CN209963202U - 一种小型化高隔离衰减器 - Google Patents

Abstract

一种小型化高隔离衰减器，包括N组衰减模块，每组衰减模块包括衰减器，包围所述衰减器外围的屏蔽罩，信号线，以及PCB板；所述PCB板包括顶层、底层和中间层，中间层置于所述顶层与所述底层之间，用于为所述信号线提供布线区域，顶层还设置有M个信号过孔，信号线通过其中一信号过孔并伸至布线区域，并继续通过另一信号过孔与下一衰减器连接。本实用新型通过将PCB板设置多层结构，将信号线布在PCB板的中间层，避免信号线裸露于PCB板外表面，阻止了裸露的微带线产生的不利辐射路径，实现了高隔离度；并且衰减器之间的信号线因均走PCB板的中间层上，省去了原放置衰减器信号线在PCB板上的空间，在衰减器之间可以布局紧凑，实现小型化。

Description

一种小型化高隔离衰减器

技术领域

本实用新型涉及衰减器技术领域，尤其涉及一种小型化高隔离衰减器。

背景技术

衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。衰减器广泛应用于电子设备中，它的主要用途是：调整电路中信号的大小；在比较法测量电路中，可用来直读被测网络的衰减值；改善阻抗匹配，例如在某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与负载阻抗之间插衰减器。

参见图1，为现有衰减器的一种设计方案，衰减器放置于PCB板正面，将衰减芯片单个进行屏蔽，中间采用同轴电缆进行连接。所有微带线都放置在衰减器同一侧，信号的传递有两种路径——传导路径和辐射路径：对于传导路径，信号从射频接头进入传输至微带线，再由微带线传输至衰减器，然后由衰减器传输至微带线，再由微带线传输至衰减器，以此类推，直至传输至射频接头输出；对于辐射路径，信号会向四周辐射，传递到任何它能够辐射到的地方。输出信号就是传导路径和辐射路径这两个路径信号的叠加，即由输入传导过来的信号与电路中任何地方辐射过来的信号的叠加。因辐射路径有很大的不确定性，辐射的强弱也有很大的不确定性，因此只要存在辐射路径，衰减器总的衰减量必然无法准确确定，此外存在辐射路径，也意味着空间隔离度不佳。因此，在设计衰减器时，需要尽可能的去掉辐射路径，最优的方案即只保留传导路径，这样衰减器的总衰减量就只由衰减器的衰减量、微带线的损耗和射频接头的损耗决定，而这些量都是可以确定的，自然衰减器总的衰减量也就可以准确确定了。如果辐射路径没有去除，那么在设定大衰减的情况下，辐射传递过来的信号可能比传导过来的信号强很多，那么实际的衰减量可能远远小于设定值，影响信号的传输。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种小型化高隔离衰减器，能实现小型化高隔离度。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种小型化高隔离衰减器，包括：N组衰减模块，其中，N为大于或等于2的正整数，其中任意一组衰减模块包括：

衰减器，用于对信号进行预设分贝的衰减；

屏蔽罩包围所述衰减器外围；

信号线，用于进行信号传输；

PCB板，包括：

顶层，所述顶层的第一侧放置所述衰减器，所述顶层的第二侧置于所述PCB板内部，用于为所述信号线提供布线区域；

底层，所述底层的第一侧裸露于外部环境，所述底层的第二侧置于所述PCB板内部，用于为所述信号线提供布线区域；

中间层，置于所述顶层的第二侧与所述底层的第二侧之间，用于为所述信号线提供布线区域；

其中所述顶层还设置有M个信号过孔；对于这M个信号过孔，所述衰减器模块的信号线通过其中一信号过孔并伸至所述布线区域，并继续通过另一信号过孔与下一衰减模块的衰减器连接，实现上一组衰减模块与下一组衰减模块的信号连接，其中M为大于或等于2的正整数。

