阅读说明：本技术 用于射频信号传输的印刷电路板内插器 (Printed circuit board interposer for radio frequency signal transmission ) 是由 B·塞蒂诺奈利 J·T-T·杨 W·J·诺勒特 J·霍尔 B·D·斯克勒斯 于 2019-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明题为“用于射频信号传输的印刷电路板内插器”。电子设备可包括耦接到第一电路板的具有第一阻抗的处理电路,其中该电子设备使用处理电路来生成一个或多个射频信号。该电子设备还可包括用于放大该一个或多个射频信号的功率电路,其中该功率电路耦接到第二电路板。内插器可以设置在第一电路板和第二电路板之间。该内插器可以包括具有匹配第一阻抗和第二阻抗的特性阻抗的通路结构,其中该通路结构可以在处理电路和功率电路之间将该一个或多个射频信号传输通过内插器。(The invention provides a printed circuit board interposer for radio frequency signal transmission. The electronic device may include processing circuitry having a first impedance coupled to the first circuit board, wherein the electronic device generates one or more radio frequency signals using the processing circuitry. The electronic device may also include a power circuit for amplifying the one or more radio frequency signals, wherein the power circuit is coupled to the second circuit board. The interposer may be disposed between the first circuit board and the second circuit board. The interposer may include a via structure having a characteristic impedance matching the first impedance and the second impedance, where the via structure may transmit the one or more radio frequency signals through the interposer between the processing circuit and the power circuit.)

用于射频信号传输的印刷电路板内插器

技术领域

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地讲涉及在各种过程诸如蜂窝和无线设备过程中利用射频信号、发射器、接收器的电子设备。

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能与本公开的各个方面相关的本领域的各个方面，本公开的各个方面在下文中描述和/或受权利要求保护。该讨论被认为有助于为读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。相应地，应当理解，应就此而论阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的认可。

发射器和/或接收器常常被包括在各种电子设备中，并且具体地讲常常被包括在便携式电子设备中，诸如例如电话(例如，移动电话和蜂窝电话、无绳电话、个人助理设备)、计算机(例如，膝上型计算机、平板计算机)、互联网连接路由器(例如，Wi-Fi路由器或调制解调器)、收音机、电视机、或各种其他固定设备或手持设备中的任一者。在电子设备的一些实施方案中，发射器和接收器组合形成收发器。某些类型的收发器可用于生成和接收要借助耦接到收发器的天线发射和/或接收的无线信号。具体地，无线收发器通常用于通过网络信道或其他介质(例如，空气)向或从一个或多个外部无线设备无线地传送语音和/或数据。

无线数据通信可包括接收指示数据的载波信号(例如，射频(RF)信号)。一般来讲，收发器安装在具有信号处理电路的印刷电路板(PCB)上，该信号处理电路与在无线传输到空气中之前和/或之后处理载波信号相关联。在同一PCB上具有收发器和信号处理电路简化了用于在部署到电子设备的附加元件之前进行处理的载波信号的传输。

发明内容

下面阐述本文所公开的某些实施方案的概要。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简明概要，并且这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下面可没有阐述的多个方面。

本公开的各种实施方案可用于接收和支持通过射频(RF)信号无线传输的数据信号。以举例的方式，电子设备可以包括收发器以在无线网络的一个或多个频率上发射和/或接收RF信号。发射器可以包括多种电路，例如，用于将数据信号调制到载波上生成RF信号的处理电路、以及包括功率放大器(例如，放大电路)以增大RF信号的功率水平使得其能够经由天线被有效地发射到空气中的功率电路。一些电子设备可以具有设置在不同的堆叠PCB上的收发器的多种电路。因此，可能产生将RF信号从堆叠PCB的第一PCB传输到第二PCB的技术挑战。这些电子设备可以包括位于第一PCB和第二PCB之间的内插器以便于在堆叠PCB之间传输RF信号，例如，从设置在第一PCB上的处理电路传输给设置在第二PCB上的功率电路。对于设计内插器以匹配传输通过内插器的RF信号的源的具体阻抗可以进行某些考虑，例如，通过选择内插器的通路设计，从而通过匹配RF信号源的阻抗，在叠堆PCB之间可以实现有效RF信号传输。

对上述特征的各种改进可能相对于本发明的各个方面而存在。也可在这些各个方面中加入其他特征。这些改进和附加特征可以单独存在，也可以任何组合的形式存在。例如，下面讨论的与一个或多个所示实施方案相关的各种特征可单独地或以任何组合形式结合到本发明上述方面的任何一个中。上文所呈现的简要概要仅旨在使读者熟悉本公开实施方案的特定方面和上下文，并不限制要求保护的主题。

