CN113985324A - 探测电路板、探头以及探测系统 - Google Patents

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黄权
方文啸
王磊
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路国光
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易志强
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Abstract

本发明涉及一种探测电路板、探头以及探测系统。该探测电路板包括：磁场信号层，设有第一探测结构；信号附加层，与所述磁场信号层间隔设置，且设有第二探测结构；第一互连通孔，连接所述第一探测结构的第一端与所述第二探测结构的第二端；所述第二探测结构的第一端接地，所述第一探测结构的第二端用于输出检测信号。该探测电路板可以有效增加对磁场信号的探测灵敏度。

Description

探测电路板、探头以及探测系统
技术领域
本发明涉及射频识别技术领域，特别是涉及一种探测电路板、探头以及探测系统。
背景技术
复杂电磁环境中发射源通常可以通过探头近场扫描来进行检测。但是，随着电路的集成度和频率越来越高，电路功耗、面积和电压越来越小，电路所处的电磁环境也越来越复杂，电磁干扰的信号也越来越微弱，这给检测定位带来了一定的困难。
因此，在提高探头的灵敏度，从而提高探头检测微弱信号的能力，成为亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高探头灵敏度的探测电路板、探头以及探测系统。
一种探测电路板，包括：
磁场信号层，设有第一探测结构；
信号附加层，与所述磁场信号层间隔设置，且设有第二探测结构；
第一互连通孔，连接所述第一探测结构的第一端与所述第二探测结构的第二端；
所述第二探测结构的第一端接地，所述第一探测结构的第二端用于输出检测信号。
在其中一个实施例中，所述信号附加层还设有附加接地部，所述第二探测结构的第二端连接所述附加接地部。
在其中一个实施例中，所述探测电路板还设有电源电路，所述附加接地部避让所述电源电路。
在其中一个实施例中，
所述探测电路板还设有放大电路；
所述探测电路板还包括第一接地层以及第二接地层，所述磁场信号层与所述信号附加层位于所述第一接地层与所述第二接地层之间；
且所述探测电路板还设有第一带状线，所述第一带状线包括所述第一接地层、所述第二接地层以及位于所述磁场信号层的第一传输线，所述第一传输线的第一端连接所述第一探测结构的第二端，所述第一传输线的第二端通过第二互连通孔连接所述放大电路。
在其中一个实施例中，所述第一接地层设有第一共面波导线，所述第一共面波导线包括第一中心传输线以及其两侧的第一接地部，所述第一中心传输线的第一端连接所述第二互连通孔，所述第一中心传输线的第二端连接所述放大电路。
在其中一个实施例中，
所述第一接地层还设有第二共面波导线以及第三共面波导线，所述第二共面波导线包括第二中心传输线及其两侧的第一接地部，所述第三共面波导线包括第三中心传输线及其两侧的第一接地部；
所述探测电路板还设有第二带状线，所述第二带状线包括第一接地层、第二接地层以及位于所述磁场信号层的第二传输线，所述第二传输线；
所述第二中心传输线的第一端连接所述放大电路，所述第二中心传输线的第二端通过第三互连通孔连接所述第二传输线的第一端，所述第三中心传输线的第一端通过第四互连通孔连接所述第二传输线的第二端，所述第三中心传输线的第二端连接连接器的连接孔结构。
在其中一个实施例中，
所述探测电路板还包括第一接地层以及第二接地层，所述磁场信号层与所述信号附加层位于所述第一接地层与所述第二接地层之间；
所述探测电路板还设有过孔阵列，所述过孔阵列包括若干排列在所述探测电路板边缘的连接通孔，所述连接通孔连接所述第一接地层以及第二接地层。
一种探头，包括外壳以及上述探测电路板，所述探测电路板安装于所述外壳内。
在其中一个实施例中，所述探测电路板设有若干安装通孔，且通过所述安装通孔安装至所述外壳。
一种探测系统，包括连接器、分析装置以及上述探头，所述连接器连接所述分析装置与所述探头。
上述探测电路板，除了设有磁场信号层以外，另外增设有信号附加层，信号附加层设有第二探测结构。探测电路板通过第一互连通孔连接磁场信号层的第一探测结构的第一端与第二探测结构的第二端。而第二探测结构的第二端接地，第一探测结构的第二端用于输出检测信号。因此，第一探测结构与第二探测结构生成的电流信号可以进行叠加，从而增加对磁场信号的探测灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例的探测电路板示意图；
图2为图1中探测电路板的局部分解图；
图3为一实施例的第一接地层示意图；
图4为一实施例的磁场信号层示意图；
图5为一实施例的信号附加层示意图；
图6为一实施例的第二接地层示意图；
