射频隔离栅及信号隔离方法、射频隔离传输电路及传输方法技术

技术编号:18460163 阅读:50 留言:0更新日期:2018-07-18 13:15
本发明专利技术涉及信号隔离领域,尤其是涉及一种射频隔离栅及信号隔离方法、射频隔离传输电路及传输方法。一种射频隔离栅包括组耦合导通的平行板传输线以及设置所述两组平行板传输线的PCB介质。所述每组平行板传输线包括两条相互平行的传输线;每组平行板传输线中两条相互平行的传输线分别设置在PCB介质两层。所述每组平行板传输线中与波导传输线连接的传输线端部与该组平行板传输中另外一条传输线相应部分耦合导通;每组平行板传输线中与远离波导传输线的传输线端部与另外一条传输线相应部分断开。

Radio frequency isolation fence and signal isolation method, radio frequency isolation transmission circuit and transmission method

The invention relates to the field of signal isolation, in particular to a radio frequency isolation fence and signal isolation method, a radio frequency isolation transmission circuit and a transmission method. A radio frequency isolation gate includes a group of coupled conduction parallel plate transmission lines and a PCB medium for setting the two parallel plate transmission lines. The parallel plate transmission lines of each group include two parallel transmission lines, and two parallel transmission lines in each of the parallel plate transmission lines are set in the two layers of the PCB medium respectively. The end of the transmission line connected with the waveguide transmission line in the parallel plate transmission line is connected to the other transmission line in the parallel plate transmission line, and the end of the transmission line with the transmission line far away from the waveguide is disconnected from the corresponding part of the other transmission line.