附图说明

在阅读以下详细描述并参考附图时可更好地理解本公开的各个方面，在附图中：

图1是根据实施方案的包括收发器的电子设备的示意性框图；

图2是表示图1的电子设备的第一实施方案的笔记本电脑的透视图；

图3是表示图1的电子设备的第二实施方案的手持设备的前视图；

图4是表示图1的电子设备的第三实施方案的另一手持设备的前视图；

图5是表示图1的电子设备的第四实施方案的台式计算机的前视图；

图6是表示图1的电子设备的第五实施方案的可穿戴电子设备的前视图和侧视图；

图7是根据实施方案的图1的收发器的发射器的示意性框图；

图8是根据实施方案示出射频(RF)信号的频率变化可以如何影响输入回波损耗(诸如在图1的电子设备内所传输的)的图示；

图9A是根据实施方案的图1的收发器的堆叠式印刷电路板(PCB)布置的透视图，其中收发器的处理电路设置在第一PCB上并且收发器的功率电路设置在第二PCB上；

图9B是根据图9A的内插器的第一实施方案的具有用于在第一PCB和第二PCB之间传输RF信号的通路的图9A的堆叠PCB的透视图；

图9C是根据图9A的内插器的第二实施方案的具有用于在第一PCB和第二PCB之间传输RF信号的通路的图9A的堆叠PCB的透视图；

图10是根据第一实施方案的图9A的内插器的通路的透视图；

图11是根据第一实施方案的图9A的内插器的通路的示意性侧视图；

图12是根据第三实施方案的图9A的内插器的通路的透视图；

图13是根据第四实施方案的图9A的内插器的通路的透视图；

图14是比较RF信号的频率的模拟增大如何影响图9A的内插器的不同实施方案的输入回波损耗水平的图示；并且

图15是比较图9A的内插器的不同实施方案的模拟阻抗特性的图示。

具体实施方式

下面将描述本公开的一个或多个具体实施方案。这些描述的实施方案仅为目前所公开的技术的示例。另外，试图要提供这些实施方案的简要描述，在本说明书中可没有描述实际具体实施的所有特征。应当了解，在任何此类实际具体实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须要作出特定于许多具体实施的决策以实现开发者的具体目标，诸如符合可从一个具体实施变化为另一具体实施的与系统相关和与商业相关的约束。此外，应当理解，此类开发工作有可能复杂并且耗时，但是对于受益于本公开的本领域的普通技术人员而言，其仍将是设计、加工和制造的常规工作。

当介绍本公开的各种实施方案的元件时，冠词“一个/一种”和“该/所述”旨在意指存在元件中的一个或多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在被包括在内，并且意指可存在除列出的元件之外的附加元件。附加地，应当理解，参考本公开的“一个实施方案”或“实施方案”并非旨在被解释为排除也结合所引述的特征的附加实施方案的存在。

本公开的实施方案整体涉及接收和/或发射无线数据信号诸如射频(RF)信号的电子设备的收发器。在某些实施方案中，收发器可以包括被用于例如支持按照各种无线通信标准或另外的通信标准传输和/或接收RF信号的RF电路(例如，WiFi和/或LTE RF电路、前端电路)。可能有利的是将收发器电路分到不同的印刷电路板(PCB)上来节省空间以用于在小型电子设备中使用。这样，可能难以在不同PCB之间传输载波信号和/或其它射频信号。

本文讨论的电子设备可以包括第一PCB上的特定收发器电路(例如，发射器/接收器的调制/解调电路)和第二PCB上的其他特定收发器电路(例如，功率电路、功率放大器)，并且其中第一PCB和第二PCB可以堆叠以节省空间和/或减小PCB的占有面积。然而，这个堆叠可能造成在PCB之间传输RF信号、同时保持RF信号的特性的难题。本文描述了RF通路的设计以便于堆叠PCB之间的RF信号传输。利用本文所述的技术来选择内插器和RF通路设计可以便于在堆叠PCB之间传输RF信号。考虑到前述内容，下文提供了可以包括此类收发器的合适电子设备的一般性描述。

首先转到图1，根据本公开的实施方案的电子设备10除了别的之外可包括一个或多个处理器12、存储器14、非易失性存储装置16、显示器18、输入结构22、输入/输出(I/O)接口24、网络接口26、收发器28和电源29。图1中所示的各种功能块可包括硬件元件(包括电路)、软件元件(包括存储在计算机可读介质上的计算机代码)、或硬件元件和软件元件两者的组合。应当指出的是，图1仅为特定实施方案的一个示例，并且旨在示出可存在于电子设备10中的元件的类型。

以举例的方式，电子设备10可代表图2中所示的笔记本电脑、图3中所示的手持式设备、图4中所示的手持设备、图5中所示的台式计算机、图6中所示的可穿戴电子设备或类似设备的框图。应当注意，图1中的处理器12和其他相关项目在本文中可以被一般性地称为“数据处理电路”。这种数据处理电路可整体或部分地以软件、固件、硬件、或它们的任意组合来实施。此外，数据处理电路可以是被包含的单个处理模块，或者可以完全或部分地结合在电子设备10内的其他元件中的任一个元件内。

