本安射频信号隔离PCB板和其应用设备制造技术

本申请公开了一种本安射频信号隔离PCB板和其应用设备，所述本安射频信号隔离PCB板为层状结构，每层均包括信号地子板和外壳地子板，所述信号地子板与所述外壳地子板的间距为第一预设间距，每层所述PCB电路板中的信号线与所述信号地子板和所述外壳地子板的间距为第二预设间距，且同层的信号地与外壳地之间采用隔离电容跨接。通过将所述信号地子板与所述外壳地子板之间设置一物理间距，且在信号地与外壳地之间添加一隔离电容，从而在保证信号应用所述本安射频信号隔离PCB板的设备的信号地域外壳地之间的绝缘，又保证了射频信号衰减相比信号地与外壳地共地的情况下衰减基本无增加的情况。

Intrinsically safe RF signal isolation PCB plate and Its Applications

The invention discloses an intrinsically safe RF signal isolation and its application in PCB equipment, the intrinsically safe RF signal isolation PCB plate is a layered structure, each layer includes signal sub board and the housing sub plate, the distance between the signal sub plate and the shell plate for the first sub preset signal line spacing, spacing of each layer the PCB circuit board and the signal sub board and the housing sub plate is second preset spacing, and between the signal of the same layer and the shell adopts the isolation capacitor connected. The signal between the sub plate and the shell plate is arranged between a physical space, add a capacitor and between signal and housing, so as to ensure insulation between the application of the housing regional signal signal RF signal isolation board PCB intrinsically safe equipment, and ensure the RF signal attenuation compared to the signal with the shell consists of the basic situation of increased attenuation.

