CN214045619U - 防静电射频端口和无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防静电射频端口和无线通信设备，该防静电射频端口包括射频天线接口、与所述射频天线接口连接的泄放电路，以及与射频天线接口间隔预设距离的孤岛泄放模块；所述射频天线接口用于连接无线通信设备外部的射频天线；所述泄放电路一端与所述射频天线接口连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路为连接所述射频天线接口与信号收发模块的通路；所述孤岛泄放模块的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口附近空气中以及PCB板上的静电能量。本实用新型的防静电射频端口，通过多级静电防护的射频端口可以提高无线通信设备射频信号传输的完整性，避免静电对无线通信设备带来的故障问题。

Description

防静电射频端口和无线通信设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种防静电射频端口和无线通信设备。

背景技术

目前，为了提高无线通信设备的发射功率和信号干扰，常使用外置射频天线，例如smallcell基站，wifi，车载，GPS等通信设备应用的特定行业应用需求中，常使用金属杆状的车载鞭状射频天线和弹簧射频天线，这样的外置射频天线直接裸露空气中，强静电、感应雷电等较强的浪涌冲击电流通过裸露的天线直接导入设备容易导致设备内部射频器件，从而导致射频信号传输不完整，严重影响到无线通信设备工作。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供了一防静电射频端口和无线通信设备，以通过多级静电防护的射频端口可以提高无线通信设备射频信号传输的完整性，避免静电对无线通信设备带来的故障问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种防静电射频端口，包括射频天线接口、与所述射频天线接口连接的泄放电路，以及与射频天线接口间隔预设距离的孤岛泄放模块；

所述射频天线接口用于连接无线通信设备外部的射频天线；

所述泄放电路一端与所述射频天线接口连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路为连接所述射频天线接口与信号收发模块的通路；

所述孤岛泄放模块的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口附近空气中以及PCB板上的静电能量。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述泄放电路包括第一泄放电阻以及微带线；

所述第一泄放电阻一端与所述射频主通路连接，另一端接地；

所述微带线一端与所述射频主通路连接，另一端接地。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述泄放电阻与所述微带线并联。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述微带线的长度范围为射频端口工作频率的四分之一波长的0.95倍至1.05倍。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述微带线的阻抗等于所述射频主通路的阻抗。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述射频天线接口、所述泄放电路以及所述孤岛泄放模块设置在PCB板上，所述微带线的PCB板层为镂空层。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述微带线与所述PCB板的其它金属线之间的间隔大于所述微带线线宽3W。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述孤岛泄放模块包括可导电螺丝孔、第二泄放电阻以及泄放电容；

所述可导电螺丝孔为孤岛形状，与所述射频天线接口间隔预设距离，利用导电螺丝通过所述可导电螺丝孔将设置有所述射频天线接口的PCB板固定至所述机壳金属层；

所述第二泄放电阻一端连接所述可导电螺丝孔，另一端接地；

所述泄放电容一端连接所述可导电螺丝孔，另一端接地。

优选地，所述的防静电射频端口中，所述可导电螺丝孔环绕有电气隔离凹槽。

本实用新型还提供一种无线通信设备，包括有所述的防静电射频端口。

本实用新型提供一种防静电射频端口，该防静电射频端口包括射频天线接口、与所述射频天线接口连接的泄放电路，以及与射频天线接口间隔预设距离的孤岛泄放模块；所述射频天线接口用于连接无线通信设备外部的射频天线；所述泄放电路一端与所述射频天线接口连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路为连接所述射频天线接口与信号收发模块的通路；所述孤岛泄放模块的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口附近空气中以及PCB板上的静电能量。本实用新型的防静电射频端口，通过泄放电路可以引导射频主通路上的静电能量进行泄放，通过孤岛泄放模块可以泄放射频天线接口附近空气中的静电能量，从而形成防静电屏障，通过多级静电防护的射频端口可以提高无线通信设备射频信号传输的完整性，避免静电对无线通信设备带来的故障问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1是本实用新型实施例1提供的一种防静电射频端口的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2提供的一种防静电射频端口的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3提供的一种防静电射频端口的结构示意图。

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。

通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语) 具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

图1是本实用新型实施例1提供的一种防静电射频端口的结构示意图。

该防静电射频端口100包括射频天线接口110、与所述射频天线接口 110连接的泄放电路120，以及与射频天线接口110间隔预设距离的孤岛泄放模块130；

所述射频天线接口110用于连接无线通信设备外部的射频天线101；

本实用新型实施例中，无线通信设备中的射频天线接口110是电场能与磁场能进行转换的端口，射频天线接口110用于与无线通信设备的外部天线进行连接，包括有可导电和高敏感性的射频馈线接头，以及裸露在设备无线通信设备外部的射频馈线针脚。由于无线通信设备工作在复杂的外部环境，需要连接各种不同品质的外部射频天线101，静电主要来源于无线通信设备的外部环境以及外部射频天线101，静电通过与外部射频天线101 连接的射频天线接口传输至无线通信设备的内部，从而对无线通信设备内部的半导体以及芯片等元器件模组造成影响。因此该无线通信设备的射频天线接口110，也即射频端口需要有效的静电防护。