在图1的电子设备10中，处理器12可以与存储器14和非易失性存储装置16可操作地耦接，以执行各种算法。由处理器12执行的此类程序或指令可以被存储在任何合适的制品中，该任何合适的制品包括至少共同地存储该指令或例程的一个或多个有形的计算机可读介质，诸如存储器14和非易失性存储装置16。存储器14和非易失性存储装置16可包括用于存储数据和可执行指令的任何合适的制品，诸如随机存取存储器、只读存储器、可重写闪存存储器、硬盘驱动器、和光盘。另外，在此类计算机程序产品上编码的程序(例如操作系统)也可以包括能由处理器12执行以使电子设备10能够提供各种功能的指令。

在某些实施方案中，显示器18可以是可以有利于用户观看在电子设备10上生成的图像的液晶显示器(LCD)。在一些实施方案中，显示器18可以包括可以有利于用户与电子设备10的用户界面进行交互的触摸屏。此外，应当理解，在一些实施方案中，显示器18可包括一个或多个有机发光二极管(OLED)显示器，或者LCD面板和OLED面板的一些组合。

电子设备10的输入结构22可使得用户能够与电子设备10进行交互(例如，按下按钮以增大或减小音量水平)。正如网络接口26那样，I/O接口24可以使电子设备10能够与各种其他电子设备进行交互。网络接口26可以例如包括用于以下网络的一个或多个接口：个人局域网(PAN)诸如蓝牙网络、局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)诸如802.11x Wi-Fi网络、和/或广域网(WAN)诸如第三代(3G)蜂窝网络、***(4G)蜂窝网络、长期演进(LTE)蜂窝网络或长期演进授权辅助接入(LTE-LAA)蜂窝网络。网络接口26也可以包括例如用于以下各项的一个或多个接口：宽带固定无线接入网络(WiMAX)、移动宽带无线网络(移动WiMAX)、异步数字用户线路(例如，ADSL、VDSL)、数字视频地面广播(DVB-T)及其扩展DVB手持设备(DVB-H)、超宽带(UWB)、交流(AC)功率线等。

在某些实施方案中，电子设备10利用收发器28通过前述无线网络(例如，Wi-Fi、WiMAX、移动WiMAX、4G、LTE等)进行通信。收发器28可以包括在无线接收和无线发射信号(例如，数据信号、无线数据信号、无线载波信号、RF信号)两者中可用的电路，诸如发射器和/或接收器。事实上，在一些实施方案中，收发器28可以包括被组合成单个单元的发射器和接收器，或者在其它实施方案中，收发器28可以包括与接收器分开的发射器。收发器28可以发射和接收RF信号以支持无线应用诸如例如PAN网络(例如，蓝牙)、WLAN网络(例如，802.11xWi-Fi)、WAN网络(例如，3G、4G以及LTE和LTE-LAA蜂窝网络)、WiMAX网络、移动WiMAX网络、ADSL和VDSL网络、DVB-T和DVB-H网络、UWB网络等中的语音和/或数据通信。如进一步示出的，电子设备10可以包括电源29。电源29可包括任何合适的电源，诸如可再充电的锂聚合物(Li-poly)电池和/或交流电(AC)电源转换器。

在某些实施方案中，电子设备10可以采取以下形式：计算机、便携式电子设备、可穿戴电子设备，或其他类型的电子设备。此类计算机可包括通常便携的计算机(例如膝上型电脑、笔记本电脑和平板电脑)以及通常在一个地点使用的计算机(例如常规的台式计算机、工作站和/或服务器)。在某些实施方案中，计算机形式的电子设备10可以是购自AppleInc.(Cupertino,California)的 Pro、MacBookmini或Mac机型。以举例的方式，根据本公开的一个实施方案，笔记本电脑10A形式的电子设备10在图2中被示出。笔记本电脑10A可以包括外壳或壳体36、显示器18、输入结构22、以及与I/O接口24相关联的端口。在一个实施方案中，输入结构22(诸如键盘和/或触摸板)可以使得能够实现与笔记本电脑10A的交互，诸如启动、控制或操作笔记本电脑10A上运行的图形用户界面(GUI)或应用。例如，键盘和/或触摸板可以便于用户与显示在显示器18上的用户界面、GUI、和/或应用界面交互。

图3描绘了手持设备10B的前视图，该手持设备表示电子设备10的一个实施方案。手持设备10B可表示例如便携式电话、媒体播放器、个人数据管理器、手持式游戏平台或此类设备的任何组合。举例来讲，手持设备10B可以是购自Apple Inc.(Cupertino,California)的或型手持设备。手持设备10B可以包括壳体36以保护内部元件免遭物理性损坏并用于屏蔽内部元件使其免受电磁干扰。壳体36可包围显示器18。I/O接口24可以通过壳体36打开并且可以包括例如用于硬连线连接的I/O端口以用于使用标准连接器和协议诸如由Apple Inc.(Cupertino,California)提供的Lightning连接器、通用串行总线(USB)、或其他类似的连接器和协议进行充电和/或内容操控。

输入结构22结合显示器18可以使得用户能够控制手持设备10B。例如，输入结构22可以激活或去激活手持设备10B，将用户界面导航到主(home)屏幕，呈现用户可编辑的应用屏幕，和/或激活手持设备10B的语音识别特征。其他输入结构22可以提供音量控制，或者可以在振动和铃声模式之间切换。输入结构22也可以包括用于获取用户语音以用于各种语音相关特征的麦克风、以及用于使能音频回放和/或某些电话功能的扬声器。输入结构22也可以包括耳机输入端以提供与外部扬声器和/或耳机的连接。