在其中一种可能实现方式中，所述底层及所述中间层上均可设置所述信号过孔，以在各层板之间进行信号传输。

在其中一种可能实现方式中，顶层上的信号过孔位于屏蔽罩所包围的区域内。

在其中一种可能实现方式中，所述顶层、所述底层及所述中间层中一者或多者设置有接地区域，用于接地。

在其中一种可能实现方式中，所述PCB板还包括：

接地过孔，设置于所述顶层、所述底层及所述中间层上，用于将各层板的接地区域相连。

在其中一种可能实现方式中，所述信号过孔和所述接地过孔为金属圆柱体，用于实现电气连接。

在其中一种可能实现方式中，所述接地过孔位于屏蔽罩所包围的区域外的四周。

在其中一种可能实现方式中，所述中间层包括第一中间层和第二中间层。

在其中一种可能实现方式中，所述信号线包括微带线和带状线。

在其中一种可能实现方式中，位于屏蔽罩内的信号线为微带线，实现衰减器信号连接的信号线为带状线。

实施本实用新型实施例具有如下有益效果：

一种小型化高隔离衰减器，包括：N组衰减模块，其中，N为大于或等于2的正整数，其中任意一组衰减模块包括：衰减器，，包围所述衰减器外围的屏蔽罩，信号线，以及PCB板；所述PCB板包括：顶层，所述顶层的第一侧放置所述衰减器，所述顶层的第二侧置于所述PCB板内部，用于为所述信号线提供布线区域，底层，所述底层的第一侧裸露于外部环境，所述底层的第二侧置于所述PCB板内部，用于为所述信号线提供布线区域，中间层，置于所述顶层的第二侧与所述底层的第二侧之间，用于为所述信号线提供布线区域，其中所述顶层还设置有M个信号过孔，对于这M个信号过孔，所述衰减器模块的信号线通过其中一信号过孔并伸至所述布线区域，并继续通过另一信号过孔与下一衰减模块的衰减器连接，实现上一组衰减模块与下一组衰减模块的信号连接，其中M为大于或等于2的正整数。本实用新型通过将PCB板设置多层，将信号线走在PCB板的中间层上，避免信号线裸露于PCB板外表面，阻止了裸露的微带线产生的不利辐射路径，实现了高隔离度；并且衰减器之间的信号线因均走PCB板的中间层上，省去了原放置衰减器信号线在PCB板上的空间，则在衰减器之间可以布局紧凑，实现小型化。

附图说明

图1是现有衰减器结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种PCB板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中一种小型化高隔离衰减器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中另一种小型化高隔离衰减器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中一种微带线的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中一种带状线的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

发明人在对衰减器设计过程中，发现无论衰减器还是微带线都存在一定的辐射，虽然辐射比较微弱，但是在大衰减要求下，这种微弱辐射不能忽略，为了防止衰减器和微带线的辐射，一种考虑是将每个衰减器都单独屏蔽，使信号无法辐射出去，实现高的空间隔离度；但是由于微带线和衰减器都在同一侧，衰减器和衰减器之间相连的微带线必须穿出屏蔽罩，那么屏蔽罩必须开槽，这样屏蔽罩与屏蔽罩之间的微带线无法被屏蔽，微带线裸露在外面，这种裸露的微带线就会产生不利的辐射路径。为了进一步解决这个问题，发明人又重新思考，并创造性提出将PCB板设置多层，将信号线走在PCB板的中间层上，避免信号线裸露于PCB板外表面，阻止了裸露的微带线产生的不利辐射路径，实现了高隔离度，并且衰减器之间的信号线因均走PCB板的中间层上，省去了原放置衰减器信号线在PCB板上的空间，则在衰减器之间可以布局紧凑，实现小型化，下面对本实用新型进行具体的说明。

参见图2，本实用新型一种实施例中提供了一种小型化高隔离衰减器，包括：N组衰减模块00，其中，N为大于或等于2的正整数，其中任意一组衰减模块00包括衰减器01、屏蔽罩02、信号线03及PCB板05，下面具体说明。

衰减器01用于对信号进行预设分贝的衰减。

需要说明的是，N组衰减模块00中的衰减器01的衰减预设分贝均可不一致，也可以一致，本实用新型对此不作具体限定。例如，在有三组衰减模块00时，第一组衰减模块00的衰减器01的预设分贝可以是30dB、第一组衰减模块00的衰减器01的预设分贝可以是60dB、第一组衰减模块00的衰减器01的预设分贝可以是90dB，或者三组衰减模块00的衰减器01的预设分贝均是30dB。在接通一衰减模块00的衰减器01时，衰减器01就会对信号线03传输过来的信号进行衰减。其中，衰减器01可以是程控衰减器01也可以是固定衰减器01。

屏蔽罩02包围所述衰减器01外围。

一种实施例中，所述屏蔽罩02可以是金属构成的，这样就能反射电磁波，从而使得电磁波无法穿透屏蔽罩02；屏蔽罩02可以将衰减器01和连接在衰减器01上的信号线03罩起来，衰减器01和信号线03产生的电磁场则会被束缚在屏蔽罩02内部，因此衰减器01与衰减器01之间就没有空间上的电磁辐射耦合，实现辐射隔离。

