一种非接触式数据传输接收天线的制作方法

1.本发明属于天线技术领域，具体涉及一种非接触式数据传输接收天线。


背景技术：

2.近年来，高速率传输技术的需求日益迫切，其中针对医用ct、安检扫描等应用的高速数据传输需要借助滑环系统实现传输。早期的滑环传输方式是通过一组固定电刷头分别连接滑环与数据传输滑道，由于电刷的磨损增加了电刷和滑环的维护成本，并且产生的粉尘颗粒影响数据传输的准确性，因此提出了非接触式滑环传输系统。在非接触式滑环传输系统中，数据接收天线是一个重要的模块，用于提取滑环上传输的prbs制式信号，并由近场耦合形成双极性脉冲信号。数据接收天线中，双极性脉冲信号的时延、噪声、幅度等是衡量数据接收天线性能的关键指标，将影响整个系统的性能。在同等幅度下，时延过长将恶化系统的误码率，并且对接收天线与滑环的间距要求过于苛刻；在同等时延下，幅度过低将需要解调能力更强的接收系统，提高了系统成本及难度；噪声电平同样影响同等幅度信号下的解调能力，因此噪声电平越低越好。目前的数据接收天线采用传统的差分微带线实现，并与滑环上的传输线进行耦合，其双极性脉冲信号的时延、噪声、幅度等性能受到传输线本身性能的影响，因此有必要探索新型的非接触式数据传输接收天线，在时延、噪声、幅度方面改善性能。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决现有非接触式数据传输接收天线在双极性脉冲信号的时延、噪声、幅度等三方面相互约束程度较高，不利于提升幅度、降低噪声和码间串扰的技术问题。
4.本发明采用的技术方案是：一种非接触式数据传输接收天线，包括有顶层金属层、介质基板、底层金属层，顶层金属层位于介质基板的上表面，底层金属层位于介质基板的下表面，顶层金属层包括有若干耦合金属条带，介质基板上设有若干金属化过孔，金属化过孔与耦合金属条带一一对应，介质基板的下表面密集分布有若干非金属化盲孔，底层金属层中设有矩形槽，矩形槽内设有若干金属贴片，金属贴片与金属化过孔一一对应，金属贴片分别通过相应的金属化过孔与相应的耦合金属条带相连，耦合金属条带、介质基板和底层金属层构成了耦合微带线。
5.作为上述技术方案的优选，在所述耦合金属条带下方区域的非金属化盲孔的孔间距不大于数字信号三次谐波的十二分之一波长，远离耦合金属条带下方区域的非金属化盲孔的孔间距不大于数字信号三次谐波的八分之一波长。
6.作为上述技术方案的优选，所述非金属化盲孔的深度不小于介质基板厚度的三分之二。
7.作为上述技术方案的优选，所述耦合金属条带的数量为两条，两条耦合金属条带对称分布，所述金属贴片的数量为两个，所述金属化过孔的数量为两个。
8.非接触式数据传输接收天线的应用，将上述非接触式数据传输接收天线设于滑环
外侧，非接触式数据传输接收天线与滑环耦合线的间距为1mm。
9.作为上述技术方案的优选，所述滑环耦合线输入速率为2.5gbps的prbs制式的方波信号，输入信号的电压幅度为
±
800mv。
10.本发明的有益效果是：本发明的非接触式数据传输接收天线，在其耦合微带线内加入非金属化盲孔，改变耦合微带线的对地自电容、互电容、相速度及等效损耗参数，以此综合改善双极性脉冲的时延、噪声及幅度。相比于现有的非接触式数据传输接收天线，能够综合改善所提取的双极性脉冲的时延、噪声、幅度，达到提高幅度、降低噪声和时延的效果。
附图说明
11.图1是本发明的剖面图；
12.图2是本发明的顶层结构示意图；
13.图3是非金属化盲孔的结构示意图；
14.图4是底层金属层的结构示意图；
15.图5是滑环系统的结构示意图；
16.图6是滑环耦合线的结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.如图1-6所示，一种非接触式数据传输接收天线，包括有顶层金属层1、介质基板2、底层金属层3，顶层金属层1位于介质基板2的上表面，底层金属层3位于介质基板2的下表面，顶层金属层1包括有若干耦合金属条带，介质基板2上设有若干金属化过孔4，金属化过孔4与耦合金属条带一一对应，介质基板2的下表面密集分布有若干非金属化盲孔5，底层金属层3中设有矩形槽33，矩形槽33内设有若干金属贴片32，金属贴片32与金属化过孔4一一对应，金属贴片32分别通过相应的金属化过孔4与相应的耦合金属条带相连，耦合金属条带、介质基板2和底层金属层3构成了耦合微带线。
21.进一步的，所述耦合金属条带的数量为两条，两条耦合金属条带对称分布，所述金属贴片32的数量为两个，所述金属化过孔4的数量为两个。
22.进一步的，在所述耦合金属条带下方区域的非金属化盲孔5的孔间距不大于数字信号三次谐波的十二分之一波长，远离耦合金属条带下方区域的非金属化盲孔5的孔间距不大于数字信号三次谐波的八分之一波长。这样能够达到最佳的提高幅度、降低噪声和时延的效果。
23.进一步的，所述非金属化盲孔5的深度不小于介质基板厚度2的三分之二。
24.非接触式数据传输接收天线的信号来自于滑环10上的差分传输线，通过滑环差分传输线近距离耦合到非接触式数据传输接收天线20，而后通过非接触式数据传输接收天线20的一对金属化过孔4输出。滑环差分传输线上传输prbs信号，经过非接触式数据传输接收天线后转变为双极性脉冲信号。
25.非接触式数据传输接收天线中介质基板2的非金属化盲孔5降低了耦合微带线的对地自电容以及耦合线的互电容，并相应减少了电磁波在耦合微带线中的相速度、降低了耦合微带线模型的等效介质损耗角正切。这些参量的变化将改变双极性脉冲信号的时延、噪声及幅度。因此，可以通过调控过孔在介质基板中的分布和密集程度来改变所提取的双极性脉冲信号的时延、噪声、幅度，达到提高幅度、降低噪声和时延的效果。
26.非接触式数据传输接收天线的应用，将上述非接触式数据传输接收天线20设于滑环10外侧，非接触式数据传输接收天线20与滑环耦合线12的间距为1mm。所述滑环耦合线12输入速率为2.5gbps的prbs制式的方波信号，输入信号的电压幅度为
±
800mv。利用常规仿真方式对本发明的非接触式数据传输接收天线进行仿真测试，发现其输出的双极性脉冲信号幅度为225mv，噪声信号强度为10mv，信号时延为298ps。而采用传统的非接触式数据传输接收天线在相同条件下的仿真结果是：双极性脉冲信号幅度仅为200mv，噪声信号强度为10mv，信号时延为404ps。由此可见本发明能有效地改善非接触式数据传输接收天线输出的双极性脉冲信号时延、噪声、幅度等综合性能。
27.值得一提的是，本发明专利申请涉及的滑环10等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
28.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。