适用于毫米波应用的薄型RF线对板连接器设计

摘要

本文介绍了一种针对5G移动通信和WiGig应用的薄型RF线对板连接器设计。我们提出了一种新型连接器结构，其配合高度仅为0.7mm，可实现从DC到70GHz的带宽。这种RF连接器设计可以在用于5G无线通信和其他毫米波系统的设备中提供跳线连接。

关键词

5G无线通信，WiGig，毫米波，RF连接器，线对板

一、引言

如今，随着对更快速度、更高容量和更低延迟的需求，5G无线通信和其他毫米波(mmWave)系统(例如WiGig)变得越来越重要。由于毫米波具有广泛的带宽优势，因此出现了许多应用，包括AR / VR、无线对接、多媒体流等。但是，5G可以在28GHz和38GHz的两个毫米波频段中运行，而WiGig可以运行在57到71 GHz的无执照频段中。因此，需要新的RF线对板(WTB)连接器，用于将mmWave天线模块连接到调制解调器。

在本文中，我们提出了一种外形小巧的RF连接器，其总尺寸仅为3.15(L)×2.5(W)×0.7(T)mm3。并且在S参数的仿真和测量之间已经获得了很好的比较。

二、连接器设计

RF连接器的几何结构如图1所示。我们提出了一种Aclamshell型WTB连接器，该连接器使用表面安装技术(SMT)来安装在印刷电路板上。使用RO3003基板上的接地共面波导(GCPW)设计了测试板走线布局。为了获得良好的性能，必须考虑连接器和传输线之间的互连，例如同轴到GCPW的过渡设计。

图1.提议的RF连接器结构：概述(a)、翻盖(b)、金属和金属弹片(c)、内壳(d)、顶面(e)、底面(f)。

图2显示了所建议的RF连接器的两个版本。 版本1是具有良好的阻抗匹配和良好的高频性能的理想情况，但是由于某些制造限制而很难制造。通过稍微修改连接器的金属弹片，可以实现版本2。

图2.连接器的两个版本版本1(a)、版本2(b)。

图3显示了模拟的TDR阻抗结果，包括3mm电缆、连接器和测试板上的1.5mm传输线。在50 ps时，由于金属弹片的位置不同，电缆芯和金属弹片之间的电容变小。根据等式 (1)，电容越低，特性阻抗将越高。因此，版本2具有比版本1高的阻抗。