所述泄放电路120一端与所述射频天线接口110连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路102为连接所述射频天线接口110与信号收发模块103的通路；

本实用新型实施例中，无线通信设备中设置有信号收发模块103，该信号收发模块103通过射频主通路102与射频天线接口110连接，从而通过该射频天线接口110与外部的射频天线101连接，接收射频天线101的信号，以及将信号传输至射频天线101。由于射频天线101以及部分射频天线接口110裸露在无线通信设备的外部，因此会受到静电的影响，射频天线 101接收到空气中的静电后会通过射频天线接口110以及射频主通路102将静电能量传输至信号收发模块103，从而容易造成信号收发模块103的故障。

本实用新型实施例中，在该射频主通路102上可以设置有一条引导静电能量泄放的支路，也即上述泄放电路120。该泄放电路120可以直接连接至射频天线接口110，也可以连接至该射频主通路102的预设位置上，主要用于泄放射频主通路102上的静电能量，其连接布局受限于PCB板的布局，在此并不限定。其中，该泄放电路120的接地端对于射频主通路102的电磁信号呈现无穷大的阻抗，从而减少泄放电路120对射频主通路102上电磁信号的衰减。

所述孤岛泄放模块130的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口110附近空气中以及PCB板上的静电能量。

本实用新型实施例中，上述孤岛泄放模块130同样可以设置于射频端口的PCB板上，为孤岛结构，于PCB板上的导电线以及元器件电性隔离，必要时可以环绕该孤岛泄放模块130挖槽增加隔离。该孤岛泄放模块130 通过接触与无线通信设备的机壳金属层连接，并与无线通信设备的接地端连接，以便提前将机壳金属层上的静电能量进行泄放。该孤岛泄放模块130 射频天线接口110间隔预设距离，该预设距离越短越优，从而泄放所述射频天线接口110附近空气中的静电能量，形成射频天线接口110附近的机壳金属层的静电屏障。

本实用新型实施例中，通过泄放电路120可以引导射频主通路102上的静电能量进行泄放，通过孤岛泄放模块130可以泄放射频天线接口110 附近空气中的静电能量，同时，快速泄放静电可能从射频天线接口引入到 PCB的地静电能量，从而形成防静电屏障，通过多级静电防护的射频端口可以提高无线通信设备射频信号传输的完整性，避免静电对无线通信设备带来的故障问题。

实施例2

图2是本实用新型实施例2提供的一种防静电射频端口的结构示意图。

该防静电射频端口200包括射频天线接口210、与所述射频天线接口210连接的泄放电路220，以及与射频天线接口210间隔预设距离的孤岛泄放模块230；

所述射频天线接口210用于连接无线通信设备外部的射频天线；

所述泄放电路220一端与所述射频天线接口210连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路为连接所述射频天线接口210与信号收发模块的通路；

所述孤岛泄放模块230的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口210附近空气中以及PCB板上的静电能量。

本实用新型实施例中，所述泄放电路220包括第一泄放电阻221以及微带线222；所述第一泄放电阻221一端与所述射频主通路连接，另一端接地；所述微带线222一端与所述射频主通路连接，另一端接地。

本实用新型实施例中，上述泄放电路220中，泄放电阻与所述微带线 222并联，利用微带线222实现对射频信号的隔离，以及对静电能量的一级泄放。其中，该微带线222具有线径宽且短。当射频天线接口210接收到射频天线上传输的较强的静电浪涌时，在射频主通路上的静电浪涌电流通过该微带线222可以快速导入大地，防止静电浪涌进一步在无线通信设备内部扩散。而与微带线222并联的第一泄放电阻221则进一步在很短的时间内快速将微带线222上残留的静电电荷导入大地，从而形成二级泄放。其中，该第一泄放电阻221的阻值较大，除了泄放残余静电电荷，还可以对射频天线接口210的残留静电起到限流以及嵌压的作用，对后端的信号接收模块以及对静电敏感的射频器件形成有效的静电防护。

本实用新型实施例中，所述微带线222的长度范围为射频端口工作频率的四分之一波长的0.95倍至1.05倍。其中，所述微带线222的阻抗等于所述射频主通路的阻抗。所述射频天线接口210、所述泄放电路220以及所述孤岛泄放模块230设置在PCB板上，所述微带线222的PCB板层为镂空层，并且尽量挖空。