【技术实现步骤摘要】
射频隔离栅及信号隔离方法、射频隔离传输电路及传输方法
本专利技术涉及射频信号隔离领域,尤其是涉及一种射频隔离栅及信号隔离方法、射频隔离传输电路及传输方法。
技术介绍
隔离传输电路用于隔离电路两侧的电气连接,同时传输信号。如图1所示。电子系统中使用隔离电路,一般处于安全性和干扰隔离的考虑。当前使用的隔离传输电路主要有光耦和磁耦方案。光耦通过在发送端的一侧将电信号转为光源进行发射,在接收端的一侧使用光敏二极管接收光源的发射信号,将光信号转换为电信号,从而实现电器隔离的同时传输信号的目的。磁耦手段在发送端的一侧将电信号转变为磁场,在接收端的一侧将对应的磁场转变为电信号,例如变压器,同样可以在实现电器隔离的同时传输信号。由于受器件限制,当前的主流技术在信号为GHz及以上频段时无能为力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题,提供一种射频隔离栅及信号隔离方法,用于射频差分信号隔离传输;进一步的,提供一种射频隔离传输电路及传输方法,形成单端射频信号通过隔离栅无损伤的隔离传输。本专利技术采用的技术方案如下:一种射频隔离栅包括两组耦合导通的平行板传输线以及设置所述两组平行板传输线的PCB介质。所述每组平行板传输线包括两条相互平行的传输线;每组平行板传输线中两条相互平行的传输线分别设置在PCB介质两层。进一步的,所述每组平行板传输线中与波导传输线连接的传输线端部,与该组平行板传输中另外一条传输线相应部分耦合导通;每组平行板传输线中远离波导传输线的传输线端部,与另外一条传输线相应部分断开。进一步的,正、负射频差分信号以共面波导方式通过共面波导传输线传递至两组平行板传输线,所述正射频差分信号经过一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线;同时,负射频差分信号经过另一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线。进一步的,所述两组平行板传输线中所有传输线电长度是射频差分信号载波的x/4波长;其中x范围是大于等于1的奇数。进一步的,所述位于同一平面的两个平行板传输线轴线在同一条直线上。一种射频隔离栅的隔离传输方法包括:正、负射频差分信号以共面波导方式传递至两组平行板传输线,所述正射频差分信号经过一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线;同时,负射频差分信号经过另一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线,实现射频差分信号的隔离传输;其中,所述每组平行板传输线包括两条相互平行的传输线;每组平行板传输线中两条相互平行的传输线分别设置在PCB介质两层。进一步的,所述每组平行板传输线中与波导传输线连接的传输线端部,与该组平行板传输中另外一条传输线相应部分耦合导通;每组平行板传输线中远离波导传输线的传输线端部,与另外一条传输线相应部分断开。基于所述射频隔离栅的射频隔离传输电路还包括:两个转换器;其中,一转换器,用于将单端信号转换为射频差分信号,以共面波导方式传递至所述射频隔离栅;另一转换器,用于将所述射频隔离栅隔离输出的射频差分信号转换为单端信号输出;其中,所述两个转换器分别为于PCB介质两层;所述同层的平行板传输线与转换器满足特征阻抗匹配的要求;所述转换器的地线布置于另一层的相应位置。进一步的,所述射频隔离传输电路的传输方法包括:将单端信号通过一转换器转换为射频差分信号;射频差分信号以共面波导方式传递至所述射频隔离栅;将所述射频隔离栅隔离输出的射频差分信号通过另一转换器转换为单端信号输出;其中,所述两个转换器分别为于PCB介质两层;所述同层的平行板传输线与转换器满足特征阻抗匹配的要求;所述转换器的地线布置于另一层的相应位置。综上所述,由于采用了上述技术方案,本专利技术的有益效果是:隔离栅的结构,即使用电长度在射频差分信号载波的1/4奇数倍波长且终端开路的平行板传输线进行信号隔离传输,高频信号可以无失真无衰减从隔离栅的一侧被传输到另外一侧,同时依靠PCB介质的耐压能力满足隔离耐压测试要求。当输入信号为单端信号时,使用不平衡-平衡转换器将单端信号转换为射频差分信号,射频差分信号在进入隔离栅之前,使用共面波导传输形式,增大PCB上同一层导体之间的间距,使隔离电路更容易满足隔离耐压测试要求。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明,其中:图1是现有技术中隔离传输电路原理示意图。图2是本专利技术原理框图。图3是现有设计中PCB介质上微带线截面示意图。图4是现有设计中PCB介质上共面波导截面示意图。图5是平行板传输线截面示意图。图6是本专利技术射频隔离电路原理框图。图7是本专利技术结构示意图。图8是本专利技术在中心频率为2.5GHz的射频隔离传输电路输入端口的反射系数实际测试结果图。图9是本专利技术在中心频率为2.5GHz的射频隔离传输电路正向电压传输系数实际测试结果图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本专利技术相关说明:1、转换器指的是不平衡-平衡转换器,将单端信号与射频差分信号进行相互转换的转换器,这个转换器能实现从低频段到微波频段的任意频段信号的转换。2、本领域人知道的常规知识,对于单端射频信号,其往往使用特征阻抗满足设计要求的微带线或者带状线等进行传输,因此在PCB上面,其信号线的正下方是需要地线的,如图3所示为常用的单端射频信号线的PCB截面图。3、本领域的人知道的常规知识,对于射频差分信号,可以使用特征阻抗满足要求的共面波导方式进行传输,在PCB上设计共面波导,射频差分信号线下方是不需要地线的,如图4所示。4、本领域人知道的常规知识,平行板传输线的结构如图5所示,即上下两层是等宽度的,并且其特征阻抗和电长度都是容易设计与控制的。本专利技术工作过程:该射频隔离传输电路由如图6所示的连接关系组成。两侧的信号都为单端信号,在两侧各有一个不平衡-平衡转换器,用于将单端信号转变为射频差分信号。隔离栅使用转换后的射频差分信号。步骤1:第一侧单端信号通过微带线/带状线传输到不平衡-平衡变压器,转换为射频差分信号。步骤2:射频差分信号通过共面波导方式(如图7中,通过第一侧共面波导传输线)传输到具有两组平行板传输线(第一组指的是图7中平板传输线1;第二组平板传输线指的是图7中平板传输线2;)及PCB介质的隔离栅,共面波导下方是不需要地线的。平行板传输线设定为终端开路,且电长度是射频差分信号载波的(x/4)波长,x为奇数。该设定下的平行板传输线的顶层走线和底层走线在输入端口是等效于短路的,因此,信号被无失真并且无损耗的传输到了另一侧。步骤3:传输到另一侧的射频差分信号通过共面波导方式(图7中第二侧共面波导传输线方式)传输至不平衡-平衡转换器,然后通过不平衡-平衡转换器转换为第二侧单端信号后通过微带线/带状线输出。(如图7中,第一侧单端信号与第二侧单端信号位于PCB介质两个端面上,其中第一侧单端信号对应的第一侧信号地位于PCB介质另一端面,并与第二侧单端信号位于同一PCB平面;第二侧信号对应的第二侧信号地位于PCB介质一端面,并与第一侧单端信号位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频隔离栅,其特征在于包括两组耦合导通的平行板传输线以及设置所述两组平行板传输线的PCB介质。

【技术特征摘要】
1.一种射频隔离栅,其特征在于包括两组耦合导通的平行板传输线以及设置所述两组平行板传输线的PCB介质。2.根据权利要求1所述的射频隔离栅,其特征在于所述每组平行板传输线包括两条相互平行的传输线;每组平行板传输线中两条相互平行的传输线分别设置在PCB介质两层。3.根据权利要求1或2所述的射频隔离栅,其特征在于所述每组平行板传输线中与波导传输线连接的传输线端部,与该组平行板传输中另外一条传输线相应部分耦合导通;每组平行板传输线中远离波导传输线的传输线端部,与另外一条传输线相应部分断开。4.根据权利要求3所述的射频隔离栅,其特征在于正、负射频差分信号以共面波导方式通过共面波导传输线传递至两组平行板传输线,所述正射频差分信号经过一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线;同时,负射频差分信号经过另一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线。5.根据权利要求1、2或4所述的射频隔离栅,其特征在于所述两组平行板传输线中所有传输线电长度是射频差分信号载波的x/4波长;其中x范围是大于等于1的奇数。6.根据权利要求5所述的射频隔离栅,其特征在于所述位于同一平面的两个平行板传输线轴线在同一条直线上。7.一种射频隔离栅的信号隔离方法,其特征在于包括:正、负射频差分信号以共面波导方式传递至两组平行板传输线,所述正射频差分信号经过一组平行板传输线的耦合作用传输到该组平行板传输线另一层走线;同...

【专利技术属性】
技术研发人员:高阳
申请(专利权)人:成都恒高科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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