图7为一实施例的放大电路的电路示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在一个实施例中，请参阅图1，提供一种探测系统，用于对电磁环境中的电磁信号进行探测。
探测系统包括连接器、分析装置以及探头。连接器连接分析装置与探头。
作为示例，连接器具体可以为微波高频连接器(SMA连接器)等。分析装置具体地可以为频谱分析仪或网络分析仪等。
探头可以包括外壳与位于外壳内的探测电路板。
在一个实施例中，请参阅图1至图6，探测电路板包括磁场信号层100以及信号附加层200。
请参阅图2以及图4，磁场信号层100设有第一探测结构110，第一探测结构110的形状可以为非闭合的环状，从而可以对穿过第一探测结构110的环状内部的磁场信号进行感应探测。作为示例，穿过第一探测结构110的环状内部的磁场变化，得到对应的频率响应，生成射频电流，射频电流可以由第一探测结构110的其中一端输出，进而可以检测磁场信息。
在本实施例中，还另外增设有信号附加层200，其与磁场信号层100为两个间隔设置的导电膜层。二者之间可以设有第一绝缘介质层。
请参阅图2以及图5，信号附加层200设有第二探测结构210。第二探测结构210的形状也可以为非闭合的环状，从而也可以对磁场信号进行检测。
可以理解的是，“环状”的类型可以为圆形环状，也可以为方形环状，也可以其他形状的环状，本申请对此并没有限制。并且，第一探测结构110与第二探测结构的形状可以相同，也可以不同，本申请对此也没有限制。
同时，本实施例探测电路板还设有第一互连通孔10。第一互连通孔10连接第一探测结构110的第一端与第二探测结构210的第二端。而第二探测结构210的第二端接地，第一探测结构110的第二端用于输出检测信号。检测信号具体为用于检测的电流信号。因此，第一探测结构110与第二探测结构210生成的电流信号可以进行叠加，从而增加对磁场信号的探测灵敏度。
需要说明的是，这里第二探测结构210的第二端接地时，可以是第二探测结构210的第二端直接与地端连接，也可以是第二探测结构210的第二端通过居中元件而与地端连接。例如探测电路板还可以在设有一个附加层，且在另一个附加层上设有非闭合环状的第三探测结构，则第二探测结构210的第二端可以通过第三探测结构而与地端连接。
在一个实施例中，请参阅图5，信号附加层200还设有附加接地部220。第二探测结构210的第二端连接附加接地部220。
在本实施例中，第二探测结构210通过与其同层设置的附加接地部220进行接地，从而提高信号可靠性。
进一步地，本实施例探测电路板还可以设有电源电路300。此时，附加接地部220可以避让电源电路300，从而可以有效防止电源电路300对接地信号产生电磁干扰。
在一个实施例中，请参阅图2、图3以及图6，探测电路板还包括第一接地层500以及第二接地层600。第一接地层500与第二接地层600之间设置磁场信号层100与信号附加层200。具体地，第一接地层500、磁场信号层100、信号附加层200以及第二接地层600可以由上至下依次排列，且第一接地层500与磁场信号层100之间可以具有第二绝缘介质层，磁场信号层100与信号附加层200之间可以具有第一绝缘介质层，信号附加层200与第二接地层600第三绝缘介质层。
同时，探测电路板还设有放大电路400以及第一带状线。
请参阅图3，放大电路400用于对检测信号进行放大。具体地，第一接地层500可以形成在第二绝缘介质层上的部分区域，而放大电路400可以设置在第二绝缘介质层上的未被第一接地层500覆盖的区域。进一步地，上述电源电路300可以设置在在第二绝缘介质层上的未被第一接地层500覆盖且未设有放大电路400的区域。
作为示例，放大电路可以采用低噪声放大器电路，其具体电路结构请参阅图7。
请参阅图2，第一带状线包括包括第一接地层500、第二接地层600以及位于磁场信号层100的第一传输线120。第一带状线可以对信号进行可靠传输。
第一带状线的第一传输线120的两端可以分别连接第一探测结构110与放大电路400，从而可以通过放大电路400对第一探测结构110输出的检测信号进行有效放大，从而进一步提高探测灵敏度。
具体地，第一传输线120的第一端可以连接第一探测结构110的第二端，第一传输线120的第二端可以通过第二互连通孔20连接放大电路400
在一个实施例中，请参阅图3，第一接地层500设有第一共面波导线。第一共面波导线包括第一中心传输线511以及其两侧的第一接地部520。第一中心传输线511的两端可以分别连接第二互连通孔20以及放大电路400，从而将第一探测结构110的第二端输出的检测信号依次通过第一带状线的第一传输线120、第二互连通孔20、第一共面波导线的第一中心传输线511而传输至放大电路400。
在本实施例中，第一带状线与第一共面波导线构成传输结构，便于特性阻抗(如50欧姆特性阻抗)的设计。
在一个实施例中，第一接地层500还设有第二共面波导线以及第三共面波导线。探测电路板还设有第二带状线。从而使得经过放大电路放大后输出的信号可以依次经过第二共面波导线、第二带状线以及第三共面波导线而传输至连接器(如微波高频连接器(SMA连接器))。