图4描绘了另一个手持设备10C的前视图，该手持设备表示电子设备10的另一个实施方案。手持式设备10C可以表示例如平板计算机，或者各种便携式计算设备中的一种。举例来讲，手持设备10C可以是电子设备10的平板电脑尺寸实施方案，具体可以是例如购自Apple Inc.(Cupertino,California)的型手持设备。

参见图5，计算机10D可表示图1的电子设备10的另一个实施方案。计算机10D可以是任何计算机，诸如台式计算机、服务器或笔记本式计算机，但也可以是独立媒体播放器或视频游戏机。以举例的方式，计算机10D可以是Apple Inc.(Cupertino,California)的 或其它类似设备。应该指出的是，计算机10D也可以表示另一制造商的个人计算机(PC)。壳体36可以保护和包封计算机10D的内部元件，诸如显示器18。在某些实施方案中，计算机10D的用户可以利用可以操作地耦接到计算机10D的各种***输入设备诸如键盘22A或鼠标22B(例如，输入结构22)来与计算机10D进行交互。

类似地，图6描绘了表示图1的电子设备10的另一实施方案的可穿戴电子设备10E。以举例的方式，可以包括腕带43的可穿戴电子设备10E可以是Apple,Inc.(Cupertino,California)的Apple然而，在其他实施方案中，可穿戴电子设备10E可以包括任何可穿戴电子设备，诸如可穿戴运动监测设备(例如，计步计、加速度计、心率监视器)、或另一制造商的其他设备。可穿戴电子设备10E的显示器18可以包括显示器18(例如，LCD、OLED显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器等)以及输出结构22的触摸屏版本，其可以便于用户与可穿戴电子设备10E的用户接口进行交互。

在某些实施方案中，如上所述，电子设备10的每个实施方案(例如，笔记本电脑10A，手持设备10B、手持设备10C、计算机10D和可穿戴电子设备10E)可以包括收发器28。考虑到前文内容，图7描述了收发器28内发射器50的实施方案的示意性框图。在所示实施方案中，发射器50与收发器28内的接收器分开，但是在一些实施方案中，收发器28可以包括被组合成单个单元的发射器50和接收器。另外，图7中所示的各种功能块可以包括硬件元件(包括电路)、软件元件(包括存储在计算机可读介质上的计算机代码)、或硬件元件和软件元件两者的组合。应当指出，图7仅是特定具体实施的一个示例，并且旨在示出可能存在于发射器50中的部件的类型。因此，可以添加或省略功能块，并且可以修改它们在发射器50内的布置。

在这个示例中，发射器50的电路可以被布置到两个或更多个PCB上。如图所示，发射器50被功能性地划分到第一PCB 51和第二PCB 52上。第一PCB 51可以堆叠在第二PCB 52上面，或者反之亦然。此处，信号处理部件53设置在第一PCB 51上，并且功率部件55设置在第二PCB 52上。由于许多RF系统被设计为具有约50Ω阻抗，因此本公开中的运行示例假定每个PCB 51和52上的部件具有这个阻抗。

在一些实施方案中，发射器50可以接收输入信号57，该输入信号在某些修改之后可以经由可操作地连接到功率放大器(PA)56的输出端54的天线(未示出)无线地发射。发射器50可以根据修改后的输入信号57的平均功率跟踪或输入信号57的包络跟踪来调控提供给功率放大器56的功率。发射器50接收数字数据信号作为输入信号57，并且在修改和放大后经由输出端54输出承载该数字数据的RF信号。因此，输出的经放大信号可以包括单个基带信号或多个分量载波(例如，基带信号)。即，输出的经放大RF信号可以包括单个信号或聚集到一个或多个频带中的多个信号。

在输出信号发射之前，前数字预失真(前DPD)数字增益控制58可以对输入信号57应用增益。发射器50中的前DPD数字增益控制58以及其他增益控制元件(例如，后DPD数字增益控制60和模拟增益控制62)可以对信号应用增益，使得增益控制元件的输出信号的振幅在可以接收增益控制元件的输出信号作为输入的电路的合适工作范围内。这样，数字预失真(DPD)框64可以对前DPD数字增益控制58的输出应用失真，以补偿功率放大器56可能引入的失真。即，DPD框64可以引入旨在在信号上具有与功率放大器56可能引入的失真相比相反效应的失真。DPD框64的输出可以具有由后DPD数字增益控制60应用于其的附加增益。数模转换器(DAC)66可以将后DPD数字增益控制60的输出从数字信号转换为模拟信号，以准备所述信号用于在模拟信道(例如，空气)上传输。模拟增益控制62可以将模拟增益应用于从DAC66输出的模拟信号。混合器68可以接收模拟增益控制62的输出作为输入，并且将该信号的频率调节(例如，偏移)到将在上面传输该信号的信道的合适频率。混合器68除此之外或另选地可以执行频率调制(FM)或振幅调制(AM)以分别修改信号的频率或振幅。混合器68的输出可以馈入到功率放大器56的输入端中用于放大，使得在输出端54处发射的信号适于在信道上传输。

