专利名称：具有极低的辐射噪声的高频信号引导设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及高频信号引导设备，尤其涉及测量设备和/或测试设备，例如针对高频信号和微波信号的信号发生器，其发出极低的辐射噪声，因此可以用于测试具有极灵敏的接收器的设备。
背景技术：
微波信号发生器例如用于对高灵敏度的设备进行测试，为此需要输出水平为例如-130daii的信号。对例如用于卫星的微波接收器的功能进行测试。这些微波接收器非常灵敏，原因在于由于长的信号路径使得所接收的信号的信号水平非常微弱。此外，在这种微波接收器中没有提供屏蔽，一方面的原因在于在太空中不大可能出现环境噪声，另一方面的原因在于卫星的重量必须保持最小。事实上，微波信号发生器确实供应相应微弱的信号， 但是问题在于它们还发出类似数量级的辐射噪声。因此，通常在电磁屏蔽的测试室中对高灵敏度的设备进行测量。这种测量比较困难，不一定可行，并且较昂贵。此外，被测设备不一定能被放入测试室中，例如在接收器已被集成到卫星内的情况下便是如此。另一可能性是为微波信号发生器增加屏蔽。在CA 25 033 06 Al中，电信部件组的机壳是电磁隔离的。为了防止电磁辐射从机壳漏出，机壳的内壁排列有吸收片，其包括合成材料，并吸收电磁辐射。然而，由于微波范围的辐射能通过哪怕是极小的缝隙和裂缝从壳体漏出，因此必须额外地对各个部件组进行绝缘或屏蔽。为了提供尤其良好的屏蔽，信号发生器的高频部件组通常容纳于由金属块打磨而成的金属壳体中。由于即使是极小的缝隙也会导致最高达40GHz及以上的频率泄漏，因此由若干个独立部分组成的壳体不能满足屏蔽需求。由金属块打磨而成的金属壳体具有使设备较重且较大的缺点。这些壳体的制造是时间密集且材料密集型的，因此与高成本相关联。此外，屏蔽不一定充分。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种高频信号引导设备，尤其是具有极低辐射噪声的测量设备和/或测试设备，其易于安装，并且可以在介入之后容易进行重新装配。其中， 该设备不应当变得更重更大。屏蔽措施应当以可弯曲的方式适应于不同的部件组。该目的由权利要求1中指定的根据本发明的高频信号引导设备来实现。从属权利要求呈现出根据本发明的高频信号引导设备的进一步有利发展。根据本发明的高频信号引导设备包括用于产生高频信号的多个高频部件组。为了减小辐射噪声，在高频部件组之间安装电磁辐射衰减吸收片。这提供了布置在设备内的不同的高频部件组不会通过辐射噪声互相影响的优点。此外，吸收片的重量轻，且可以以可弯曲的方式变形，并且频率越高，衰减特性越好，因此可以在不导致重量明显增加的情况下使任意形状的中间空间连成线。
以下以简化的方式将电磁辐射衰减吸收片简称为吸收片。另外，具体来说，根据本发明的高步信号引导设备的高频部件组至少部分地被吸收片围住。因此，接近于噪声源的辐射噪声已被吸收。因此防止了辐射噪声在其它泄漏位置处进一步传播和漏出。可以使用事实上满足EMC要求(电磁兼容性的要求)但不能实现针对高灵敏度测量的更高屏蔽要求的传统壳体。因此，吸收片被安装到所有信号引导或信号处理部件组，例如振荡器部件组、滤波器部件组、频率转换器模块、定向耦合器、检测器部件组和/或校准线。例如如果附有高频线、部件和接触管脚的高频部件组的陶瓷衬底被金属壳体包围，并且金属壳体至少部分地被第一吸收片围住，则尤其有利。其中，壳体和第一吸收片具有凹进，接触管脚穿透凹进。例如从接触管脚的下部发出的辐射被金属壳体与印刷电路板之间的第一吸收片衰减。此外，连接至接触管脚的印刷电路板和部分地凸出于印刷电路板的接触管脚被第二吸收片覆盖。其中，接触管脚将高频部件组的线连接至承载例如用于控制高频部件组的逻辑电路的印刷电路板。这些接触管脚和电路的其它接线部件通常凸出于印刷电路板的后侧几毫米，因此形成微波辐射噪声的寄生传输天线。安装到印刷电路板的第二吸收片覆盖接触管脚的凸出于印刷电路板的部分，并吸收从该部分辐射的噪声。如果印刷电路板被额外的金属盖围绕，则金属盖中的例如用于电源线的贯通道被设置为偏离接触管脚。以此布置，接触管脚残留的辐射噪声冲击金属盖，并且被吸收或反射。在贯通道上下叠加(one above the other)布置的情况下，辐射噪声可以经由最短的路径漏出，并表现出辐射泄漏。壳体中的同轴插孔贯通道(coaxial-jack through-passage)有利地被另一吸收片包围。具体来说，接地的插孔贯通道的外部屏蔽可以提供低的接触阻抗。这导致小的电势差，因此导致小的电场或辐射源。该辐射噪声被相邻的吸收泡沫材料吸收。
