CN204389661U - 印制电路板型磁场探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种印制电路板型磁场探头，包括探头本体、SMA接头、以及分别覆盖在探头本体上下表面的两块接地板，所述探头本体包括杆体和连接在杆体一头的探头环，所述探头环呈圆环状，探头环与杆体之间具有缺口，所述缺口旁设有过孔，所述探头本体通过过孔分别与两块接地板相连，所述接地板一端设有屏蔽环，屏蔽环中部开有缝隙，所述屏蔽环形状与探头环相匹配，屏蔽环宽度大于探头环，SMA接头与探头本体和两块接地板连接。本实用新型采用三层印制电路板技术对探头进行了加工，缩小了探头尺寸，大幅提高了探头的空间分辨率，增大了频带范围，并具有较好的灵敏度。

Description

印制电路板型磁场探头

技术领域

    本实用新型属于磁场变量测量装置技术领域，具体涉及一种印制电路板型磁场探头。

背景技术

电磁兼容要求电子设备不对其他设备产生干扰、对其他设备的发射不敏感以及不对自身产生干扰。电磁辐射会对正在工作的电子设备产生干扰，如今，电子产品不断追求小型化，尤其在微波频率范围时，产品或电路的物理尺寸相对较小，产品的排布也随之越来越密集，因此，产品中的各小的模块不仅可能对对其他设备产生干扰，更可能对自身设备产生电磁干扰。为了定位这些干扰源，我们可以采用近场测试的方法，这已被证明是一种很有效的方法，这时就需要分辨率较高的磁场探头。而传统的用同轴线绕制的环型磁场探头在探头直径上往往会受到限制，因为同轴线的本身直径就有2-3毫米，要把同轴线型探头做到直径小于5mm时会比较困难，这就很难用于测量小型产品的电磁干扰，并且现有的磁场探头的加工工艺也不理想。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种印制电路板型磁场探头，采用三层印制电路板技术对探头进行了加工，大幅缩小了探头尺寸，并增大了频带范围。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种印制电路板型磁场探头，包括探头本体、SMA接头、以及分别覆盖在探头本体上下表面的两块接地板，所述探头本体包括杆体和连接在杆体一头的探头环，所述探头环呈圆环状，探头环与杆体之间具有缺口，所述缺口旁设有过孔，所述探头本体通过过孔分别与两块接地板相连，所述接地板一端设有屏蔽环，屏蔽环中部开有缝隙，所述屏蔽环形状与探头环相匹配，屏蔽环宽度大于探头环，SMA接头与探头本体和两块接地板连接。

进一步的，所述探头本体通过过孔与SMA接头连接。

进一步的，所述探头本体由带状线制成。

进一步的，所述带状线介质为FR4。

有益效果：

本实用新型提供的印制电路板型磁场探头探头环直径小，可以达到1mm左右，大幅提高了探头的空间分辨率，频带范围也较宽，能够达到10MHz-10GHz，本探头结构简单，生产成本较低，易于加工，经测试证明探头具有较好的灵敏度，测量结果较为精确。

附图说明

图1为印制电路板型磁场探头结构示意图；

图2为揭去一层接地板的印制电路板型磁场探头示意图；

图3为印制电路板型磁场探头的探头环部分立体示意图；

图4为测量印制电路板型磁场探头S11曲线时的设备连接示意图；

图5为印制电路板型磁场探头的仿真与测量S11曲线图；

图6为测量印制电路板型磁场探头S21曲线时的设备连接示意图；

图7为印制电路板型磁场探头的仿真与测量S21曲线图；

图8为频率3GHz时输出磁场分布仿真与测试结果归一化值。

附图标记列表：

1-探头本体，11-杆体，12-探头环，13-缺口，2-SMA接头，3-接地板，31-杆部32-屏蔽环，33-缝隙，4-过孔，5-同轴电缆，7-微带线，8-负载。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本例提供的印制电路板型磁场探头尺寸很小，探头环直径可以做到1mm-5mm，其结构示意图如图1、图2、图3所示，主要包括探头本体1、SMA接头2、以及分别覆盖在探头本体上下表面的两块接地板3，所述探头本体1由带状线加工制作而成，带状线介质为FR4，特性阻抗50欧，带状线一端成平直状形成杆体11，另一端弯曲成圆环形形成探头环12，探头环12并不是闭合的圆环，而是与杆体之间具有缺口13，缺口13旁设有过孔4，所述探头本体1通过过孔4分别与两块接地板3相连。