另外，在一些实施方案中，为了控制提供给功率放大器56的功率，发射器50可以包含功率放大器功率供应路径70。功率放大器功率供应路径70可以包括输入分析框72、电压供应DAC 73、动态电压供应74、电流供应DAC 75等等。输入分析框72可以接收输入信号，诸如输入信号57或DPD框64的输出，如图所示，并且可以输出适于至少部分地基于输入信号的一个或多个特性(例如，振幅、包络等)调节被提供给功率放大器56的功率(例如，电流和/或电压)的一个或多个信号。即，在一些实施方案中，输入分析框72可以生成用于设置被提供给功率放大器56的静态电流(ICQ)(例如，无负载集电极电流)和/或电压的一个或多个信号，其单独或组合地可以影响被提供给功率放大器56的功率。为此，输入分析框72可以包含将输入信号特性映射到合适的功率放大器56功率供应的一个或多个查找表(LUT)76。在这个实施方案中，一组LUT 76可以各自包含与基于平均功率跟踪调控所提供的功率相关的LUT(例如，80)和与基于包络跟踪调控所提供的功率相关的LUT(例如，84)。基于平均功率跟踪和/或包络跟踪来调控功率供应的示例性具体实施更详细地描述于美国专利申请15/951,946中，该美国专利申请的内容据此全文以引用方式并入本文以用于所有目的。

实际上，如图所示，发射器50包括信号处理部件53诸如上文所述在第一PCB 51上的调制和增益控制电路，并且包括功率部件55诸如在第二PCB 52上的功率放大器56。在一些实施方案中，这些PCB 51和52堆叠，例如，第二PCB 52堆叠在第一PCB 51上。在发射器50被功能性地划分在PCB 51和52之间的情况下，将RF信号从设置在第一PCB 51上的信号处理部件53传送给设置在第二PCB 52上的功率部件55可能构成挑战，因为RF信号需要通过通常不被设计用于传输RF信号的结构(例如，通路)在PCB 51和52之间传送。为了解决这个问题，RF通路已被设计成具有匹配源阻抗和负载阻抗的特性阻抗，使得这些RF通路可以在第一PCB 51和第二PCB 52之间传输RF信号。例如，在RF信号被从第一PCB 51上的信号处理部件53传输给第二PCB 52上的功率部件55的情况下，信号处理部件53会是源，而功率部件会是负载。在这个示例中，假定两者均为50Ω。设计结构以“匹配”源和负载阻抗就生成具有使得能够以最小的反射实现最大信号传送的阻抗的结构，从而产生有效传输系统。通过测量输入回波损耗来量化传输系统效率可以帮助评估RF通路的设计，因为输入回波损耗将所传输的功率与所反射的功率进行比较以确定RF信号成功传输的功率的相对量。

考虑到上述内容，图8示出了图示146，其示出RF信号频率的变化可以如何影响在通过RF通路传输期间的输入回波损耗的示例。图示146包括具有从曲线图的原点增大的频率的频率轴148，使得点150处的频率在数值上低于点152处的频率(例如，对应于具有更大周期的信号)。图示146还包括以分贝为单位指示输入回波损耗量值的输入回波损耗轴154，其中点150处的输入回波损耗低于点152处的输入回波损耗。

在给定的RF传输系统(例如，电子设备10)中，可以标识输入回波损耗的可接受水平。在图示146上，水平156指示示例性RF通路的输入回波损耗的可接受水平(例如，目标输入回波损耗水平)。例如，在电子设备10中，输入回波损耗的可接受水平可以是-25dB或更小。水平156可以进一步指示传输频率和特定RF通路设计的特定组合是否是可接受的组合。例如，对应于处于或低于水平156的输入回波损耗的频率可以与可接受量的输入回波损耗关联(例如，点150)，而高于水平156的输入回波损耗可以与不可接受量的输入回波损耗关联(例如，点152)。公式1可以将传输线的特性阻抗与和RF传输系统相关联的输入回波损耗关联。

公式1将输入回波损耗(Γ_in)表示成等于所确定的RF源阻抗(Z_s)和传输线的特性阻抗(Z_o)之差与Z_s和Z_o之和之间的比率。将传输线的特性阻抗匹配到RF源和负载阻抗就可以导致输入回波损耗保持在或低于RF传输系统的目标水平，其中完美匹配(例如，源阻抗等于特性阻抗)可以导致输入回波损耗趋于无穷负(例如，在或低于目标水平)。

如从关于图8的讨论可以清楚地看出的那样，RF信号传输通常比在电子设备10中使用的其他信号的信号传输更复杂。例如，在传输指示二进制数据的电压信号时，系统设计者可能很少关注或根本不关注RF源阻抗或传输线阻抗。然而，如果RF信号传输通过不被设计用于RF信号传输的材料或结构，则RF信号可能显著衰减。因此，为了有利于堆叠PCB层之间的RF信号传输，RF通路和/或内插器可以被专门设计以促进RF信号传输。