信号线03用于进行信号传输。

需要说明的是，信号线03连接在射频接头与衰减器01之间，以及连接在衰减器01与衰减器01之间，其中，射频接头可以是连接器，用于连接衰减器01与外部器件，以进行射频信号的传输。一种实施例中，所述信号线03可以包括微带线31和带状线32。

参见图3，一种实施例中PCB板05包括顶层51、底层52及中间层53，下面具体说明。

顶层51具有第一侧和第二侧，顶层51的第一侧放置衰减器01；顶层51的第二侧置于所述PCB板05内部，用于为信号线03提供布线区域55。

一种实施例中，参见图4，所述平面M可以是顶层51的第一侧，衰减器01设置在PCB板05的外表平面N上。在屏蔽罩02内，即平面M的区域O中可以进行布线，则信号线03裸露在PCB外表面且在屏蔽罩02内。所述顶层51的一个区域可以放置衰减器01，在其他区域则可以进行走线，设置布线区域55。

底层52具有第一侧和第二侧，底层52的第一侧裸露于外部环境；底层52的第二侧置于所述PCB板05内部，用于为信号线03提供布线区域55。

一种实施例中，所述底层52的第一侧可为PCB板05的外表面。底层52可以进行走线，设置布线区域55。

中间层53置于所述顶层51的第二侧与所述底层52的第二侧之间，用于为所述信号线03提供布线区域55。

一种实施例中，中间层53设置在顶层51和底层52之间，避免裸露于外部环境中。

参见图2和图3，一种实施例中顶层51还可以设置有M个信号过孔54，对于这M个信号过孔54，所述衰减器01模块的信号线03通过其中一信号过孔54并伸至所述布线区域55，并继续通过另一信号过孔54与下一衰减模块00的衰减器01连接，实现上一组衰减模块00与下一组衰减模块00的信号连接，其中M为大于或等于2的正整数。

在其中一种可能的实现方式中，顶层51上的信号过孔54位于屏蔽罩02所包围的区域内。

一种实施例中，M可以大于或等于N。示例性地，在N等于2时，M等于N，这种情况下可以将两个衰减器01模块的屏蔽罩02与射频接头使用焊锡焊接密封，射频接头包括第一射频接头和第二射频接头，第一射频接头可以作为信号输入端的接头，第二射频接头可以作为信号输出端的接头，第一射频接头引出的信号线03可以直接布线在顶层51上，与第一衰减模块00的第一衰减器01的一端连接，第一衰减器01另一端的信号线03通过设置在第一衰减模块00屏蔽罩02内的第一信号过孔54，伸至中间层53的布线区域55上，并继续通过设置在第二衰减模块00屏蔽罩02内的第二信号过孔54与下第二衰减模块00的第二衰减器01的一端连接，第二衰减器01另一端的信号线03可以直接布线在顶层51上，与射频接通连接，输出信号。示例性地，当M大于N时，射频接头与衰减器01之间的信号线03可以不在顶层51板上走线，这种情况下当信号线03通过信号过孔54与衰减器01连接时，第一射频接头引出的信号线03可以直接伸至中间层53的布线区域55上，然后穿过第一衰减模块00的第一信号过孔54与第一衰减器01的一端连接，第一衰减器01的另一端信号线03通过第一衰减模块00的第一信号过孔54再次延至中间层53的布线区域55上，然后通过第二衰减模块00的第三信号过孔54与第二衰减器01的一端连接，第二衰减器01的另一端信号线03通过第二衰减模块00的第四信号过孔54再次伸至中间层53的布线区域55上与第二射频接头连接，需要说明的是，如图2所示其中布线区域55的位置不一致。

如图3所示，所述底层52及所述中间层53上均可设置所述信号过孔54，以在各层板之间进行信号传输。

一种实施例中，信号过孔54的电气属性是信号本身，用于将不同层中同一电气属性的信号线进行连接，实现信号传输。在顶层51、底层52及中间层53上均可设置信号过孔54，则可以实现顶层51、底层52及中间层53之间的信号传输，例如，可以将顶层51上的信号线03通过顶层51上的信号过孔54连接在中间层53上的布线区域55，也可以将顶层51上的信号线03通过顶层51上的信号过孔54再穿过中间层53上的信号过孔54，以连接上底层52的布线区域55，还可以将信号线03分别通过顶层51上的信号过孔54、中间层53上的信号过孔54及底层52的信号过孔54与需要连接的器件进行连接，本实用新型对此不作具体限定。信号线03与信号过孔54直接连接，因信号过孔54是金属圆柱体，可以进行电气连接。

