專利名稱：具有極低的輻射噪聲的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，尤其涉及測量設(shè)備和/或測試設(shè)備，例如針對高頻信號和微波信號的信號發(fā)生器，其發(fā)出極低的輻射噪聲，因此可以用于測試具有極靈敏的接收器的設(shè)備。
背景技術(shù)：
微波信號發(fā)生器例如用于對高靈敏度的設(shè)備進(jìn)行測試，為此需要輸出水平為例如-130daii的信號。對例如用于衛(wèi)星的微波接收器的功能進(jìn)行測試。這些微波接收器非常靈敏，原因在于由于長的信號路徑使得所接收的信號的信號水平非常微弱。此外，在這種微波接收器中沒有提供屏蔽，一方面的原因在于在太空中不大可能出現(xiàn)環(huán)境噪聲，另一方面的原因在于衛(wèi)星的重量必須保持最小。事實上，微波信號發(fā)生器確實供應(yīng)相應(yīng)微弱的信號， 但是問題在于它們還發(fā)出類似數(shù)量級的輻射噪聲。因此，通常在電磁屏蔽的測試室中對高靈敏度的設(shè)備進(jìn)行測量。這種測量比較困難，不一定可行，并且較昂貴。此外，被測設(shè)備不一定能被放入測試室中，例如在接收器已被集成到衛(wèi)星內(nèi)的情況下便是如此。另一可能性是為微波信號發(fā)生器增加屏蔽。在CA 25 033 06 Al中，電信部件組的機(jī)殼是電磁隔離的。為了防止電磁輻射從機(jī)殼漏出，機(jī)殼的內(nèi)壁排列有吸收片，其包括合成材料，并吸收電磁輻射。然而，由于微波范圍的輻射能通過哪怕是極小的縫隙和裂縫從殼體漏出，因此必須額外地對各個部件組進(jìn)行絕緣或屏蔽。為了提供尤其良好的屏蔽，信號發(fā)生器的高頻部件組通常容納于由金屬塊打磨而成的金屬殼體中。由于即使是極小的縫隙也會導(dǎo)致最高達(dá)40GHz及以上的頻率泄漏，因此由若干個獨立部分組成的殼體不能滿足屏蔽需求。由金屬塊打磨而成的金屬殼體具有使設(shè)備較重且較大的缺點。這些殼體的制造是時間密集且材料密集型的，因此與高成本相關(guān)聯(lián)。此外，屏蔽不一定充分。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，尤其是具有極低輻射噪聲的測量設(shè)備和/或測試設(shè)備，其易于安裝，并且可以在介入之后容易進(jìn)行重新裝配。其中， 該設(shè)備不應(yīng)當(dāng)變得更重更大。屏蔽措施應(yīng)當(dāng)以可彎曲的方式適應(yīng)于不同的部件組。該目的由權(quán)利要求1中指定的根據(jù)本發(fā)明的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求呈現(xiàn)出根據(jù)本發(fā)明的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備的進(jìn)一步有利發(fā)展。根據(jù)本發(fā)明的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備包括用于產(chǎn)生高頻信號的多個高頻部件組。為了減小輻射噪聲，在高頻部件組之間安裝電磁輻射衰減吸收片。這提供了布置在設(shè)備內(nèi)的不同的高頻部件組不會通過輻射噪聲互相影響的優(yōu)點。此外，吸收片的重量輕，且可以以可彎曲的方式變形，并且頻率越高，衰減特性越好，因此可以在不導(dǎo)致重量明顯增加的情況下使任意形狀的中間空間連成線。
以下以簡化的方式將電磁輻射衰減吸收片簡稱為吸收片。另外，具體來說，根據(jù)本發(fā)明的高步信號引導(dǎo)設(shè)備的高頻部件組至少部分地被吸收片圍住。因此，接近于噪聲源的輻射噪聲已被吸收。因此防止了輻射噪聲在其它泄漏位置處進(jìn)一步傳播和漏出。可以使用事實上滿足EMC要求(電磁兼容性的要求)但不能實現(xiàn)針對高靈敏度測量的更高屏蔽要求的傳統(tǒng)殼體。因此，吸收片被安裝到所有信號引導(dǎo)或信號處理部件組，例如振蕩器部件組、濾波器部件組、頻率轉(zhuǎn)換器模塊、定向耦合器、檢測器部件組和/或校準(zhǔn)線。例如如果附有高頻線、部件和接觸管腳的高頻部件組的陶瓷襯底被金屬殼體包圍，并且金屬殼體至少部分地被第一吸收片圍住，則尤其有利。其中，殼體和第一吸收片具有凹進(jìn)，接觸管腳穿透凹進(jìn)。