近场测量复合电磁探头制造技术

本发明专利技术公开了一种近场测量复合电磁探头，包括介质基板，介质基板包括三层介质，每层介质上下表面覆盖金属，共形成四层金属层，从上往下依次为顶层地平面、电场探头模块信号线、磁场探头模块信号线和底层地平面；其中介质基板、顶层地平面、电场探头模块信号线和底层地平面构成电场探头模块；介质基板、顶层地平面、磁场探头模块信号线和底层地平面构成磁场探头模块；两模块信号线之间设有隔离通孔。本发明专利技术将电场探头和磁场探头结合在了一起，具备同时测量电场辐射信号和磁场辐射信号的能力；同时该探头采用了差分对称结构设计和隔离通孔设计，降低了外部环境导致的共模干扰以及电场探头模块和磁场探头模块之间的互扰，提高了测量精度和测量带宽。量精度和测量带宽。量精度和测量带宽。

【技术实现步骤摘要】
近场测量复合电磁探头


[0001]本专利技术属于电磁干扰和电磁兼容
，具体涉及一种近场测量复合电磁探头。

技术介绍

[0002]近场扫描技术指的是使用近场探头对电子器件或电子产品表面进行空间扫描以获取电场辐射信号强度或磁场辐射信号强度的技术。现有的探头主要分为电场探头和磁场探头，分别用来测量电场和磁场。
[0003]在实际使用过程中，仅测量电场或磁场是不够的，而先后使用电场探头和磁场探头来测量电场和磁场则会因为测量的不同步而带来误差。因此，设计一款能同时测量电场和磁场的高性能的电磁探头是很有必要的。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种近场测量复合电磁探头，同步测量电场和磁场，同时降低电磁互扰。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种近场测量复合电磁探头，包括介质基板，介质基板包括三层介质，每层介质上下表面覆盖金属，共形成四层金属层，四层金属层从上往下依次为顶层地平面、电场探头模块信号线、磁场探头模块信号线和底层地平面；介质基板和四层金属层构成电场探头模块和磁场探头模块。
[0006]在一些可选的实施方案中，电场探头模块由介质基板、顶层地平面、电场探头模块信号线和底层地平面构成；其中电场探头模块信号线为直条形结构，头部裸露在地平面外侧用以耦合电场能量，尾部传输能量供接收机接收。
[0007]在一些可选的实施方案中，磁场探头模块由介质基板、顶层地平面、磁场探头模块信号线和底层地平面构成；其中磁场探头模块信号线为差分对称结构，头部方环形部分裸露在地平面外侧用以耦合磁场能量，尾部通过圆环形转接传输能量供接收机接收。
[0008]在一些可选的实施方案中，电场探头模块信号线和磁场探头模块信号线之间设有隔离通孔，隔离通孔连接顶层地平面和底层地平面，将上述两模块信号线隔离开来。
[0009]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0010]近场测量复合电磁探头将电场探头和磁场探头结合在了一起，具备同时测量电场辐射信号和磁场辐射信号的能力；该复合电磁探头采用了差分对称结构设计和隔离通孔设计，降低了外部环境导致的共模干扰以及电场探头模块和磁场探头模块之间的互扰，提高了测量精度和测量带宽，此外，本探头具有加工简单、成本低廉、可批量生产等特点。
附图说明
[0011]图1为一个实施例中近场测量复合电磁探头的三维结构示意图；
[0012]图2为一个实施例中近场测量复合电磁探头的截面(正视)示意图；
[0013]图3为一个实施例中近场测量复合电磁探头的各金属层(俯视)详细结构图；
[0014]图4为一个实施例中近场测量复合电磁探头工作时的场强分布图；
[0015]图5为一个实施例中近场测量复合电磁探头与仅含电场探头模块的参考探头1仿真得到的输出电压曲线图；
[0016]图6为一个实施例中近场测量复合电磁探头与仅含磁场探头模块的参考探头2仿真得到的输出电压曲线图。
[0017]图中：1
‑
介质基板，2
‑
顶层地平面，3
‑
电场探头模块信号线，4
‑
磁场探头模块信号线，5
‑
底层地平面，6
‑