考虑到此，图9A是电子设备10的堆叠PCB 160的透视图，其具有设置在第一PCB 51上的信号处理部件53和设置在第二PCB 52上的功率部件55。焊球168或任何其他合适的方法可以被用于将第一PCB 51和第二PCB 52固定到内插器170，以及提供电连接。内插器170可以包括被设计用于RF信号传输的材料和/或结构。例如，内插器170可以包括用于RF信号传输的信号处理部件53与功率部件55之间的RF通路耦接。

跟踪堆叠PCB 160之间的传输方向，信号处理部件53可以沿箭头172的方向将RF信号传输通过内插器170到达功率放大器56。在接收到RF信号时，功率放大器56可以增大RF信号振幅(例如，增大RF信号的功率电平)以准备RF信号用于经由天线发射。

如上所述，内插器170可以包括被设计用于在设置在堆叠PCB 160的不同层上的电路之间传输RF信号的RF通路。内插器的第一实施方案170A在图9B中示出，内插器的第二实施方案170B在图9C中示出。内插器的第一实施方案170A包括具有导电涂层和非导电填充物(例如，由非导电材料制成的通路填充物)的RF通路，而内插器的第二实施方案170B包括具有导电填充物的RF通路。

图9B是图9A的第一实施方案的透视图，示出了具有设置在第一PCB 51和第二PCB52之间的RF通路174A的内插器170A。RF通路174A可以包括具有导电涂层176(例如，铜)和非导电填充物178(例如，环氧树脂)的侧壁。在实施方案之间，导电涂层176在厚度和材料方面可以不同，以导致RF信号的传导。在一些实施方案中，厚度为20μm的铜涂层可以适于RF信号传导。通过选择涂层、内插器170A的厚度、内插器170A的材料、和用于RF通路174A的直径，内插器170A可以被设计成具有匹配源阻抗的特性阻抗。通过选择这些设计参数，内插器170A和RF通路174A可以近似具有中央传导RF通路(例如，未接地)和两个相邻接地RF通路的同轴传输线，所述两个相邻接地RF通路用来屏蔽所传输的RF信号以免受其他中央传导RF通路对附近传输的RF信号的信号干扰。类似于经由同轴传输线的RF信号传输，内插器170A、和RF通路174A设计可以被调节以近似具有平衡(例如，匹配)发射RF信号的源阻抗和接收RF信号的负载阻抗的特性阻抗诸如50Ω的同轴传输线。

图9C是图9A的第二实施方案的透视图，具有设置在第一PCB 51和第二PCB 52之间的内插器的第二实施方案170B中的RF通路174B。内插器170B的多个特征与图9A中所述的实施方案类似，例如，内插器170B的厚度、内插器170B的材料、以及用于RF通路174B的直径被选择以设计内插器170B便于第一PCB 51和第二PCB 52之间的RF信号传输。然而，在这个实施方案中，RF通路174B包括导电填充物180(例如，铜)。导电填充物180可以使用与导电涂层176材料相同的材料。导电填充物180可以被使用在导电涂层176上，以改善所传输的RF信号的信号完整性，这通过改善的和/或更完整的电耦接(例如，填充物-涂层以导致电耦接)来实现。

图9B和图9C的RF通路174A和174B可以在内插器170A和170B的基板中通过典型通路形成工艺形成。例如，基板可以具有在电介质材料中钻穿基板的通路孔。在钻孔后，通路可以被涂覆有或填充有导电材料，如铜。一旦导电层或填充物完成，在对于实施方案适当的地方，生成通路的第一开口和第二开口处可操作的耦接。也可以使用其他合适的技术来产生RF通路174结构。

为了进一步详细说明内插器170结构，图10是被图示具有RF通路174的内插器170的透视图。内插器170可以使用具有导电涂层176和非导电填充物178的RF通路174结构，如上所述，但另选地，RF通路174可以被填充以导电填充物180(例如，图9C中所述的实施方案)来代替导电涂层176和非导电填充物178(例如，图9B中所述的实施方案)。如图所示，内插器170可以具有周边聚集几何形状。应当指出的是，内插器170的具体布置也可以采用多种附加形状和/或几何形状，并且不应限于周边聚集几何形状。

内插器170可以包括一个或多个接地层182和一个或多个耦接部184。如图10所示，存在两个接地层182。所述一个或多个接地层182可以例如通过设置在与所述一个或多个接地层182将与RF通路174相关联的耦接部184耦接到接地层182相同的平面中的侧耦接而电耦接到公共接地183电压。所述一个或多个接地层182可以导电耦接到RF通路174的子集。耦接到所述一个或多个接地层182的所述子集的RF通路174可以各自被称为接地RF通路174G。耦接到功率部件55和信号处理部件53的RF通路174的子集可以各自被称为未接地RF通路174U。侧接两个接地RF通路174G的未接地RF通路174U的组合可以模拟同轴传输线并且使得RF通路174能够传输RF信号。