例如從接觸管腳的下部發(fā)出的輻射被金屬殼體與印刷電路板之間的第一吸收片衰減。此外，連接至接觸管腳的印刷電路板和部分地凸出于印刷電路板的接觸管腳被第二吸收片覆蓋。其中，接觸管腳將高頻部件組的線連接至承載例如用于控制高頻部件組的邏輯電路的印刷電路板。這些接觸管腳和電路的其它接線部件通常凸出于印刷電路板的后側(cè)幾毫米，因此形成微波輻射噪聲的寄生傳輸天線。安裝到印刷電路板的第二吸收片覆蓋接觸管腳的凸出于印刷電路板的部分，并吸收從該部分輻射的噪聲。如果印刷電路板被額外的金屬蓋圍繞，則金屬蓋中的例如用于電源線的貫通道被設(shè)置為偏離接觸管腳。以此布置，接觸管腳殘留的輻射噪聲沖擊金屬蓋，并且被吸收或反射。在貫通道上下疊加(one above the other)布置的情況下，輻射噪聲可以經(jīng)由最短的路徑漏出，并表現(xiàn)出輻射泄漏。殼體中的同軸插孔貫通道(coaxial-jack through-passage)有利地被另一吸收片包圍。具體來說，接地的插孔貫通道的外部屏蔽可以提供低的接觸阻抗。這導(dǎo)致小的電勢差，因此導(dǎo)致小的電場或輻射源。該輻射噪聲被相鄰的吸收泡沫材料吸收。


以示例方式在附圖中呈現(xiàn)并參考以下描述更詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，尤其是測量設(shè)備和/或測試設(shè)備的示例性實施例。附圖如下圖1示出根據(jù)本發(fā)明的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備的示例性實施例的電路框圖；圖2示出典型的插孔貫通道的等效電路圖；以及圖3示出根據(jù)本發(fā)明被屏蔽的高頻部件的示例性實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式在所有的圖中，互相對應(yīng)的部分以相同的附圖標(biāo)記示出，因此不對它們進(jìn)行重復(fù)描述。圖1以信號發(fā)生器10為例示出根據(jù)本發(fā)明的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備(尤其是測量設(shè)備和/或測試設(shè)備)的示意圖，信號發(fā)生器10產(chǎn)生從IOOkHz到大約44GHz的頻率范圍內(nèi)的信號。振蕩器部件組11中的可調(diào)諧微波振蕩器產(chǎn)生從3GHz到IlGHz的頻率范圍內(nèi)的信號。這些微波信號經(jīng)由同軸電纜M被路由到頻率轉(zhuǎn)換器模塊12。微波信號可選地被供應(yīng)至分頻器單元25、倍頻單元沈或連續(xù)線27，并且以透明方式分別被分頻或倍頻和被濾波或路由。緊接著，放大器單元四對微波信號進(jìn)行放大并濾波。因此而得到的高頻轉(zhuǎn)換器模塊 12的高頻輸出信號8擴(kuò)展到從IGHz到22GHz的頻率范圍。為了產(chǎn)生低頻信號范圍，在分頻器單元25處分離出信號9到低頻部件組18。在低頻部件組18處，信號9與5 1分頻的副信號混頻，并被放大，從而產(chǎn)生從IOOkHz到IGHz的低頻輸出信號7。來自頻率轉(zhuǎn)換器模塊12的高頻信號8被路由到濾波器部件組13、放大器14和未示出的倍頻部件組，并且從那里被饋送到定向耦合器15中，定向耦合器15分離出信號6到檢測器16。分離后的信號5與低頻部件組18的低頻信號7 —起被路由到校準(zhǔn)線17。在校準(zhǔn)線中，由用戶在信號發(fā)生器10處選擇的信號水平通過步進(jìn)衰減器30被準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，并且在信號發(fā)生器的輸出端4輸出。信號在經(jīng)由同軸電纜在各個部件組11、12、13、14、15、16、17、18之間傳輸，并且借助于同軸插孔貫通道被引向外部，或者被引向各個部件組11、12、13、14、15、16、17、18。所有這些部件組11、12、13、14、15、16、17、18發(fā)出信號的給定部分作為輻射噪聲。 具體來說，高頻部件11、12、13、14、15、16、17的微波輻射可以通過極小的縫隙從包圍部件組的殼體漏出。為了防止各個高頻部件組與該輻射噪聲之間的相互作用，并且重要的是為了防止向外部發(fā)射，在部件組之間的中間空間中插入吸收電磁輻射的吸收片22。