以示例方式在附图中呈现并参考以下描述更详细地解释根据本发明的高频信号引导设备，尤其是测量设备和/或测试设备的示例性实施例。附图如下图1示出根据本发明的高频信号引导设备的示例性实施例的电路框图；图2示出典型的插孔贯通道的等效电路图；以及图3示出根据本发明被屏蔽的高频部件的示例性实施例的侧视图。
具体实施例方式在所有的图中，互相对应的部分以相同的附图标记示出，因此不对它们进行重复描述。图1以信号发生器10为例示出根据本发明的高频信号引导设备(尤其是测量设备和/或测试设备)的示意图，信号发生器10产生从IOOkHz到大约44GHz的频率范围内的信号。振荡器部件组11中的可调谐微波振荡器产生从3GHz到IlGHz的频率范围内的信号。这些微波信号经由同轴电缆M被路由到频率转换器模块12。微波信号可选地被供应至分频器单元25、倍频单元沈或连续线27，并且以透明方式分别被分频或倍频和被滤波或路由。紧接着，放大器单元四对微波信号进行放大并滤波。因此而得到的高频转换器模块 12的高频输出信号8扩展到从IGHz到22GHz的频率范围。为了产生低频信号范围，在分频器单元25处分离出信号9到低频部件组18。在低频部件组18处，信号9与5 1分频的副信号混频，并被放大，从而产生从IOOkHz到IGHz的低频输出信号7。来自频率转换器模块12的高频信号8被路由到滤波器部件组13、放大器14和未示出的倍频部件组，并且从那里被馈送到定向耦合器15中，定向耦合器15分离出信号6到检测器16。分离后的信号5与低频部件组18的低频信号7 —起被路由到校准线17。在校准线中，由用户在信号发生器10处选择的信号水平通过步进衰减器30被准确调节，并且在信号发生器的输出端4输出。信号在经由同轴电缆在各个部件组11、12、13、14、15、16、17、18之间传输，并且借助于同轴插孔贯通道被引向外部，或者被引向各个部件组11、12、13、14、15、16、17、18。所有这些部件组11、12、13、14、15、16、17、18发出信号的给定部分作为辐射噪声。 具体来说，高频部件11、12、13、14、15、16、17的微波辐射可以通过极小的缝隙从包围部件组的壳体漏出。为了防止各个高频部件组与该辐射噪声之间的相互作用，并且重要的是为了防止向外部发射，在部件组之间的中间空间中插入吸收电磁辐射的吸收片22。这种吸收片22在图1中以示例示于振荡器部件组11与频率转换器模块12之间。具体来说，吸收片插入诸如只允许与其设定值有极小偏差的校准线之类的部件组与相邻部件组之间。只排除了去除冷却空气所需要的区域。例如由爱默生 康明微波产品公司供应产品名称为ECC0S0RB LS-26的合适的吸收片。为了如所述的那样将信号发生器用于高灵敏度接收器的测量，如所述的那样在高频部件组11、12、13、14、15、16、17之间提供吸收片22和/或给外部壳体安装吸收片是不够的。具体来说，以高频电路的衬底31为基准，穿过屏蔽壳体32接触印刷电路板33的接触管脚36通常轻微地凸出于该印刷电路板34，因此充当寄生微波天线(同时参见图幻。因此，印刷电路板被额外的吸收片20覆盖。印刷电路板上的这些吸收片20在振荡器部件组 11、频率转换器模块12和滤波器部件组13处特别示出。定向耦合器15和校准线17几乎完全被衰减吸收片围住。吸收片的这种设计应当理解为仅仅是示例性的，并且可以适应于实际需求。另一个辐射噪声源由连接同轴插孔与高频部件组11、12、13、14、15、16、17的贯通道提供。为了吸收这种接近源的辐射噪声，围绕这些插孔贯通道安装吸收片21。然后，由于所谓的吸收片20、21、22在微波范围内提供非常高的衰减常数，因此辐射噪声无法到达相邻的高频部件组或穿过外部壳体到达被测设备DUT(Device Under Test)。使用吸收片的设计表现出简单的屏蔽可行性，作为对使用由打磨的金属块制成的壳体的传统屏蔽方法的补充。这些片可以易于以可弯曲的方式变形，并且可以用于屏蔽任意形状的部件组。图2示出同轴插孔贯通道44的等效电路图50。信号源51的信号被供应给同轴线的内部导体51的一个电极。外部导体59用作地连接。连接阻抗53、信号源51以及外部导体59和内部导体52的部分被布置在高频部件组11、12、13、14、15、16、17的壳体60内。这由虚线区域60表示。信号汇点具有端子阻抗56。
