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一种射频链路强电磁脉冲防护方法及装置


技术摘要:
本申请涉及电磁脉冲防护的技术领域,尤其是涉及一种射频链路强电磁脉冲防护方法及装置,该方法提供金属本体,且在所述金属本体的腔体中设置基板,所述基板两个面的相对位置分别设置第一平板电容铜箔和第二平板电容铜箔,其中,所述第一平板电容铜箔、第二平板电容铜箔  全部
背景技术:
随着各类无线装备和设施被广泛地应用到工农业生产、科学研究、外空探测、国防 建设、国土安全防御等工程应用领域中,各类无线装备和设施的收发系统就被置于复杂的 电磁环境里。无线收发设备,尤其是暴露在设备的外面的天线和同轴馈线,极易遭受各类瞬 态强电磁脉冲的侵扰,并通过天线或馈线将各类瞬态强电磁脉冲引入到无线收发设备内 部,造成关键敏感设备的损坏,从而影响无线收发设备的正常工作。 当前,在强电磁脉冲防护技术领域中,微秒级慢速前沿强电磁脉冲防护的技术相 对成熟,而对于其他类的纳秒级及以下的快速前沿强电磁脉冲防护技术还处于起步阶段, 如何对射频链路上的关键设备提供一种有效的强电磁脉冲防护,是当前射频链路强瞬态电 磁脉冲防护领域急需解决的技术问题和应用需求。
技术实现要素:
本发明目的一是提供一种射频链路强电磁脉冲防护方法,能在复杂和恶劣的电磁 环境里为无线射频电子、电气装备和设施的射频链路提供强电磁脉冲防护。 本申请提供的一种射频链路强电磁脉冲防护方法,采用如下的技术方案来实现: 一种射频链路强电磁脉冲防护方法,提供金属本体,且在所述金属本体的腔体中设置 基板,所述基板两个面的相对位置分别设置第一平板电容铜箔和第二平板电容铜箔,其中, 所述第一平板电容铜箔、第二平板电容铜箔与所述基板之间构成射频等效电容。 本发明目的二是提供一种射频链路强电磁脉冲防护装置,具有良好的射频信号传 输能力和强电磁脉冲防护能力。 本申请提供的一种射频链路强电磁脉冲防护装置,采用如下的技术方案来实现: 一种射频链路强电磁脉冲防护装置,包括金属本体和设置于所述金属本体两端的射频 输入端口和射频输出端口,所述金属本体开设有腔体,所述腔体内设置有射频电路板,所述 射频电路板包括基板、设置于所述基板一面的第一铜箔和设置于所述基板另一面的第二铜 箔,所述第一铜箔包括用于与所述射频输入端口连接的输入铜箔和设置于所述基板一面中 部的第一平板电容铜箔,所述第二铜箔包括用于与所述射频输出端口连接的输出铜箔和设 置于所述基板另一面中部的第二平板电容铜箔。 通过采用上述技术方案,从等效电容的概念出发,以射频电路板制造为突破口,充 分利用射频电路板的特性,设计等效射频电容;能在复杂和恶劣的电磁环境里为无线射频 电子、电气装备和设施的射频链路提供强电磁脉冲防护,简化了线路,节省了成本,且满足 工程应用实践的要求。 优选的,所述输入铜箔上开设有第一金属化过孔,所述第一金属化过孔上设置有 4 CN 111601493 A 说 明 书 2/7 页 第一脉冲防护器件,其中,所述第一脉冲防护器件一端穿设于所述第一金属化过孔中并与 所述输入铜箔电连接,另一端通过波浪垫圈与所述金属本体的腔底电连接。 通过采用上述技术方案,所述第一脉冲防护器件为瞬态抑制二极管或半导体PIN 二极管管堆等快速响应半导体限压型器件,第一脉冲防护器件的响应速度在亚纳秒级,且 开启电压低,能吸收抑制强电磁脉冲90%的能量,采用波浪垫圈能够保证有效接触面积及良 好接地。 优选的,所述基板上设置有接地铜箔,所述接地铜箔上开设有第一焊盘,所述输入 铜箔上开设有第一金属化过孔,所述第一金属化过孔上设置有第一脉冲防护器件,其中,所 述第一脉冲防护器件一端穿设于所述第一金属化过孔中并与所述输入铜箔电连接,另一端 固定连接于所述第一焊盘上。 通过采用上述技术方案,所述第一脉冲防护器件为瞬态抑制二极管或半导体PIN 二极管管堆等快速响应半导体限压型器件,第一脉冲防护器件的响应速度在亚纳秒级,且 开启电压低,能吸收抑制强电磁脉冲90%的能量。 优选的,所述输出铜箔上开设有第二金属化过孔,所述第二金属化过孔上设置有 第二脉冲防护器件,其中,所述第二脉冲防护器件一端穿设于所述第二金属化过孔中并与 所述输出铜箔电连接,另一端通过波浪垫圈与所述金属本体的腔底电连接。 