【技术实现步骤摘要】
本安射频信号隔离PCB板和其应用设备
本申请涉及通信安全隔离
，更具体地说，涉及一种本安射频信号隔PCB板和本安射频信号隔离器以及应用所述本安射频信号隔离器的无线通信设备。
技术介绍
无线通信技术已经广泛应用于人们的工作、学习、日常生活中，极大程度的提高了用户的生活质量，因此无线通信技术已经成为人们生活中必不可少的一部分，但是在一些特殊的爆炸性气体环境中，如煤矿井下的瓦斯环境、加油站、炼油厂等可燃或爆炸性气体环境，通常需要禁止无线通信设备的使用。为了避免无线发射设备内部故障导致的高电压或大电流通过其馈线或天线泄露到设备外部的爆炸性气体环境中，带来安全隐患，而设备外部的高电压(如雷电、高压电)等也可能通过天线与馈线进入到设备内部，烧毁设备。根据《GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备》的6.3.12介电强度要求，本质安全(本安)电路和电气设备机架或可能接地的部件之间的绝缘应能承受工频耐压，试验电压应为两倍本质安全电路电压和500V交流有效值之间的较大值。因此任何设备的射频信号输出作为本质安全电路的一部分，必须满足该要求，即要做到与接地部件如壳体、机架等工频绝缘。但是现有技术中安装于壳体上的射频连接器外层通常为金属材质，与壳体是直接接触的，导致射频信号地-与壳体地不绝缘，仍然存在无线发射设备外壳系统带电的情况，在爆炸性气体环境中，仍然存在安全隐患。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种本安射频信号隔离PCB板已解决现有技术中的无线发射设备在爆炸性气体环境中存在安全隐患的问题。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种本安射频信号隔离PCB板，包括：所述PCB板为层状结构，每层均包括信号地子板和外壳地子板，所述信号地子板与所述外壳地子板的间距为第一预设间距，每层所述PCB电路板中的信号线与所述信号地子板和所述外壳地子板的间距为第二预设间距，且同层的信号地与外壳地之间采用隔离电容跨接。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述隔离电容包括并联的第一隔离电容和第二隔离电容。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述第一隔离电容和所述第二隔离电容均为高耐压电容。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述第一预设间距为10mil。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述第二预设间距为15mil。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述信号线为线宽为17mil的信号线。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述信号地子板和外壳地子板表面覆有铜层。优选的，上述本安射频信号隔离PCB板中，所述PCB电路板，为四层结构，且层与层之间的结构对称。一种本安射频信号隔离器，上述任意一项公开的本安射频信号隔离PCB板，以及连接在所述射频信号线两端的第一和第二射频连接器。一种无线通信设备，上述公开的本安射频信号隔离器。从上述的技术方案可以看出，本申请公开的本安射频信号隔离PCB板，通过将所述信号地子板与所述外壳地子板之间设置一物理间距，且在信号地与外壳地之间添加一隔离电容，从而在保证信号应用所述本安射频信号隔离PCB板的设备的信号地域外壳地之间的绝缘，又保证了射频信号衰减相比信号地与外壳地共地的情况下衰减基本无增加的情况。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例公开的一种本安射频信号隔离PCB板的信号层走线图结构图；图2为本申请实施例公开的本安射频信号隔离PCB板的参考地层结构示意图；图3为本申请另一实施例公开的一种四层本安射频信号隔离PCB板的叠层图。具体实施方式未解决现有技术中无线发射设备在爆炸性气体环境中，仍然存在安全隐患的问题，本申请公开了一种采用了一种低成本的板级射频隔离方式来进行绝缘处理，而不必耗时费力的加工定制的本安射频信号隔离PCB板和本安射频信号隔离器以及应用所述本安射频信号隔离器的无线通信设备。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。图1为本申请实时例公开的本安射频信号隔离PCB板的信号层走线图结构图。图2为本申请实时例公开的本安射频信号隔离PCB板的参考地层结构示意图。参见图1和图2，所述PCB板为层状结构，且每层均包括信号地子板1和外壳地子板2，所述信号地子板1与所述外壳地子板2的间距为第一预设间距a，每层所述PCB电路板中的射频信号线RF与所述信号地子板1和所述外壳地子板2的间距为第二预设间距b，且同层中的信号地与外壳地之间采用隔离电容C跨接。参见本申请修改后的权利要求1中的技术方案，通过将所述信号地子板与所述外壳地子板之间设置一物理间距，且在信号地与外壳地之间添加一隔离电容，从而在保证信号应用所述本安射频信号隔离PCB板的设备的信号地域外壳地之间的绝缘，又保证了射频信号衰减相比信号地与外壳地共地的情况下衰减基本无增加的情况。申请人在对所述本安射频信号隔离PCB板进行了大量实验的情况下，发现，当所述跨界电容为两个隔离电容时，所述本安射频信号隔离PCB板的隔离效果能够达到最好，即所述隔离电容包括并联的第一隔离电容和第二隔离电容。为了进一步增强隔离效果，所述第一和第二隔离电容优选的可以为高耐压隔离电容，此时所述隔离电容的类型可为：10pF、1KV，当然也可以采用与上述隔离电容类型接近的其他电容，本申请并不对此做过多累述。在申请人经过大量试验后发现，随着所述第一预设间距的大小不同，所述本安射频信号隔离PCB板的隔离效果与损耗也会发生改变，预设间隔越大，隔离效果越好，但信号损耗越高，当所述第一预设间隔为10mil时，所述本安射频信号隔离PCB板的综合效果能够达到最好。可以理解的是，所述射频信号线RF理论上是一个微带线，如果靠地太近就会形成寄生耦合电容，把射频信号耦合到地，也就是短路掉，对信号造成损耗，因此所述射频信号线RF需要一个开放的空间来进行能量辐射，因此本申请所述的信号线与信号地子板和所述外壳地子板的间距(第二预设间距)可以为15mil。当然，依据相关规定所述信号线的阻抗应满足50欧姆阻抗，因此为本申请公开的所述本安射频信号隔离PCB板中的射频信号线的线宽为不小于17mil。当然在所述本安射频信号隔离PCB板的电路设计过程中，还可以对信号地和外壳地覆铜。由于所述本申请上述实施例公开的本安射频信号隔离PCB板为多层状结构，所以所述多层可以为四层，即所述本安射频信号隔离PCB板为四层结构，且层与层之间的结构可对称，参见图3，图3为所述四层本安射频信号隔离PCB板的叠层图。参见表1，表1为采用本申请提供的最优结构的本安射频信号隔离PCB板与共地的射频信号PCB板的在2.4-2.5GHz和4.9-5.8GHz频率下的损耗情况对比结果表，其中所述最优结构的本安射频信号隔离PCB板的第一预设间隔为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种本安射频信号隔离PCB板，其特征在于，包括：所述PCB板为层状结构，每层均包括信号地子板和外壳地子板，所述信号地子板与所述外壳地子板的间距为第一预设间距，每层所述PCB电路板中的信号线与所述信号地子板和所述外壳地子板的间距为第二预设间距，且同层的信号地与外壳地之间采用隔离电容跨接。

【技术特征摘要】
1.一种本安射频信号隔离PCB板，其特征在于，包括：所述PCB板为层状结构，每层均包括信号地子板和外壳地子板，所述信号地子板与所述外壳地子板的间距为第一预设间距，每层所述PCB电路板中的信号线与所述信号地子板和所述外壳地子板的间距为第二预设间距，且同层的信号地与外壳地之间采用隔离电容跨接。2.根据权利要求1所述的本安射频信号隔离PCB板，其特征在于，所述隔离电容包括并联的第一隔离电容和第二隔离电容。3.根据权利要求2所述的本安射频信号隔离PCB板，其特征在于，所述第一隔离电容和所述第二隔离电容均为高耐压电容。4.根据权利要求1所述的本安射频信号隔离PCB板，其特征在于，所述第一预设间距为10mil。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇勇，
申请(专利权)人：上海乾视通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31