外部导体59具有剩余阻抗58，剩余阻抗58处产生电压降，因此而产生电场57。相应地，外部导体向环境发出电辐射。该辐射噪声被图1和图3的吸收片21吸收。图3示出具有根据本发明的具有屏蔽的高频部件组11、12、13、14、15、16、17的侧视图。例如使用带状线技术将高频电路施加于衬底31，例如陶瓷衬底。承载例如用于控制高频部件组11、12、13、14、15、16、17的逻辑电路的印刷电路板34经由接触管脚36进行接触。衬底31被金属屏蔽的壳体32包围。其中，接触管脚36被引导穿过屏蔽壳体32中的小凹进45，小凹进45可以被合成材料的填充物48填充。从这些凹进45漏出的辐射噪声被第一吸收片33吸收。该第一吸收片33被提供有供接触管脚36穿过的小穿孔或凹进39。接触管脚36现在与印刷电路板34接触，但与电路的其它接线部分相同，通常有点凸出于印刷电路板34的后侧。接触管脚的凸出于印刷电路板34的后侧的长度38，在不利的情况下，对应于在部件组中引导的微波辐射的波长的大约四分之一。在频率为44GHz的情况下，波长的四分之一对应于大约1.7毫米。因此，接触管脚36表现为良好的寄生天线， 其承载从壳体32的内部向外部的外部辐射。为了消除该辐射，将第二吸收片20附到印刷电路板；34的后侧。印刷电路板34有利地被附加的金属盖35保护。为了优化屏蔽，例如用于给印刷电路板34供电的电源线37被设置为偏离接触管脚36的贯通道。因此，经由接触管脚36 发出的辐射噪声冲击金属盖35或布置在金属盖35上的第二吸收片20，并且在那里被吸收。 对于电源37和接触管脚36，贯通道上下叠加设置，使得辐射噪声会通过这些贯通道漏出。图3还示出高频部件组11、12、13、14、15、16、17的用于连接例如同轴电缆43的插孔贯通道44。有效载荷信号从衬底传递到同轴插孔贯通道44的内部导体46。同轴插孔贯通道44的外部导体47连接至金属壳体32。锁紧螺帽42经常不完全啮合插孔贯通道44的外部导体47，从而使辐射噪声经由以此方式所导致的缝隙41而漏出。辐射噪声马上被附到该贯通道周围的吸收片21吸收。所描述和/或所示出的所有特征可以有利地在本发明的框架内彼此结合。本发明不限于所描述的示例性实施例。
权利要求
1.一种高频信号引导设备，包括用于产生和/或处理高频信号的多个高频部件组(11、 12、13、14、15、16、17)，其中安装有电磁辐射衰减吸收片Οθ、21、22)，以减小在所述高频部件组(11、12、13、14、15、16、17)之间产生的辐射噪声。
2.根据权利要求1所述的高频信号引导设备，其特征在于，所述高频部件组至少部分地被吸收片O0、21)围住。
3.根据权利要求1或2所述的高频信号引导设备，其特征在于，在振荡器部件组(11) 和/或频率转换器模块(1 和/或滤波器部件组(1 和/或定向耦合器(1 和/或检测器部件组(16)和/或衰减校准线(17)处安装有吸收片00、21)。
4.根据权利要求1或2所述的高频信号引导设备，其特征在于，附有高频线和接触管脚(36)的至少一个高频部件组(11、12、13、14、15、16、16)的衬底(31)被金属壳体(31)密封，并且所述金属壳体(31)至少部分地被第一吸收片(33)覆盖。
5.根据权利要求4所述的高频信号引导设备，其特征在于，所述第一吸收片(33)具有凹进(39)，所述接触管脚(36)穿透所述凹进(39)。
6.根据权利要求4或5所述的高频信号引导设备，其特征在于，印刷电路板(34)连接至所述接触管脚(36)，并且所述印刷电路板(34)和突出于所述印刷电路板(34)的任何线部分(38)被第二衰减吸收片00)覆盖。
7.根据权利要求6所述的高频信号引导设备，其特征在于，所述印刷电路板(34)附到所述金属壳体(3 外部。
8.根据权利要求6或7所述的高频信号引导设备，其特征在于，所述印刷电路板(34) 包含用于控制所述高频部件组的逻辑电路。
9.根据权利要求5中任一项所述的高频信号引导设备，其特征在于，所述印刷电路板 (34)被金属盖(35)包围，并且所述金属盖(35)中的贯通道00)被设置为偏离所述接触管脚(36)。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的高频信号引导设备，其特征在于，所述壳体 (32)中的同轴插孔贯通道G4)被衰减吸收片密封。
全文摘要
根据本发明的承载射频信号的设备，尤其是针对射频信号的测量设备和/或测试设备，包括用于产生射频信号的多个射频组件(11-17)。为了减小产生的假性辐射，在射频组件(11-17)之间安装吸收电磁辐射的衰减片(20-22)，和/或射频组件至少部分地被吸收电磁辐射的衰减片(20-22)包围。
文档编号H04B15/02GK102273107SQ201080003988
公开日2011年12月7日 申请日期2010年3月10日 优先权日2009年5月27日
发明者乔治·马辰科, 威廉·克雷默尔, 沃尔夫冈·克劳斯, 海尔马特·斯特雷 申请人:罗德施瓦兹两合股份有限公司