一种测量四分量的高效电磁近场探头

专利2026-07-15  12


本发明涉及电磁近场探头领域,具体为一种测量四分量的高效电磁近场探头。


背景技术:

1、由于现代电子产品的集成度和频率越高,以及功耗、面积和电压越小,导致其电磁环境越来越复杂,需要测量的电磁分量较多,并且待测emi信号也越来越微弱,给检测定位带来了一定的困难性。通常,需要检测的电磁干扰信号的幅度通常很小,并且特殊场景下需要同时测量多个电场和磁场分量的信息。

2、目前针对多分量近场探头的设计主要存在四个问题有:第一个问题是电磁场耦合的问题;第二个是探测灵敏度低的问题;第三个是近场探头成本和维护的问题;第四个是探测带宽的问题。

3、针对上述问题,对探头的探测环路结构和传输结构的设计是解决此类问题的关键,而现有技术的探头的可测量分量不超过三个分量,且一旦损坏只能全部扔掉,造成了极大的资源浪费。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种测量四分量的高效电磁近场探头,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种测量四分量的高效电磁近场探头,包括

4、多层金属布线结构,所述多层金属布线结构包括第一层、第二层、第三层和第四层,所述第一层、第二层、第三层和第四层之间通过过孔相连;

5、探测结构,所述探测结构包括设置在第二层的探测环路,所述探测环路由第二层线圈、第三层线圈及通孔组成,用于感应垂直穿过环路的磁场信号;

6、传输结构,所述传输结构包括背衬导体的共面波导线和带状线;

7、斜口内扣连接结构,所述斜口内扣连接结构由斜口内扣公头和斜口内扣母头组成,所述斜口内扣公头和斜口内扣母头将传输结构和探测结构连接。

8、本发明中,所述第一层为基底层,用于支撑整个探头结构,所述第二层为主要磁场信号层,包括用于感应和放大测量对象的磁场信号,所述第三层为附加导电层,通过过孔与第一层、第二层和第四层相连,用于增强信号的传输和感应能力,所述第四层为屏蔽层,用于减少外界电磁干扰对探测结果的影响。

9、本发明中,所述第二层线圈位于主要磁场信号层内,用于感应和捕获特定磁场信号,所述第三层线圈位于附加导电层内,通过通孔与第二层线圈相连接,用于增强磁场信号的感应和传输能力,所述第二层线圈和第三层线圈形成一个探测环路结构。

10、本发明中,所述探测环路结构用于同时感应和测量水平磁场分量、垂直磁场分量及垂直电场分量。

11、本发明中,所述传输结构的特性阻抗为50欧姆。

12、本发明中,所述传输结构采用六个同轴通孔阵列。

13、本发明中,所述基底层使用的是ro4350b,厚度为0.17毫米。

14、本发明中,所述主要磁场信号层使用的是ro4450f,厚度为0.182毫米。

15、本发明中,所述附加导电层使用的是ro4350b,厚度为0.17毫米。

16、本发明中,还包括输出端口,所述输出端口为sma接口。

17、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

18、1、本发明通过优化探测结构的布局和采用先进的屏蔽技术,显著减少了电场与磁场之间的不必要耦合,多层结构可允许每个探测环路独立运作,减少了信号之间的交叉干扰,此外,屏蔽层的使用确保了外部信号干扰的最小化,从而提高了测量的精准性。

19、2、本发明的探头采用高灵敏度材料和精确的线圈设计,使得每个探测环路都能高效地感应电磁场的微弱变化,此外,探头中包含了特殊的放大和信号处理技术,可以增强微弱信号并减少噪音,进一步提高灵敏度;

20、3、本发明为可拆卸和可更换的模块结构,一旦某个部分发生故障,可以单独更换该部件而不需要整体替换,显著减少了维护成本和资源浪费,模块化使用还简化了探头的常规维护,使得用户能够更容易地进行日常维护和升级。



技术特征:

1.一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:包括

2.根据权利要求1所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述第一层为基底层,用于支撑整个探头结构,所述第二层为主要磁场信号层,包括用于感应和放大测量对象的磁场信号,所述第三层为附加导电层,通过过孔与第一层、第二层和第四层相连,用于增强信号的传输和感应能力,所述第四层为屏蔽层,用于减少外界电磁干扰对探测结果的影响。

3.根据权利要求2所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述第二层线圈位于主要磁场信号层内,用于感应和捕获特定磁场信号,所述第三层线圈位于附加导电层内,通过通孔与第二层线圈相连接,用于增强磁场信号的感应和传输能力,所述第二层线圈和第三层线圈形成一个探测环路结构。

4.根据权利要求3所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述探测环路结构用于同时感应和测量水平磁场分量、垂直磁场分量及垂直电场分量。

5.根据权利要求4所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述传输结构的特性阻抗为50欧姆。

6.根据权利要求5所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述传输结构采用六个同轴通孔阵列。

7.根据权利要求2所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述基底层使用的是ro4350b,厚度为0.17毫米。

8.根据权利要求2所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述主要磁场信号层使用的是ro4450f,厚度为0.182毫米。

9.根据权利要求2所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:所述附加导电层使用的是ro4350b,厚度为0.17毫米。

10.根据权利要求1所述的一种测量四分量的高效电磁近场探头,其特征在于:还包括输出端口,所述输出端口为sma接口。


技术总结
本发明公开了一种测量四分量的高效电磁近场探头,包括多层金属布线结构,所述多层金属布线结构包括第一层、第二层、第三层和第四层,所述第一层、第二层、第三层和第四层之间通过过孔相连;探测结构,所述探测结构包括设置在第二层的探测环路,所述探测环路由第二层线圈、第三层线圈及通孔组成,用于感应垂直穿过环路的磁场信号;传输结构,所述传输结构包括背衬导体的共面波导线和带状线。本发明通过优化探测结构的布局和采用先进的屏蔽技术,显著减少了电场与磁场之间的不必要耦合,多层结构可允许每个探测环路独立运作,减少了信号之间的交叉干扰,此外,屏蔽层的使用确保了外部信号干扰的最小化,从而提高了测量的精准性。

技术研发人员:肖何,邓利平,邹海洋
受保护的技术使用者:西华师范大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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