为了详细说明，同轴传输线可以包括类似于内导体190、围绕内导体190的电介质材料192、以及围绕电介质材料192的屏蔽(例如，接地)导体194的元件。内导体190可以相当于未接地RF通路174U的导电涂层176，围绕内导体190的电介质材料192可以相当于内插器170的电介质材料，并且屏蔽导体194可以相当于通过所述一个或多个接地层182与接地RF通路174G中两者的一般性分组形成的接地外边界。此外，类似于同轴传输线，内插器170可以被设计为满足电子设备10的特定传输特性。具体地，内插器170设计可以具有匹配源阻抗的特性阻抗。

为了解释此类设计考虑，图11是内插器170的示意性侧视图，该内插器包括耦合在第一PCB 51和第二PCB 52之间并且位于接地RF通路174G(未示出)中两者附近的未接地RF通路174U。在设计内插器170时要考虑的设计参数可以包括通路电感196(由L和电感器表示)、寄生电容198(由电容器和/或C表示)、通路直径200(由D表示)、与相邻接地电镀和/或相邻通路的接地导体的距离202(由G表示)、和材料常数204(由内插器170的材料的ε_r表示)。所描述的这些设计参数可以改变RF通路174的设计和/或特性阻抗。

调节与内插器170相关联的特性阻抗可以至少部分地取决于距离202、材料常数204和通路直径200。在设计阶段期间，某些设计参数可以保持恒定，而某些参数可以变化以找到适当的设计用于实现与内插器170相关联的特定特性阻抗(例如，匹配的特性阻抗)。在确定设计参数的特定组合的特性阻抗时，可以使用以下公式：

其中公式2将特征阻抗(Z_o)表示成材料常数204([μ_r，εo]_r)、通路直径200(D)、和从未接地RF通路174U的中心轴线与一个或多个接地层182和/或相邻通路的接地导体的距离202(G)的函数。对于材料常数204应当指出，参数([μ_r，εo]_r)考虑材料的相对电容率和材料的磁导率。在任一种情况下，材料常数204中所包括的这些值是材料特定的和/或已知值。最终，通过改变公式2的参数，内插器170的设计可以生成用于匹配RF源阻抗的特性阻抗，诸如50Ω。

当特性阻抗匹配源阻抗时，RF通路174可以有效地传输与RF信号相关联的电磁场通过内插器170。电磁场可以在相应RF通路174之间(例如，接地RF通路174和未接地RF通路174U之间)的区域中传输，以近似同轴传输线内的电磁传输。

如上所述，内插器170的设计对于不同的材料常数204、通路直径200、和距离202可以是不同的，以产生不同的特性阻抗。在一些实施方案中，设计可以在接地层182的数量方面是不同的。改变内插器170的接地层182的数量可以改善内插器170内所传输RF信号对信号干扰(例如，来自相邻传输的RF信号的信号泄漏)的屏蔽。随着接地层182的数量增加，RF通路174进一步被接地层182包封以渐增地隔离经由未接地RF通路174U传输的RF信号。

图12和图13示出将接地层182的数量从两层改成四层(例如，如图12中)或十层(例如，如图13中)的内插器170的两个实施方案。图12是内插器170的第三实施方案的透视图。如图所示，内插器170包括四个接地层182A、182B、182C和182D。将接地层182的数量从两层(例如，如图10和图11中所示)增加到四层可以用于通过将更大量的接地RF通路174G与周围接地层182耦接而沿RF通路174的长度提供更好的接地覆盖。增加接地层182的数量可以进一步导致RF通路174模仿同轴传输线结构。

任意数量的层可以被添加到内插器170以进一步隔离未接地RF通路174U。例如，内插器170可以包括十个接地层182，如图13所示，图13示出了内插器170的第四实施方案。图13的内插器170包括十个接地层182以进一步隔离未接地RF通路174U。内插器170可以包括任何合适数量的任何合适厚度的层。在一些实施方案中，增加接地层182的数量可以增大与接地层182相关联的寄生电容198，并且用作在设计参数改变时可能存在的设计权衡的示例。寄生电容198随着层数量增加而增大，因为随着电容器的导电平行板的尺寸增大(例如，来自接地层182的附加层的增大的宽度)，电容增大。

利用有助于选择内插器170的设计的多种设计因素，确定适当的层数、适当的内插器170设计和/或适当的RF通路174设计可以包括比较设计变体的模拟。性能模拟可以帮助区分所述一个或多个设计以便于选择内插器170设计(例如，设计参数组合)。图14和图15示出了模拟场景以及模拟场景之间的比较性能。应当指出的是，适当的设计可以以每个实施方案或者每个应用为基础来确定，并且任何合适的确定方法可以确定应用的适当设计。

图14是比较RF信号的频率模拟增大如何影响与上述不同内插器170设计相关联的输入回波损耗的图示210。图示210比较具有两个接地层182的内插器170B设计和具有四个接地层182的内插器170C设计的模拟结果。在模拟中，内插器170设计在材料常数204、通路直径200和接地层182数量的值方面改变，以实现匹配的特性阻抗。

