差分磁场检测模块及磁场探头制造技术

本发明专利技术涉及一种差分磁场检测模块，包括依次堆叠设有多个布线层的PCB板。第一接地层和第二接地层均设有探测孔缝；第一接地层还设有第一共面波导传输线和第二共面波导传输线；第一共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；第二共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备。第一信号层设有第一探测线，第一探测线的第一端连接第一接地层，第一探测线的第二端连接第一共面波导传输线中心导带的第二端。第二信号层设有第二探测线，第二探测线的第一端连接第二接地层，第二探测线的第二端连接第二共面波导传输线中心导带的第二端。PCB板靠近探测孔缝的端面上还设有浮地金属部，浮地金属部用于抑制电场干扰。

【技术实现步骤摘要】
差分磁场检测模块及磁场探头
本专利技术涉及电磁探测领域，尤其涉及一种差分磁场检测模块及磁场探头。
技术介绍
随着科技的发展，电子设备变得更加小型化、高频化和高密度化，与此同时技术的进步也使得电子设备的电磁可靠性问题变成亟待解决的问题。目前，基于近场测量的干扰图像重构是现今处理EMC(ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容性)设计问题最有效的方法。在电子设备工作时，辐射源发出的电磁干扰一般具有较宽的频谱范围，因此宽带近场磁场探头是近场扫描的关键，同时也是解决电子设备的电磁可靠性问题必不可少的工具之一。在实际检测磁场的过程中，专利技术人发现传统的磁场探头电场抑制比低，磁场探头往往会受到电场干扰而影响磁场检测结果的准确性。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述传统磁场探头电场抑制比低的问题，提供一种差分磁场探头。本专利技术实施例提供一种差分磁场检测模块，包括依次堆叠设有第一接地层、第一信号层、第二信号层和第二接地层的PCB板；第一接地层和第二接地层均设有探测孔缝；第一接地层还设有第一共面波导传输线和第二共面波导传输线；第一共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；第二共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；第一信号层设有第一探测线，第一探测线的第一端连接第一接地层，第一探测线的第二端连接第一共面波导传输线中心导带的第二端；第二信号层设有第二探测线，第二探测线的第一端连接第二接地层，第二探测线的第二端连接第二共面波导传输线中心导带的第二端；第一探测线和第二探测线在第一接地层上的正投影，半包围探测孔缝在第一接地层上的正投影；PCB板靠近探测孔缝的端面上还设有浮地金属部，浮地金属部用于抑制电场干扰。在其中一个实施例中，浮地金属部包覆端面。在其中一个实施例中，第一探测线和第二探测线对称设置。在其中一个实施例中，第一探测线的第二端通过第一信号通孔连接第一共面波导传输线中心导带的第二端；第二探测线的第二端通过第二信号通孔连接第二共面波导传输线中心导带的第二端。在其中一个实施例中，PCB板还开设有若干个第一屏蔽通孔和若干个第二屏蔽通孔；若干个第一屏蔽通孔设置在第一信号通孔四周，并且与第一信号通孔的距离均相等；若干个第二屏蔽通孔设置在第二信号通孔四周，并且与第二信号通孔的距离均相等。在其中一个实施例中，第一共面波导传输线为第一背敷金属共面波导传输线，第二共面波导传输线为第二背敷金属共面波导传输线；第一背敷金属共面波导传输线的背敷金属层和第二背敷金属共面波导传输线的背敷金属层均设置在第一信号层。在其中一个实施例中，第一探测线的第一端通过第一导电盲孔连接第一接地层；第二探测线通过第二导电盲孔连接第二接地层。在其中一个实施例中，PCB板还设有若干接地通孔，接地通孔电连接第一接地层和第二接地层。在其中一个实施例中，PCB板为玻璃纤维板。本专利技术实施例还提供一种磁场探头，包括探头外壳，探头外壳封装有上述任一项实施例提供的差分磁场检测模块。上述差分磁场检测模块，在PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)的端部设置浮地金属部，能够屏蔽对第一探测线和第二探测线造成干扰的电场，从而实现提高电场抑制比的效果。同时，由于第一探测线和第二探测线互相独立检测磁场，每个探测线都包含完整的检测信息，检测到的信号强度是传统的两倍，因此能够提高检测准确度。附图说明图1为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块的示意图；图2为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块第一接地层的布线示意图；图3为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块第一信号层的布线示意图；图4为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块第二信号层的布线示意图；图5为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块第二接地层的布线示意图；图6为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块的频率响应和校准因子曲线；图7为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块的圆极化特性曲线图；图8为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块的电场抑制比曲线图；图9为本专利技术一个实施例差分磁场检测模块的空间分辨率曲线图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例提供一种差分磁场检测模块，包括依次堆叠设有第一接地层、第一信号层、第二信号层和第二接地层的PCB板1。第一接地层和第二接地层均设有探测孔缝4；第一接地层还设有第一共面波导传输线31和第二共面波导传输线32。第一共面波导传输线31的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；第二共面波导传输线32的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备。第一信号层设有第一探测线21，第一探测线21的第一端连接第一接地层，第一探测线21的第二端连接第一共面波导传输线31中心导带的第二端。第二信号层设有第二探测线22，第二探测线22的第一端连接第二接地层，第二探测线22的第二端连接第二共面波导传输线32中心导带的第二端。第一探测线21和第二探测线22在第一接地层上的正投影，半包围探测孔缝4在第一接地层上的正投影。PCB板1靠近探测孔缝4的端面上还设有浮地金属部5，浮地金属部5用于抑制电场干扰。其中，共面波导传输线(CoplanarWaveguide，CPW)是在介质基片的一个面上制作出中心导体带，并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面而形成的传输线。探测孔缝4是由孔和缝组成的开口，探测孔缝4的孔是为了能让磁感线穿过，从而使布设在孔周围的探测线产生电信号；探测孔缝4的缝是为了打破屏蔽层的封闭环路，防止感生电流引起的抵抗待测磁场的感生磁场。因此，只要探测孔缝4的设置能够使待测磁场穿过PCB板1，从而使得探测线感应磁场变化对磁场进行检测即可。可选的，探测孔缝4设置在PCB板1的一端，探测孔缝4的缝沿PCB板1的长度方向延伸到PCB板1的末端。外部信号分析设备用于对采集的信号进行数据处理后，确定待测磁场的相关信息。外部信号分析设备可以是矢量网络分析仪，也可以是频谱分析仪，还可以是示波器。PCB设置多层，可以得到更好的电磁兼容性，使得印制板在正常工作时能满足电磁兼容和敏感度需求，有助于屏蔽和抑制EMI(ElectromagneticInterference，电磁干扰)。在本实施例中，PCB的第一层和第四层为接地层，即外层接地，能够更好地屏蔽电磁干扰，保证内层的第一信号层和第二信号层的信号无干扰传输。可选地，第一接地层和第二接地层配合设置在第一信号层或者第二信号层中的探测线，可以形成带状线的结构。带状线是由两块金属带与中间一块具有一定宽度和厚度的矩形截面的导体带构成；由于两边都有金属带，因此，其阻抗容易控制，同时屏蔽较好，可保证高空间分辨率、高精度的磁场分布测量。在本实施例中，第一探测线21与第一接地层、第二接地层组成带状线的结构，第二探测线22与第一接地层、第二接地层也组成带状线的结构。图2为一个实施例中第一接地层的布线示意图，图3为一个实施例中第一信号层的布线示意图，图4为一个实施例中第二信号层的布线示意图，图5为一个实施例中第二接地层的布线示意图，其中，图中的斜线阴影部分为设置导电材料的区域，可选的，斜线阴影部分为覆铜区，用于涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差分磁场检测模块，其特征在于，包括依次堆叠设有第一接地层、第一信号层、第二信号层和第二接地层的PCB板；所述第一接地层和所述第二接地层均设有探测孔缝；所述第一接地层还设有第一共面波导传输线和第二共面波导传输线；所述第一共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；所述第二共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；所述第一信号层设有第一探测线，所述第一探测线的第一端连接所述第一接地层，所述第一探测线的第二端连接所述第一共面波导传输线中心导带的第二端；所述第二信号层设有第二探测线，所述第二探测线的第一端连接所述第二接地层，所述第二探测线的第二端连接所述第二共面波导传输线中心导带的第二端；所述第一探测线和所述第二探测线在所述第一接地层上的正投影，半包围所述探测孔缝在所述第一接地层上的正投影；所述PCB板靠近所述探测孔缝的端面上还设有浮地金属部，所述浮地金属部用于抑制电场干扰。

