[發明專利]一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭

在審

• 申請號: 202210586761.4
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115032463A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 閻照文;周陽
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于，包括：電場探頭無源結構、有源放大電路結構；其中，電場探頭無源結構由圓型探針結構、帶狀線、信號過孔、阻抗匹配過孔陣列組成；有源放大電路結構由放大電路及三個轉接口組成。

2.根據權利要求1所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：圓型探針結構是拾取近場電場信號的金屬結構，由前端的圓型金屬與帶狀線連接組成，且圓型金屬直徑或帶狀線寬度逐步減小兩次，起到緩沖寬度的作用。

3.根據權利要求1所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：帶狀線與前端圓型金屬相連的另一端，信號過孔貫穿帶狀線介質與帶狀線相連接，信號過孔與帶狀線上層屏蔽地和帶狀線下層屏蔽地相隔離，防止短路。

4.根據權利要求1所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：阻抗匹配過孔陣列分為信號過孔阻抗匹配陣列與終端傳輸線柵欄式過孔阻抗匹配陣列；其中，信號過孔阻抗匹配陣列圍繞信號過孔分布，控制信號過孔處阻抗匹配；終端傳輸線柵欄式過孔阻抗匹配陣列分布于電場探頭無源結構終端傳輸線的兩側，保證共面波導結構在高頻段時信號傳輸的穩定性。

5.根據權利要求1所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：有源放大電路結構直接集成到印刷電路板內，由放大電路及三個轉接口組成。

6.根據權利要求1所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：放大電路由放大芯片以及電源管理芯片組成，能夠進行濾波、去耦、阻抗匹配。

7.根據權利要求1所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：三個轉接口中兩個作為外部電壓的供電口，一個作為信號的輸出接口，供電口使用三引腳的轉接頭，將外部電壓供給到有源放大電路中；信號輸出端的轉接頭通過過孔固定在微帶線上，將探頭測試到的信號傳輸給測試設備。

8.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：使用不同的仿真軟件對探頭的無源結構部分及有源結構部分分別進行仿真，再將兩者的結果進行聯合仿真，最后得到最貼近實際情況的有源電場探頭仿真結果；其中，無源結構使用HFSS進行仿真，有源結構使用AllegroPCBDesigner與3dlayout進行仿真，最后使用CircuitDesign將無源結構與有源結構的仿真結果進行聯合仿真。

9.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：采用四層印刷電路是為了滿足疊層結構的對稱性；加工材料選擇羅杰斯R04003和R04450；一塊0.2032mm厚度的羅杰斯R04003位于疊層結構中的頂端，一塊0.1700mm的羅杰斯R04450板材位于疊層結構中的正中心，一塊0.3048mm厚度的羅杰斯R04003位于疊層結構中的底端；頂層與底層金屬厚度均0.035mm，中間1層與中間2層的金屬厚度均為0.0175mm。

10.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種9kHz-18GHz超寬帶有源電場探頭，其特征在于：有源電場探頭整體尺寸不大于64mm*41.5mm，探頭前端寬度不超過4.1mm。