通过采用上述技术方案,所述第二脉冲防护器件为瞬态抑制二极管或半导体PIN 二极管管堆等快速响应半导体限压型器件,强电磁脉冲能量沿射频等效电容耦合到射频输 出端口时,第二脉冲防护器件立即动作,将强电磁脉冲的能量吸收并抑制;采用波浪垫圈能 够保证有效接触面积及良好接地。 优选的,所述基板上设置有接地铜箔,所述接地铜箔上开设有第二焊盘,所述输出 铜箔上开设有第二金属化过孔,所述第二金属化过孔上设置有第二脉冲防护器件,其中,所 述第二脉冲防护器件一端穿设于所述第二金属化过孔中并与所述输出铜箔电连接,另一端 固定连接于所述第二焊盘上。 通过采用上述技术方案,所述第二脉冲防护器件为瞬态抑制二极管或半导体PIN 二极管管堆等快速响应半导体限压型器件,强电磁脉冲能量沿射频等效电容耦合到射频输 出端口时,第二脉冲防护器件立即动作,将强电磁脉冲的能量吸收并抑制。 优选的,所述第二脉冲防护器件为二极管管堆。 通过采用上述技术方案,所述第二脉冲防护器件为瞬态抑制二极管或半导体PIN 二极管管堆等快速响应半导体限压型器件,强电磁脉冲能量沿射频等效电容耦合到射频输 出端口时,二极管管堆立即动作,将强电磁脉冲的能量吸收并抑制;采用波浪垫圈能够保证 有效接触面积及良好接地。 优选的,所述二极管管堆包括复数个PIN二极管、设置于所述复数个PIN二极管阴 极的上电极和设置于所述复数个PIN二极管阳极的下电极,所述上电极和下电极之间还设 置有绝缘介质。 通过采用上述技术方案,二极管管堆是将几只PIN二极管装配在上电极和下电极 之间,实现多个PIN二极管的并联,从而实现较大的瞬态强电磁脉冲抑制能力和射频功率耐 受能力;上电极和下电极之间使用绝缘介质隔开,能抑制寄生参数对射频性能的影响。 优选的,所述基板上设置有接地铜箔,所述输入铜箔侧边设置有第一开路臂,所述 5 CN 111601493 A 说 明 书 3/7 页 第一开路臂上设置有第三脉冲防护器件,其中,所述第三脉冲防护器件一端连接所述第一 开路臂,另一端连接所述接地铜箔。 通过采用上述技术方案,第一开路臂是一段开路传输线,用于引导强电磁脉冲通 过第三脉冲防护器件到达接地铜箔进行泄放。 优选的,所述基板上设置有接地铜箔,所述输出铜箔侧边设置有第二开路臂,所述 第二开路臂上设置有第四脉冲防护器件,其中,所述第四脉冲防护器件一端连接所述第二 开路臂,另一端连接所述接地铜箔。 通过采用上述技术方案,第二开路臂是一段开路传输线,用于引导强电磁脉冲通 过第四脉冲防护器件到达接地铜箔进行泄放。 综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果: 1.从等效电容的概念出发,以射频电路板制造为突破口,充分利用射频电路板的特性, 设计等效射频电容; 2.利用机械结构的优化,减小接地的寄生杂散参数对电路性能的影响; 3.利用第一脉冲防护器件实现对强电磁脉冲的第一级初级防护,利用第二脉冲防护器 件实现对强电磁脉冲的第二级精细防护,充分利用大功率瞬态抑制二极管TVS与PIN二极管 管堆的能量吸收配合,实现对强电磁脉冲的防护功能; 4.能在复杂和恶劣的电磁环境里为无线射频电子、电气装备和设施的射频链路提供强 电磁脉冲防护,简化了线路,节省了成本,且满足工程应用实践的要求。 附图说明 图1是本申请防护装置一实施例的内部结构示意图。 图2是本申请射频电路板另一面的结构示意图。 图3是本申请射频电路板的等效射频电容截面示意图。 图4是本申请防护装置的外部结构示意图。 图5是本申请防护装置另一实施例的内部结构截面示意图。 图6是本申请防护装置又一实施例的内部结构示意图。 图7是本申请二极管管堆的结构示意图。 附图标记说明:1、金属本体,11、射频输入端口,12、射频输出端口,13、金属盖板, 14、接地螺孔,2、射频电路板,21、基板,22、第一铜箔,221、输入铜箔,222、第一平板电容铜 箔,223、第一金属化过孔,224、第一焊盘,225、第一开路臂,23、第二铜箔,231、输出铜箔, 232、第二平板电容铜箔,233、第二金属化过孔,234、第二焊盘,235第二开路臂,24、接地铜 箔,3、第一脉冲防护器件,4、第二脉冲防护器件,41、上电极,42、下电极,43、PIN二极管,44、 绝缘介质,5、第三脉冲防护器件,6、第四脉冲防护器件,7、波浪垫圈。
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