[发明专利]一种宽频带的微型近场磁场测试探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽频带的微型近场磁场测试探头，属于电磁泄漏和电磁场近场测试技术领域。

背景技术

随着电子设备的信息化程度不断提高，电子设备正朝着高度集成化、复杂化的方向高速发展，设备之间的电磁干扰问题已成为迫切需要解决的问题。将探头放置距离设备很近的位置，移动探头的位置定位干扰干扰源的测试，被称为近场扫描。电磁干扰的频谱很宽，目前市面上的近场扫描传感器无法完成宽频带的电磁干扰测试，使得对电磁干扰的宽频带测试成为了新的技术难题。为了满足电子行业的发展需求，针对近场扫描中的磁场检测，本发明研制了一种宽频带的微型近场磁场测试探头。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种宽频带的微型近场磁场测试探头，目的是有效地完成宽频带近场磁场测试，提高我国电子行业的发展。

为了完成上述目的，本发明的方案如下：

一种宽频带的微型近场磁场测试磁探头，它至少包括微型同轴连接器以及磁场探头本体；所述的微型同轴连接器为SMA接头，SMA接头型号为美国西南微波公司研制的超级SMA(Super SMA)连接器，具体型号为292-04A-6，所述的磁场探头本体的设计和制作是基于印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)工艺的四层电路板；所述的磁场探头本体包括顶层屏蔽平面、底层屏蔽平面、中间1层平面、中间2层的带状线、信号过孔、短路过孔、信号过孔周围的同轴过孔阵列、金属背面支撑共面波导(Conductor-backed coplanar waveguide，简写CB-CPW)中心导体以及CB-CPW中心导体两侧的栅栏式过孔阵列；

所述的磁场探头本体，呈凸字型结构，突出的一端为顶端，另一端为底端；顶端主要用于磁场信号检测，底端主要用于手持和SMA接头的安装，凸字型结构可以在方便固定、安装SMA接头的前提下减小探头本体的尺寸；

所述的顶层屏蔽平面在顶端开“凸”字型的缝隙，底端开长方形缝隙；“凸”字型缝隙防止顶层屏蔽平面对磁场信号的屏蔽，长方形缝隙防止所述的CB-CPW中心导体在顶层布线时与顶层屏蔽平面连接；“凸”字型缝隙的大小决定了探头的灵敏度和空间分辨率；

所述的底层屏蔽平面顶端也开与所述顶层屏蔽平面相同尺寸的“凸”字型的缝隙，防止底层屏蔽平面对磁场信号的屏蔽，底层屏蔽平面的底端不作任何开缝；“凸”字缝隙的大小决定了探头的灵敏度和空间分辨率；

所述的中间2层的带状线呈“L”型，一端通过所述的短路过孔与顶层屏蔽平面和底层屏蔽平面在“凸”字型缝隙处连接；所述的带状线与顶层“凸”字型缝隙和底层“凸”字型缝隙构成内部环，以接收外界的磁场信号；内部环被所述的顶层屏蔽平面和底层屏蔽平面包裹，可以有效抑制电场信号的耦合，减少内部环接收的电场信号，提高探头对磁场信号的灵敏度；

所述的CB-CPW中心导体位于顶层屏蔽平面开底端的长方形缝隙内，所述的顶层屏蔽平面作为CB-CPW的地平面，所述的中间1层平面作为CB-CPW的金属背面；所述的CB-CPW中心导体作为馈电线，一端与SMA接头连接，另一端通过信号过孔与带状线的另一端连接；所述的CB-CPW中心导体两侧对称分布的接地过孔连接顶层屏蔽平面和底层屏蔽平面，构成栅栏式过孔阵列，抑制磁场探头的谐振；

所述的信号过孔周围的接地过孔连接顶层屏蔽平面和底层屏蔽平面，每一个接地过孔到信号过孔的距离相等为0.9～1.3mm，构成同轴过孔阵列，实现探头宽频带的阻抗匹配；

所述的CB-CPW中心导体的长度5～8mm；所述的信号过孔直径为0.2mm～0.3mm，到所述的磁场探头两侧边缘的水平距离相等。

所述的接地过孔直径为0.2mm～0.3mm；

所述的短路过孔直径为0.2mm～0.3mm；

所述的宽频带是300kHz～20GHz。

所述的微型是探头的尺寸为Ф50mm×10mm～Ф90mm×20mm。

本发明涉及的一种宽频带的微型近场磁场测试探头的有益效果是：

本发明所提供的一种宽频带的微型近场磁场测试探头与传统同轴线屏蔽式磁场探头相比，本发明所述的磁场探头的尺寸可以做到很小，S参数测试在300kHz～20GHz内平滑无谐振，同时所述的磁场本体设计与加工采用成熟的PCB加工工艺，降低了生产成本，所述磁场探头的结构简单，工程人员容易掌握所述磁场探头的加工，另一方面工程人员也可以根据实际工程需要，结合本法发明修改所述磁场探头的尺寸和相关参数获得不同分辨率和工作频带的磁场测试探头。