隔离通孔。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0019]本专利提供的复合电磁探头具备同时测量电场和磁场的能力，基于带状线结构，并采取差分对称设计，降低了两探头模块间的互扰，保证了探头的工作性能。
[0020]如图1所示，本实施例的近场测量复合电磁探头包含介质基板1、顶层地平面2、电场探头模块信号线3、磁场探头模块信号线4、底层地平面5、隔离通孔6六部分。其中：
[0021]介质基板1为三层介质粘贴而成，粘贴面可覆金属，形成四层金属层(从上往下依次命名为M1、M2、M3、M4)。介质基板起到支撑、隔离金属层的作用，还起到传输信号的作用；
[0022]顶层地平面2位于金属层M1；
[0023]电场探头模块信号线3位于金属层M2，靠近顶层地平面，其结构为直条状。该信号线头部裸露在地平面外侧用以耦合电场能量，尾部传输信号供接收机接收；
[0024]磁场探头模块信号线4位于金属层M3，靠近底层地平面，其结构为对称差分结构。该信号线的头部为方环型，裸露在地平面外侧用以耦合磁场能量，尾部为圆环型转接结构用以传输信号供接收机接收；
[0025]底层地平面5位于金属层M4；
[0026]隔离通孔6位于电场探头模块信号线和磁场探头模块信号线之间，从上往下依次通过顶层地平面和底层地平面，将两信号线隔离开来，减弱两探头模块之间的相互干扰。
[0027]本实施例的近场测量复合电磁探头可分为电场探头模块和磁场探头模块两大模块。电场探头模块包括上述提到的介质基板1、顶层地平面2、电场探头模块信号线3和底层地平面5；磁场探头模块包括上述提到的介质基板1、顶层地平面2、磁场探头模块信号线4和底层地平面5。
[0028]图2为本案例近场测量复合电磁探头的截面示意图。本实施例中探头的各组成部分的相对位置及各层厚度如图所示。
[0029]图3为本案例近场测量复合电磁探头的各金属层详细结构图。如图所示，电场探头模块信号线和磁场探头模块信号线头部都裸露在地平面之外。本实施例中探头的顶层、底层地平面的尺寸都为w
×
l；电场探头模块信号线线宽为w1；磁场探头模块信号线头部方环尺寸为a1×
b，线宽为w2，差分线之间的间距为a2；隔离通孔的孔间距为d。
[0030]图4为本案例中近场测量复合电磁探头工作时的场强分布图。仿真结果表明，经由头部耦合到的电场、磁场能量分别通过电场探头模块信号线和磁场探头模块信号线进行传输，而传输过程中两探头模块间的互扰很小。
[0031]图5为本案例中近场测量复合电磁探头与仅含电场探头模块的参考探头1仿真得到的输出电压曲线图。其中|S
31
|_Proposed表示复合电磁探头中电场探头模块仿真输出电压，|S
31
|_Reference表示参考探头1的仿真输出电压。当工作频率低于5GHz时，参考探头1仿真得到的输出幅值比复合电磁探头高约3dB，该差值可通过后续的探头因子校准进行消除，不影响最终测量结果。
[0032]图6为本案例中近场测量复合电磁探头与仅含磁场探头模块的参考探头2仿真得到的输出电压曲线图。其中|S
41
|_Proposed、|S
51
|_Proposed和|S
41
‑
S
51
|_Propo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近场测量复合电磁探头，其特征在于，包括介质基板，介质基板包括三层介质，每层介质上下表面覆盖金属，共形成四层金属层，四层金属层从上往下依次为顶层地平面、电场探头模块信号线、磁场探头模块信号线和底层地平面；介质基板和四层金属层构成了电场探头模块和磁场探头模块。2.根据权利要求1所述的近场测量复合电磁探头，其特征在于，电场探头模块由介质基板、顶层地平面、电场探头模块信号线和底层地平面构成；其中电场探头模块信号线为直条形结构，头部裸露在地平面外侧用以耦合电场能量，尾部传输能...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭至鹤，刘义，王馨怡，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：