【技术特征摘要】
1.一种差分磁场检测模块，其特征在于，包括依次堆叠设有第一接地层、第一信号层、第二信号层和第二接地层的PCB板；所述第一接地层和所述第二接地层均设有探测孔缝；所述第一接地层还设有第一共面波导传输线和第二共面波导传输线；所述第一共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；所述第二共面波导传输线的中心导带的第一端用于连接外部信号分析设备；所述第一信号层设有第一探测线，所述第一探测线的第一端连接所述第一接地层，所述第一探测线的第二端连接所述第一共面波导传输线中心导带的第二端；所述第二信号层设有第二探测线，所述第二探测线的第一端连接所述第二接地层，所述第二探测线的第二端连接所述第二共面波导传输线中心导带的第二端；所述第一探测线和所述第二探测线在所述第一接地层上的正投影，半包围所述探测孔缝在所述第一接地层上的正投影；所述PCB板靠近所述探测孔缝的端面上还设有浮地金属部，所述浮地金属部用于抑制电场干扰。2.根据权利要求1所述的差分磁场检测模块，其特征在于，所述浮地金属部包覆所述端面。3.根据权利要求2所述的差分磁场检测模块，其特征在于，所述第一探测线和所述第二探测线轴对称设置。4.根据权利要求3所述的差分磁场检测模块，其特征在于，所述第一探测线的第二端通过第一信号通孔连接所述第一共面波导传输线中心导带的第二端；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵伟恒，方文啸，恩云飞，黄云，吴上泉，黄权，王磊，贺致远，邵鄂，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：广东,44