此时可以便于连接器与放大电路400位置的设置。
具体地，第二共面波导线可以包括第二中心传输线531及其两侧的第一接地部520。第三共面波导线可以包括第三中心传输线541及其两侧的第一接地部520。第二带状线可以包括第一接地层500(具体为第一接地层500的第一接地部520)、第二接地层600以及位于磁场信号层100的第二传输线130。
此时，磁场信号层100设有第一探测结构110、第一传输线120以及第二传输线130。此外，磁场信号层100还可以设有信号层接地部140。
第二共面波导线的第二中心传输线531的第一端连接放大电路400，其第二端通过第三互连通孔30连接第二带状线的第二传输线130的第一端，从而将放大电路400输出的信号引入磁场信号层100的第二传输线130。
第三共面波导线的第三中心传输线541的第一端通过第四互连通孔40连接第二带状线的第二传输线130的第二端，从而将经过第二传输线130传输的信号引出至第三共面波导线。
并且，第三共面波导线的第三中心传输线541的第二端连接连接器的连接孔结构700。连接孔结构用于连接器连接。因此，此时可以将放大的后的信号最终可靠地传输至连接器。
具体地，请参阅图3，连接孔结构700可以包括连接主体710以及贯穿连接连接主体710及其以下各膜层的连接孔720。具体地，第一接地层500可以形成在第二绝缘介质层上的部分区域，而连接主体可以与放大电路400以及电源电路300等一样可以设置在第二绝缘介质层上的未被第一接地层500覆盖的区域。
在一个实施例中，请参阅图1，当探测电路板还包括第一接地层500以及第二接地层600时，还在探测电路板上设有过孔阵列。过孔阵列具体地可以包括若干排列在探测电路板边缘的连接通孔50。连接通孔50可以将第一接地层500(具体为第一接地层500的第一接地部520)与第二接地层600连接，从而减少寄生信号的干扰。
在一个实施例中，请参阅图2，探测电路板上可以设有若干安装通孔60。安装通孔60贯穿探测电路板上的各个膜层。探测电路板可以通过安装通孔60安装至外壳。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种探测电路板，其特征在于，包括：
磁场信号层，设有第一探测结构；
信号附加层，与所述磁场信号层间隔设置，且设有第二探测结构；
第一互连通孔，连接所述第一探测结构的第一端与所述第二探测结构的第二端；
所述第二探测结构的第一端接地，所述第一探测结构的第二端用于输出检测信号。
2.根据权利要求1所述的探测电路板，其特征在于，所述信号附加层还设有附加接地部，所述第二探测结构的第二端连接所述附加接地部。
3.根据权利要求2所述的探测电路板，其特征在于，所述探测电路板还设有电源电路，所述附加接地部避让所述电源电路。
4.根据权利要求1所述的探测电路板，其特征在于，
所述探测电路板还设有放大电路；
所述探测电路板还包括第一接地层以及第二接地层，所述磁场信号层与所述信号附加层位于所述第一接地层与所述第二接地层之间；
且所述探测电路板还设有第一带状线，所述第一带状线包括所述第一接地层、所述第二接地层以及位于所述磁场信号层的第一传输线，所述第一传输线的第一端连接所述第一探测结构的第二端，所述第一传输线的第二端通过第二互连通孔连接所述放大电路。
5.根据权利要求4所述的探测电路板，其特征在于，所述第一接地层设有第一共面波导线，所述第一共面波导线包括第一中心传输线以及其两侧的第一接地部，所述第一中心传输线的第一端连接所述第二互连通孔，所述第一中心传输线的第二端连接所述放大电路。
6.根据权利要求5所述的探测电路板，其特征在于，
所述第一接地层还设有第二共面波导线以及第三共面波导线，所述第二共面波导线包括第二中心传输线及其两侧的第一接地部，所述第三共面波导线包括第三中心传输线及其两侧的第一接地部；
所述探测电路板还设有第二带状线，所述第二带状线包括第一接地层、第二接地层以及位于所述磁场信号层的第二传输线，所述第二传输线；
所述第二中心传输线的第一端连接所述放大电路，所述第二中心传输线的第二端通过第三互连通孔连接所述第二传输线的第一端，所述第三中心传输线的第一端通过第四互连通孔连接所述第二传输线的第二端，所述第三中心传输线的第二端连接连接器的连接孔结构。
7.根据权利要求1所述的探测电路板，其特征在于，
所述探测电路板还包括第一接地层以及第二接地层，所述磁场信号层与所述信号附加层位于所述第一接地层与所述第二接地层之间；
所述探测电路板还设有过孔阵列，所述过孔阵列包括若干排列在所述探测电路板边缘的连接通孔，所述连接通孔连接所述第一接地层以及第二接地层。
8.一种探头，其特征在于，包括外壳以及权利要求1-7任一项所述的探测电路板，所述探测电路板安装于所述外壳内。
9.根据权利要求8所述的探头，其特征在于，所述探测电路板设有若干安装通孔，且通过所述安装通孔安装至所述外壳。
10.一种探测系统，其特征在于，包括连接器、分析装置以及权利要求8或9所述的探头，所述连接器连接所述分析装置与所述探头。
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