻信號以及一第二射頻信號，該電路板結構包括:一第一基板，該第一基板包括: 一第一導線，用來傳遞該第一射頻信號； 一第一接地導線，該第一接地導線平行形成于該第一導線的一側，該第一接地導線的兩端分別電性連接于一第一貫孔及一第二貫孔；以及 一第二接地導線，該第二接地導線平行形成于該第一導線的另一側，該第二接地導線的兩端分別電性連接于一第三貫孔及一第四貫孔；以及 一第二基板，該第二基板電性連接于該第一基板，該第二基板包括: 一第二導線，用來傳遞該第二射頻信號； 一第三導線，該第三導線形成于該第二導線的一側，通過一第五貫孔電性連接于該第一導線的一端，以傳遞該第一射頻信號；以及 一第四導線，該第四導線形成于該第二導線的另一側，通過一第六貫孔電性連接于該第一導線的另一端，以傳遞該第一射頻信號；以及一殼體，用來包覆該電路板結構； 其中該第三導線與該第四導線彼此不直接相連接，該第一、第二、第三、第四、第五及第六貫孔貫穿該第一基板及該第二基板。
9.如權利要求8所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該電路板結構還包括一分隔件，該分隔件設置于該第二基板上，該分隔件包括: 一第一分隔單元，該第一分隔單元形成于該第二導線與該第三導線之間，通過該第一及第三貫孔電性連接于該第一、第二接地導線的一端；以及 一第二分隔單元，該第二分隔單元形成于該第二導線與該第四導線之間，通過該第二及第四貫孔電性連接于該第一、第二接地導線的另一端； 其中該第一分隔單元以及該第二分隔單元用來阻隔或遮蔽該第一射頻信號以及該第二射頻信號的電磁輻射，以防止該第一射頻信號與該第二射頻信號間的信號干擾。
10.如權利要求9所述的低噪聲降頻器,其特征在于，該第一基板包括一第一面，該第一導線、該第一接地導線以及該第二接地導線形成于該第一面上。
11.如權利要求10所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該第一基板包括一第二面以及一接地區域，該接地區域形成于該第二面上，該接地區域通過該第一、第二、第三及第四貫孔電性連接于該第一分 隔單元以及該第二分隔單元。
12.如權利要求9所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該第二基板包括一第一面以及一接地區域，該接地區域形成于該第一面上，該接地區域通過該第一、第二、第三及第四貫孔電性連接于該第一分隔單元以及該第二分隔單元。
13.如權利要求12所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該第二基板包括一第二面，該第二導線、該第三導線以及該第四導線形成于該第二面上，該分隔件設置于該第二面上。
14.如權利要求9所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該第一、第二分隔單元具有一高度，使該第一、第二分隔單元阻隔或遮蔽該第一、第二射頻信號的電磁輻射。
15.如權利要求8所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該殼體上形成有一槽孔區域，用來容納該第一基板。
16.如權利要求15所述的低噪聲降頻器，其特征在于，該槽孔區域具有一槽孔區域高度，使該殼體阻隔或遮蔽該第一、第二射頻信號的電磁輻射。
專利摘要本實用新型公開一種電路板結構及低噪聲降頻器。電路板結構用來傳遞第一及第二射頻信號，包括第一基板，包括第一導線；第一接地導線，平行形成于第一導線的一側，第一接地導線的兩端分別電性連接于第一及第二貫孔；及第二接地導線，平行形成于第一導線的另一側，第二接地導線的兩端分別電性連接于第三及第四貫孔；及第二基板，電性連接于第一基板，包括第二導線；第三導線，形成于第二導線的一側，通過第五貫孔電性連接于第一導線的一端；及第四導線，形成于第二導線的另一側，通過第六貫孔電性連接于第一導線的另一端；第三與第四導線彼此不直接相連接，第一、第二、第三、第四、第五及第六貫孔貫穿第一及第二基板。本實用新型節省制作成本。
文檔編號H05K1/02GK202998649SQ20122072690
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者郭祥禎, 蔡聰行 申請人:啟碁科技股份有限公司