在其中一种可能实现方式中，所述顶层51、所述底层52及所述中间层53中一者或多者设置有接地区域56，用于接地。

一种实施例中，接地区域56作为接地面，用于接地。示例性的，可以在某一区域上铺上铜皮作为接地区域56。为了保证屏蔽效果，将距离布线区域55为3倍宽的区域，即距离通信导线为3倍宽的区域，铺上铜皮作为接地区域56，因铜皮的金属性质屏蔽电磁辐射，故可用作地。

在其中一种可能实现方式中，所述PCB板05还包括：接地过孔57，设置于所述顶层51、所述底层52及所述中间层53上，用于将各层板的接地区域56相连，实现所述顶层51、所述底层52及所述中间层53中接地区域56相连。

一种实施例中，接地过孔57与所述顶层51、所述底层52及所述中间层53上的接地区域56相连，示例性的，在要将顶层版上的一接地区域56与中间层53上的一接地区域56相连时，通过在顶层版上设置一接地过孔57，通过所述接地过孔57将顶层版上的接地区域56与中间层53上的接地区域56相连。在中间层53上设置一接地过孔57，则可以通过该接地过孔57与顶层51或中间层53的接地区域56相连。

参见图4，所述接地过孔57位于屏蔽罩02所包围的区域外的四周。

在其中一种可能实现方式中，所述信号过孔54和所述接地过孔57为金属圆柱体，用于实现电气连接。

一种实施例中，接地过孔57的电气属性是地，用于将不同层上的地属性平面相连。因所述信号过孔54和所述接地过孔57为金属圆柱体，则所述信号过孔54和所述接地过孔57也能因其材质的金属属性反射或束缚电磁波。

在其中一种可能实现方式中，所述中间层53包括第一中间层58和第二中间层59。

在其中一种可能实现方式中，位于屏蔽罩02内的信号线03为微带线31，实现衰减器01信号连接的信号线03为带状线32。

下面不妨简述微带线31的结构，使得读者可以清楚和容易地理解微带线31作为信号线03传输信号时，微带线31在一种实施例中的小型化高隔离衰减器的布线。参见图5，微带线31可以由一层导线L1、接地参考面M1和介质ε_r构成，导线上方为空气介质，其中，介质ε_r可为玻璃纤维环氧树脂。

示例性地，如图3所示，在中间层53包括第一中间层58和第二中间层59时，PCB板05包括四层板结构，微带线31布线在顶层51和底层52上，因为顶层51和底层52均有一侧的介质为空气，则微带线31位于屏蔽罩02内，避免向外辐射电磁场。对于顶层51的微带线31结构，在顶层51走导线L1，将靠近顶层版的第一中间层58作为接地参考面，其中，可以在微带线31正下方的第一中间层58一定区域上设置接地区域56，第一中间层58的其它区域可以设置布线区域55，用于实现信号线03通过其中一信号过孔54并伸至所述布线区域55，并继续通过另一信号过孔54与下一衰减模块00的衰减器01连接，完成实现上一组衰减模块00与下一组衰减模块00的信号连接。对于底层52的微带线31的结构，在底层52走导线L1，将靠近底层版的第二中间层59作为接地参考面，其中，可以在微带线31正下方的第二中间层59一定区域上设置接地区域56，第二中间层59的其它区域可以设置布线区域55，通过在当不同层之间设置的信号过孔54进行电气连接。例如，顶层51和底层52上设置由布线区域55，均有走导线，通过信号过孔54将顶层51和底层52布线区域55上的两个导线连接，因信号过孔54是金属圆柱体，顶层51和底层52上设置由接地区域56，当顶层51和底层52的接地区域56相连可通过接地过孔57。

下面不妨简述带状线32的结构，使得读者可以清楚和容易地理解带状线32作为信号线03传输信号时，带状线32在一种实施例中的小型化高隔离衰减器的布线。参见图6，中间为导线L2，导线L2上侧为接地参考面M2，导线L2下侧为接地参考面M3，在接地参考面M2、接地参考面M3和导线L2间夹的都是介质ε_r，其中，介质ε_r可为玻璃纤维环氧树脂。