曲线212对应于使用具有材料常数204的第一值的第一材料(例如，包括介电常数为约4.5的环氧树脂层压材料的标准FR4PCB)、两个接地层182、和250μm直径200通路174的内插器170B1的第一设计。曲线214对应于使用具有材料常数204的第一值的第一材料、四个接地层182和200μm直径200通路174的内插器170C1的第一设计。曲线216对应于使用具有材料常数204的第二值的第二材料(例如，低Dk、介电常数在大约3.4-3.6的范围内的低介电常数材料)的第二材料、两个接地层182、和200μm直径200通路174的内插器170B2设计的第二设计。曲线218对应于使用具有材料常数204的第二值的第二材料、四个接地层182和200μm直径200通路174的内插器170C2的第二设计。

对于模拟，通过模拟各种RF信号传输频率比较不同设计的输入回波损耗来测试设计的传输特性。分析模拟可以包括使用一个或多个量度来评估性能。如图14所示，水平156是用于评估性能的量度，并且表示设计要满足的目标输入回波损耗水平。为了确定适当的内插器170设计，可以将模拟结果如曲线212、214、216和218与水平156进行比较。在一些实施方案中，适当的设计是使输入回波损耗最小化的内插器170设计。

在这个模拟中，将曲线212、214、216和218与水平156进行比较。由这个性能分析，曲线218相对于其他曲线最远低于水平156并且看起来对应于最适当的设计，因为曲线218看起来使输入回波损耗水平最小化。在一些实施方案中，在从若干模拟设计确定适当的设计时可以考虑附加的量度，例如，与内插器170设计相关联的RF通路174设计的阻抗特性。因此，在曲线218可能看起来对应于最适当的设计时，不同的量度诸如设计的阻抗特性可以改进或改变适当设计的确定。例如，适当的设计可以平衡目标输入回波损耗水平，同时具有电容性的阻抗特性。

图15帮助示出图14的曲线212、214、216和218的附加评估量度的示例。图示230通过绘制曲线212、214、216和218来比较内插器170B和170C设计的模拟阻抗特性。图示230是Smith图表并且可以便于标识RF通路174设计和/或内插器170设计的阻抗特性。在Smith图表上，第一部分232表示电容特性，而第二部分234表示电感特性。因此，将内插器170设计阻抗特性绘制到Smith图表上就可以便于标识内插器170设计的总体电容特性和/或总体电感特性。

此外，Smith图表可以使得能够绘制对应于一个或多个内插器170设计的阻抗特性，以便于比较多种设计。在比较所述一个或多个内插器170设计时，内插器170在内插器170设计的绘图相对较远地(例如，相对于其他设计)延伸到第一部分132中的情况下被标识为更电容性的，并且在绘图相对较远地延伸到第二部分234中的情况下被标识为更电感性的。此外，内插器170设计在设计位于原点236并且不延伸到和/或最低程度地延伸到第一部分232和/或第二部分234中的情况下可以被认为是平衡的。如图所示，曲线212是曲线212、214、216和218中最电感性的，而曲线216是曲线212、214、216和218中最电容性的。

内插器170设计的阻抗特性可以便于选择适当的设计，因为内插器170可以被选择以偏移RF传输系统阻抗特性(例如，电子设备10的阻抗特性)。为了详细说明，如果RF传输系统主要是电感性的，为了适当地平衡RF传输系统阻抗，除了抵消性的阻抗特性(例如，用于抵消RF传输系统阻抗)之外还具有匹配特性阻抗的内插器170设计可以是最适当的设计。例如，曲线212、214、216和218可以对应于具有50Ω的匹配特性阻抗的内插器170设计，但是RF传输系统可能是略微电容性的，因此略微电感性的内插器170设计(例如，对应于曲线218、214、和212)可以是更适当的设计以进一步平衡RF传输系统特性。因此，模拟和性能量度的组合可以帮助确定用于RF传输系统的适当的内插器170设计。

因此，本公开的技术效果包括用于例如通过改善通路设计以支持RF信号的有效传输而将RF信号从处理部件传输给功率部件的技术。这些技术包括考虑RF通路设计和/或内插器设计、RF通路设计和/或内插器设计的变体、以及用于基于RF传输系统特性选择适当的内插器设计的技术。

已经以示例的方式示出了上述具体实施方案，并且应当理解，这些实施方案可容许各种修改和另选形式。还应当理解，权利要求书并非旨在限于所公开的特定形式，而是旨在覆盖落在本公开的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。

本文所述的和受权利要求保护的技术被引用并应用于实物和实际性质的具体示例，其明显改善了本技术领域，并且因此不是抽象、无形或纯理论的。此外，如果附加到本说明书结尾的任何权利要求包含被指定为“用于[执行][功能]...的装置”或“用于[执行][功能]...的步骤”的一个或多个元件，则这些元件将按照35U.S.C.112(f)进行解释。然而，对于任何包含以任何其他方式指定的元件的任何权利要求，这些元件将不会根据35U.S.C.112(f)进行解释。