接地板3覆盖在探头本体1的上下两侧，因此其形状与探头本体1的形状相近，即一端为覆盖探头本体杆体的杆部31（图1、图2中接地板杆部比探头本体杆体略宽，但该尺寸关系不作为本实用新型的限制，实际在应用中，本领域内技术人员可以调节杆体与杆部的尺寸大小），另一端设有屏蔽环32，所述屏蔽环32形状与探头环12相匹配、也为环状，其中部开有缝隙33，该缝隙将屏蔽环32分割为两个对称的半圆环，该缝隙33能够起到屏蔽电场的作用。屏蔽环32的环体宽度略大于探头环12环体宽度，即屏蔽环32能够将探头环12完全覆盖。本例中，导带宽为0.3mm，屏蔽环32环体宽度为0.4mm。

SMA接头2与探头本体1和两块接地板3连接，具体地说，杆体11远离探头环12的一端设有过孔4，SMA接头2通过过孔4与探头本体1连接，SMA接头2芯线需与探头本体1形成电连接（可采用焊接方式），此外，SMA接头2焊接在覆盖在探头本体1上下表面的接地板3的相应位置上。

如图4所示，将本印制电路板型磁场探头通过SMA接头2和同轴电缆5连接到网络矢量分析仪6的第一端口6，此时网络矢量分析仪6既作为信号的发射设备也作为接收设备，加上0dBm的信号，测出S11曲线如图5所示。

如图6所示，将一50Ω微带线7（微带线导带宽1.9mm，长81mm，宽40mm）一端通过SMA接头2和同轴电缆线5与网络矢量分析仪6的第一端口61相连，另一端通过SMA接头2连接50Ω匹配负载8，通过网络矢量分析仪6第一端口61加上0dBm的信号，作为场强发生的装置，将本实用新型提供的印制电路板型磁场探头通过SMA接头2与同轴电缆5连接到第二端口62，把探头置于微带线7正上方，测试出探头耦合S21曲线，如图7所示。由图中曲线可以看出，本专利探头测试与仿真的结果基本吻合。

从上述S11和S21曲线可以看出，本磁场探头测试结果较为精确。必须说明的是，网络矢量分析仪为现有的可购买到的设备，其输出的数据和曲线图也是现有技术，S21曲线和S11曲线均为网络矢量分析仪原本就能够输出的曲线形式。

图8是频率为3GHz时微带线上方探头输出磁场分布仿真与测试结果归一化值，测试时探头与微带线垂直距离为2mm，探头圆环平行于yoz平面，探头沿着x方向移动。从图中可以看出探头输出仿真曲线与实验测试曲线两者趋势基本一致，探头具有较高的空间分辨率。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种印制电路板型磁场探头，其特征在于：包括探头本体、SMA接头、以及分别覆盖在探头本体上下表面的两块接地板，所述探头本体包括杆体和连接在杆体一头的探头环，所述探头环呈圆环状，探头环与杆体之间具有缺口，所述缺口旁设有过孔，所述探头本体通过过孔分别与两块接地板相连，所述接地板一端设有屏蔽环，屏蔽环中部开有缝隙，所述屏蔽环形状与探头环相匹配，屏蔽环宽度大于探头环，SMA接头与探头本体和两块接地板连接。

2.根据权利要求1所述的印制电路板型磁场探头，其特征在于：所述探头本体通过过孔与SMA接头连接。

3.根据权利要求1或2所述的印制电路板型磁场探头，其特征在于：所述探头本体由带状线制成。

4.根据权利要求3所述的印制电路板型磁场探头，其特征在于：所述带状线介质为FR4。