[发明专利]一种加载T型电极的高灵敏度近场谐振电场测试探头

说明书

本发明一种加载T型电极的高灵敏度近场谐振电场测试探头，它至少包括微型同轴连接器(SMA连接器)以及电场探头本体；所述的电场探头本体包括加载T型电极的检测尖端、谐振器、阻抗变换器、信号过孔和带有金属背板的共面波导CB‑CPW；所述的电场探头本体的设计和制作，基于印刷电路板PCB工艺，采用四层板结构。本发明所述的测试探头具有高灵敏度、小型化和高分率的特点，可以在CPS频带微弱的辐射水平环境中，有效地提取有用的电场信号。采用了PCB加工工艺，降低了生产成本，缩短了研发周期。同时为GPS窄带射频电子系统的干扰源定位和跟踪提供了更为有效地高灵敏度检测技术装置。

【技术领域】

本发明涉及一种加载T型电极的高灵敏度近场谐振电场测试探头，用于窄带微弱电场信号的提取，属于电磁泄露和电磁场近场测试领域。

【背景技术】

由于工作频率的增加，印刷电路板布线密度的提升，数字信号高低电平的快速切换，数据总线速度的增加，产生了一些不期望的电磁场辐射。这些辐射被线缆，走线或者集成电路的引脚拾取，耦合到电子器件或电子系统中，产生了严重的电磁兼容问题，使得高性能的射频电子系统设计正面临着全新的挑战和严峻的困难。在电子产品设计中，电磁兼容设计正成为越来越重要的技术。国际标准，如IEC61967和IEC62132对集成电路的辐射评估做了标准化规定。作为近场测试中的关键器件，近场测试探头可以捕获电场和磁场辐射。对于工作在窄带的射频系统而言，在特定频带内的辐射是测试人员的关注重点，此时的宽频带近场测试探头，显然已经失去了其依靠宽带频带被广泛使用的优势，已不再是最佳的选择。对于工作频带窄、电磁辐射低的WIFI和GPS系统，如何在高噪声环境中，提取到有用的电磁辐射的技术问题越来越紧迫。为解决上述新的技术难题，满足电子行业射频电子系统产品的设计需求，针对GPS窄带的电磁辐射监测，本发明研制了一种加载T型电极的高灵敏度近场谐振电场测试探头。

【发明内容】

为了解决上述GPS窄带射频信号低电磁辐射的检测技术难题，本发明设计了一种加载T型电极的高灵敏度近场谐振电场测试探头，目的是为了有效提取GPS等窄带射频系统中辐射的电磁信号，提升电子系统的性能。

为了满足上述目的，本发明的方案如下：

一种加载T型电极的高灵敏度近场谐振电场测试探头，它至少包括微型同轴连接器(SMA连接器)以及电场探头本体；

所述的SMA连接器型号为美国西南微波公司研制的超级SMA接头，具体型号为292-04A-6；

所述的电场探头本体包括加载T型电极的检测尖端、谐振器、阻抗变换器、信号过孔和带有金属背板的共面波导(Conductor-backed coplanar waveguide，CB-CPW)；

所述的电场探头本体的设计和制作，基于印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)工艺，采用四层板结构。

顶层屏蔽层平面位于第一层，底层屏蔽平面位于第四层；所述的加载T型电极的检测尖端、谐振器和阻抗变换器位于第三层；加载T型电极的检测尖端比顶层屏蔽层平面和底层屏蔽平面延伸3mm，为电场信号提供有效的积分路径；加载T型电极的检测尖端可以增强电场探头与被测件之间的耦合；谐振器与加载T型电极的检测尖端进行级联，谐振器可以设计特定的谐振频点；阻抗变换器与谐振器级联，可以实现高输入阻抗到低阻抗的转化，实现与测量仪器端口阻抗的匹配，进而使得近场测试探头有更大的传输增益。

所述的SMA连接器与CB-CPW压合式接触，将近场电场探头测试到的信号传送至测量仪器；CB-CPW的中心导体位于顶层屏蔽层平面开的长方形槽内，防止CB-CPW中心导体与顶层屏蔽层平面相连接；所述的信号过孔贯穿顶层屏蔽层平面和底层屏蔽层平面；顶层屏蔽层平面和底层屏蔽层平面都开出反焊盘，防止信号过孔与顶层屏蔽层平面和底层屏蔽层平面连接所导致的信号过孔短路；信号过孔将阻抗变换器和CB-CPW中心导体连接；CB-CPW中心导体的特性阻抗为50Ω，阻抗控制平面为位于第二层的中间1层平面。