這種吸收片22在圖1中以示例示于振蕩器部件組11與頻率轉(zhuǎn)換器模塊12之間。具體來說，吸收片插入諸如只允許與其設(shè)定值有極小偏差的校準(zhǔn)線之類的部件組與相鄰部件組之間。只排除了去除冷卻空氣所需要的區(qū)域。例如由愛默生 康明微波產(chǎn)品公司供應(yīng)產(chǎn)品名稱為ECC0S0RB LS-26的合適的吸收片。為了如所述的那樣將信號發(fā)生器用于高靈敏度接收器的測量，如所述的那樣在高頻部件組11、12、13、14、15、16、17之間提供吸收片22和/或給外部殼體安裝吸收片是不夠的。具體來說，以高頻電路的襯底31為基準(zhǔn)，穿過屏蔽殼體32接觸印刷電路板33的接觸管腳36通常輕微地凸出于該印刷電路板34，因此充當(dāng)寄生微波天線(同時參見圖幻。因此，印刷電路板被額外的吸收片20覆蓋。印刷電路板上的這些吸收片20在振蕩器部件組 11、頻率轉(zhuǎn)換器模塊12和濾波器部件組13處特別示出。定向耦合器15和校準(zhǔn)線17幾乎完全被衰減吸收片圍住。吸收片的這種設(shè)計應(yīng)當(dāng)理解為僅僅是示例性的，并且可以適應(yīng)于實際需求。另一個輻射噪聲源由連接同軸插孔與高頻部件組11、12、13、14、15、16、17的貫通道提供。為了吸收這種接近源的輻射噪聲，圍繞這些插孔貫通道安裝吸收片21。然后，由于所謂的吸收片20、21、22在微波范圍內(nèi)提供非常高的衰減常數(shù)，因此輻射噪聲無法到達(dá)相鄰的高頻部件組或穿過外部殼體到達(dá)被測設(shè)備DUT(Device Under Test)。使用吸收片的設(shè)計表現(xiàn)出簡單的屏蔽可行性，作為對使用由打磨的金屬塊制成的殼體的傳統(tǒng)屏蔽方法的補(bǔ)充。這些片可以易于以可彎曲的方式變形，并且可以用于屏蔽任意形狀的部件組。圖2示出同軸插孔貫通道44的等效電路圖50。信號源51的信號被供應(yīng)給同軸線的內(nèi)部導(dǎo)體51的一個電極。外部導(dǎo)體59用作地連接。連接阻抗53、信號源51以及外部導(dǎo)體59和內(nèi)部導(dǎo)體52的部分被布置在高頻部件組11、12、13、14、15、16、17的殼體60內(nèi)。這由虛線區(qū)域60表示。信號匯點具有端子阻抗56。
外部導(dǎo)體59具有剩余阻抗58，剩余阻抗58處產(chǎn)生電壓降，因此而產(chǎn)生電場57。相應(yīng)地，外部導(dǎo)體向環(huán)境發(fā)出電輻射。該輻射噪聲被圖1和圖3的吸收片21吸收。圖3示出具有根據(jù)本發(fā)明的具有屏蔽的高頻部件組11、12、13、14、15、16、17的側(cè)視圖。例如使用帶狀線技術(shù)將高頻電路施加于襯底31，例如陶瓷襯底。承載例如用于控制高頻部件組11、12、13、14、15、16、17的邏輯電路的印刷電路板34經(jīng)由接觸管腳36進(jìn)行接觸。襯底31被金屬屏蔽的殼體32包圍。其中，接觸管腳36被引導(dǎo)穿過屏蔽殼體32中的小凹進(jìn)45，小凹進(jìn)45可以被合成材料的填充物48填充。從這些凹進(jìn)45漏出的輻射噪聲被第一吸收片33吸收。該第一吸收片33被提供有供接觸管腳36穿過的小穿孔或凹進(jìn)39。接觸管腳36現(xiàn)在與印刷電路板34接觸，但與電路的其它接線部分相同，通常有點凸出于印刷電路板34的后側(cè)。接觸管腳的凸出于印刷電路板34的后側(cè)的長度38，在不利的情況下，對應(yīng)于在部件組中引導(dǎo)的微波輻射的波長的大約四分之一。在頻率為44GHz的情況下，波長的四分之一對應(yīng)于大約1.7毫米。因此，接觸管腳36表現(xiàn)為良好的寄生天線， 其承載從殼體32的內(nèi)部向外部的外部輻射。為了消除該輻射，將第二吸收片20附到印刷電路板；34的后側(cè)。印刷電路板34有利地被附加的金屬蓋35保護(hù)。為了優(yōu)化屏蔽，例如用于給印刷電路板34供電的電源線37被設(shè)置為偏離接觸管腳36的貫通道。因此，經(jīng)由接觸管腳36 發(fā)出的輻射噪聲沖擊金屬蓋35或布置在金屬蓋35上的第二吸收片20，并且在那里被吸收。 對于電源37和接觸管腳36，貫通道上下疊加設(shè)置，使得輻射噪聲會通過這些貫通道漏出。圖3還示出高頻部件組11、12、13、14、15、16、17的用于連接例如同軸電纜43的插孔貫通道44。有效載荷信號從襯底傳遞到同軸插孔貫通道44的內(nèi)部導(dǎo)體46。同軸插孔貫通道44的外部導(dǎo)體47連接至金屬殼體32。鎖緊螺帽42經(jīng)常不完全嚙合插孔貫通道44的外部導(dǎo)體47，從而使輻射噪聲經(jīng)由以此方式所導(dǎo)致的縫隙41而漏出。輻射噪聲馬上被附到該貫通道周圍的吸收片21吸收。所描述和/或所示出的所有特征可以有利地在本發(fā)明的框架內(nèi)彼此結(jié)合。本發(fā)明不限于所描述的示例性實施例。