具体的，如图3所示，在中间层53包括第一中间层58和第二中间层59时，PCB板05包括四层板结构，带状线32布线第一中间层58和第二中间层59上，对于第一中间层58的带状线32来说，第一中间层58走带状线32的中间导线，顶层51和第二中间层59可在中间导线L2上下两侧设置接地区域56，即在中间导线L2正对着的上方顶层51一定区域和中间导线L2正对着的下方第二中间层59一定区域铺上一定面积的铜皮作为接地参考，顶层51和第二中间层59的其他区域可设置布线区域55走线，同理对于第二中间层59的带状线32来说，第二中间层59走带状线32的中间导线，底层52和第一中间层58可在中间导线L2上下两侧设置接地区域56，即在中间导线L2正对着的上方第一中间层58一定区域和中间导线L2正对着的下方底层52一定区域铺上一定面积的铜皮作为接地参考，底层52和第一中间层58的其他区域可设置布线区域55走线，由于中间导线L2上下两侧都有接地区域56，带状线32的辐射被屏蔽。

以上就是本实用新型提出的小型化高隔离衰减器的若干实施例的一些说明。可以看到，本实用新型的小型化高隔离衰减器，其PCB板05具有多层板结构，在中间层53中设置布线区域55，各层板上均设置有信号过孔54，所述衰减器01模块的信号线03通过其中一信号过孔54并伸至所述布线区域55，并继续通过另一信号过孔54与下一衰减模块00的衰减器01连接，实现上一组衰减模块00与下一组衰减模块00的信号连接；在屏蔽罩02内与衰减器01相连的信号线03走表层，屏蔽罩02外部的PCB表层全部接地；衰减器01与衰减器01之间的信号连接采用带状线32结构，在屏蔽罩02内，信号线03上放置信号过孔54，将信号线03穿层至PCB板05的中间层53，信号线03抵达下一个屏蔽罩02内时再通过信号过孔54穿层至PCB表层，再与下一个衰减器01相连；信号线03左右两侧紧密放置接地过孔57，与信号线03上下两侧的接地面形成天然的屏蔽结构，有效的防止信号辐射；衰减器01和布置在PCB板05表层信号线03的辐射被屏蔽罩02有效屏蔽，位于PCB板05中间层53的信号线03无法向外辐射；因此，每个衰减器01与衰减器01之间的隔离度大。合理设计信号过孔54的尺寸可以大大改善过孔引入的驻波恶化情况，本实用新型通过调整屏蔽罩02的尺寸和屏蔽罩02之间的距离，省去了原放置衰减器01信号线03在PCB板05上的空间，可以实现非常紧凑的布局，最终，可实现DC-6GHz范围内高达110dB的衰减动态范围。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，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 (10)

1.一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，包括：

N组衰减模块，其中，N为大于或等于2的正整数，其中任意一组衰减模块包括：

衰减器，用于对信号进行预设分贝的衰减；

屏蔽罩包围所述衰减器外围；

信号线，用于进行信号传输；

PCB板，包括：

顶层，所述顶层的第一侧放置所述衰减器，所述顶层的第二侧置于所述PCB板内部，用于为所述信号线提供布线区域；

底层，所述底层的第一侧裸露于外部环境，所述底层的第二侧置于所述PCB板内部，用于为所述信号线提供布线区域；

中间层，置于所述顶层的第二侧与所述底层的第二侧之间，用于为所述信号线提供布线区域；

其中所述顶层还设置有M个信号过孔；对于这M个信号过孔，所述衰减器模块的信号线通过其中一信号过孔并伸至所述布线区域，并继续通过另一信号过孔与下一衰减模块的衰减器连接，实现上一组衰减模块与下一组衰减模块的信号连接，其中M为大于或等于2的正整数。

2.如权利要求1所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述底层及所述中间层上均可设置所述信号过孔，以在各层板之间进行信号传输。

3.如权利要求2所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，顶层上的信号过孔位于屏蔽罩所包围的区域内。

4.如权利要求1所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述顶层、所述底层及所述中间层中一者或多者设置有接地区域，用于接地。

5.如权利要求4所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述PCB板还包括：

接地过孔，设置于所述顶层、所述底层及所述中间层上，用于将各层板的接地区域相连。

6.如权利要求5所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述信号过孔和所述接地过孔为金属圆柱体，用于实现电气连接。

7.如权利要求5所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述接地过孔位于屏蔽罩所包围的区域外的四周。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述中间层包括第一中间层和第二中间层。

9.如权利要求1至7任一项所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，所述信号线包括微带线和带状线。

10.如权利要求9所述的一种小型化高隔离衰减器，其特征在于，位于屏蔽罩内的信号线为微带线，实现衰减器信号连接的信号线为带状线。

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