本实用新型实施例中，上述微带线222可以为射频主通道电磁波信号的工作频率的四分之一波长的微带线222，例如上述工作频率为3GHz时，该微带线222的长度为2.5cm。由于制造工艺、PCB板材介电常数，以及正切损耗角等因素的影响，实际上微带线222的阻抗可能会在接地端未呈现无穷大，从而导致射频主通路信号衰减。为了实现微带线222的阻抗呈现无穷大，在设计时根据制板PCB厂商的真实特定的PCB参数来设计，同时挖空微带线下方所有层，以减少空间辐射产生的串扰，尽量增加微带线222 的宽度，以提高其通流能力。使得射频主通路的工作电磁波信号在微带线 222的接地端为无穷大阻抗，从而尽可能的降低射频主通路的射频功率损耗。该微带线222的PCB板层为镂空层，也即在PCB制板时挖空微带线 222相应位置上的PCB板材，所述微带线222与所述PCB板的其它金属线之间的间隔大于所述微带线线宽3W。

实施例3

图3是本实用新型实施例3提供的一种防静电射频端口的结构示意图。

该防静电射频端口300包括射频天线接口310、与所述射频天线接口 310连接的泄放电路320，以及与射频天线接口310间隔预设距离的孤岛泄放模块330；

所述射频天线接口310用于连接无线通信设备外部的射频天线；

所述泄放电路320一端与所述射频天线接口310连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路为连接所述射频天线接口310与信号收发模块的通路；

所述孤岛泄放模块330的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口310附近空气中以及PCB板上的静电能量。

所述孤岛泄放模块330包括可导电螺丝孔331、第二泄放电阻332以及泄放电容333；

所述可导电螺丝孔331与所述射频天线接口310间隔预设距离，利用导电螺丝通过所述可导电螺丝孔331将设置有所述射频天线接口310的 PCB板固定至所述机壳金属层；

所述第二泄放电阻332一端连接所述可导电螺丝孔331，另一端接地；

所述泄放电容333一端连接所述可导电螺丝孔331，另一端接地。

所述可导电螺丝孔331环绕有电气隔离凹槽。

本实用新型实施例中，第二泄放电阻332与泄放电容333并联组成泄放阻容，该第二泄放电阻332可以为较大阻值的电阻，该第二泄放电阻332 与泄放电容333组成的阻容网络与可导电螺丝孔331、射频天线接口310在同一直线上，保证泄放路径最短，并且该泄放路径上没有其它走线，避免经过静电敏感的元器件，形成孤岛结构，并且，在该泄放路径上还可以增加一些小孔来减小阻抗。其中，上述泄放电容333为耐高压的电容。

本实用新型实施例中，通过泄放电路320以及孤岛泄放模块330可以形成多层静电防护，使无线通信设备的防静电能力更加稳定，满足工业级的标准，提高无线通信设备的射频信号传输的完整性，并且具有结构简单、占用面积小、以及制造成本低的优点。

此外，本实用新型还提供了一种无线通信设备，该无线通信设备包括上述防静电射频端口。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种防静电射频端口，其特征在于，包括射频天线接口、与所述射频天线接口连接的泄放电路，以及与射频天线接口间隔预设距离的孤岛泄放模块；

所述射频天线接口用于连接无线通信设备外部的射频天线；

所述泄放电路一端与所述射频天线接口连接，另一端接地，用于泄放射频主通路中的静电能量，所述射频主通路为连接所述射频天线接口与信号收发模块的通路；

所述孤岛泄放模块的一端与机壳金属层连接，另一端接地，用于泄放所述射频天线接口附近空气中以及PCB板上的静电能量。

2.根据权利要求1所述的防静电射频端口，其特征在于，所述泄放电路包括第一泄放电阻以及微带线；

所述第一泄放电阻一端与所述射频主通路连接，另一端接地；

所述微带线一端与所述射频主通路连接，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的防静电射频端口，其特征在于，所述泄放电阻与所述微带线并联。

4.根据权利要求2所述的防静电射频端口，其特征在于，所述微带线的长度范围为射频端口工作频率的四分之一波长的0.95倍至1.05倍。

5.根据权利要求2所述的防静电射频端口，其特征在于，所述微带线的阻抗等于所述射频主通路的阻抗。

6.根据权利要求2所述的防静电射频端口，其特征在于，所述射频天线接口、所述泄放电路以及所述孤岛泄放模块设置在PCB板上，所述微带线的PCB板层为镂空层。

7.根据权利要求6所述的防静电射频端口，其特征在于，所述微带线与所述PCB板的其它金属线之间的间隔大于所述微带线线宽3W。

8.根据权利要求1所述的防静电射频端口，其特征在于，所述孤岛泄放模块包括可导电螺丝孔、第二泄放电阻以及泄放电容；

所述可导电螺丝孔为孤岛形状，与所述射频天线接口间隔预设距离，利用导电螺丝通过所述可导电螺丝孔将设置有所述射频天线接口的PCB板固定至所述机壳金属层；

所述第二泄放电阻一端连接所述可导电螺丝孔，另一端接地；

所述泄放电容一端连接所述可导电螺丝孔，另一端接地。

9.根据权利要求8所述的防静电射频端口，其特征在于，所述可导电螺丝孔环绕有电气隔离凹槽。

10.一种无线通信设备，其特征在于，包括有上述权利要求1至9任一项所述的防静电射频端口。

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