權(quán)利要求
1.一種高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，包括用于產(chǎn)生和/或處理高頻信號的多個高頻部件組(11、 12、13、14、15、16、17)，其中安裝有電磁輻射衰減吸收片Οθ、21、22)，以減小在所述高頻部件組(11、12、13、14、15、16、17)之間產(chǎn)生的輻射噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述高頻部件組至少部分地被吸收片O0、21)圍住。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，在振蕩器部件組(11) 和/或頻率轉(zhuǎn)換器模塊(1 和/或濾波器部件組(1 和/或定向耦合器(1 和/或檢測器部件組(16)和/或衰減校準(zhǔn)線(17)處安裝有吸收片00、21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，附有高頻線和接觸管腳(36)的至少一個高頻部件組(11、12、13、14、15、16、16)的襯底(31)被金屬殼體(31)密封，并且所述金屬殼體(31)至少部分地被第一吸收片(33)覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述第一吸收片(33)具有凹進(jìn)(39)，所述接觸管腳(36)穿透所述凹進(jìn)(39)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，印刷電路板(34)連接至所述接觸管腳(36)，并且所述印刷電路板(34)和突出于所述印刷電路板(34)的任何線部分(38)被第二衰減吸收片00)覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述印刷電路板(34)附到所述金屬殼體(3 外部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述印刷電路板(34) 包含用于控制所述高頻部件組的邏輯電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求5中任一項所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述印刷電路板 (34)被金屬蓋(35)包圍，并且所述金屬蓋(35)中的貫通道00)被設(shè)置為偏離所述接觸管腳(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的高頻信號引導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述殼體 (32)中的同軸插孔貫通道G4)被衰減吸收片密封。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的承載射頻信號的設(shè)備，尤其是針對射頻信號的測量設(shè)備和/或測試設(shè)備，包括用于產(chǎn)生射頻信號的多個射頻組件(11-17)。為了減小產(chǎn)生的假性輻射，在射頻組件(11-17)之間安裝吸收電磁輻射的衰減片(20-22)，和/或射頻組件至少部分地被吸收電磁輻射的衰減片(20-22)包圍。
文檔編號H04B15/02GK102273107SQ201080003988
公開日2011年12月7日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者喬治·馬辰科, 威廉·克雷默爾, 沃爾夫?qū)た藙谒? 海爾馬特·斯特雷 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司