一種實現射頻埠防靜電的方法

2023-05-27 11:30:31

專利名稱：一種實現射頻埠防靜電的方法
技術領域：
本發明涉及射頻模塊，尤其是涉及一種射頻模塊實現射頻埠防靜電的方法。
背景技術：
隨著射頻設計領域的發展，射頻應用已經進入了我們生活的各個領域，射頻模塊 的可靠性設計要求也越來越高，而防靜電設計作為可靠性設計中最基本的要求，也愈加受 到了人們的重視，現在各個領域的射頻模塊設計都有埠防靜電的設計要求。傳統射頻埠防靜電的方法主要採用二極體箝位的方式來實現，在射頻埠的微 帶線上並聯二極體到地，當靜電信號高於一定幅度的時候，二極體導通，靜電信號被導入地 平面，從而實現保護射頻模塊內部器件的目的。如圖1所示為傳統的射頻埠防靜電方式， 圖中實現防靜電功能的器件是一對反平行結構的二極體，通過將二極體並聯在射頻埠微 帶線上的方式實現將靜電信號導入地平面的功能，此方法將帶來成本、體積和性能方面的 種種弊端。但這種防靜電電路並不適合存在高功率信號的射頻埠，因為在高功率信號的 射頻埠中，當射頻信號達到一定幅度的時候，同樣也會導致二極體導通，射頻信號被當作 靜電信號而抑制。另外，在傳統防靜電方法中，二極體自身存在寄生電容、寄生電感等參數， 導致防靜電電路對射頻信號本身的指標帶來影響，導致射頻匹配的複雜度增高以及射頻特 性的損失，因此傳統採用二極體防靜電的電路存在電路複雜、成本高、佔用體積大等因素， 這些因素在不斷追求低成本、小體積的今天有很大的弊端。

發明內容
旨在解決傳統射頻埠防靜電措施的各種弊端，本發明的目的是提供一種的簡單 有效的實現射頻埠防靜電的方法。為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案一種實現射頻埠防靜電的方法， 在射頻埠的微帶線與地之間連接導線，所述導線寬度為0.2mm-lmm，長度為T義其中，入 的計算公式如下
formula see original document page 3其中，c-光速；f-射頻模塊的工作頻率；Erff-有效介電常數，其計算公式如下
^ +1 i _1「， hs'~l!2 , hs2~formula see original document page 3
其中，介質介電常數；h_介質厚度；W-導線寬度。所述射頻埠的射頻信號為頻率大於4500MHZ的射頻信號。所述導線直接印刷在射頻模塊的電路板。。本發明通過在射頻埠的微帶線與地之間連接導線，該導線的長度為四分之一波長，即在射頻埠的微帶線上並聯四分之一波長線到地的方式實現射頻埠的防靜電，當 射頻埠存在靜電輸入時，靜電信號會通過四分之一波長線直接傳導到地平面，不會通過 微帶線進入射頻模塊內部，從而實現保護射頻模塊內部器件的目的，同時，四分之一波長線 在射頻工作頻帶內相當於開路狀態，不會對模塊的射頻特性產生任何影響，由於四分之一 波長線是在製作印刷電路板(PCB)的時候直接印刷在PCB上，所以也不會有任何成本的增 力口。因此本發明使用簡單、低成本的技術方案有效實現了射頻埠的防靜電功能。本發明的導線長度為四分之一波長即導線為四分之一波長線，由於該波長與射頻 模塊的工作頻率有對應關係，因此四分之一波長線防靜電的方法從傳統的採用信號幅度進 行區分射頻信號和靜電信號的方式改變為採用頻率進行區分射頻信號和靜電信號，由於射 頻信號頻率較高，一般大於450MHz，而靜電信號頻率較低，一般為小於200MHz，所以依據頻 率來實現射頻埠的防靜電是可行的，四分之一波長線相對於頻率較低的靜電信號可視為 短路到地的狀態，可以有效將靜電信號導入地平面，相對於射頻工作頻帶內的射頻信號來 則是開路狀態，不會對射頻信號的特性造成任何影響。因此本發明按照這個原理能實現體 積小、成本低、簡單易行的射頻埠防靜電的方法。本發明的有益效果是本發明通過在微帶線上並聯四分之一波長線的方式，有效 抑制射頻埠輸入的靜電信號，從而實現射頻模塊埠的防靜電功能。本發明還具有電路 簡單、體積小、成本低；方法簡單、易行有效的優點。


本發明將通過例子並參照附圖的方式說明，其中圖1是傳統射頻埠防靜電實現方式；圖2是本發明實現射頻埠防靜電方法使用的電路圖。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特徵和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特徵，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非特別敘述，每個特徵只 是一系列等效或類似特徵中的一個例子而已。見圖2所示，射頻埠為射頻模塊的射頻埠，射頻模塊內部電路與射頻埠之 間有微帶線，在射頻埠的微帶線與地之間連接一根導線實現射頻埠防靜電，該導線寬 度0. 2mm-lmm，導線寬度根據布版面積來確定，但一般來說，導線寬度越小，其對射頻電路本身的影響就會越小，該導線長度為四分之一波長，換句話說，即本發明是在射頻模塊的射頻 埠的微帶線上並聯四分之一波長線到地的方式實現射頻埠的防靜電。當射頻埠存在 靜電輸入時，由於靜電信號頻率較低，四分之一波長線相當於直接短路到地，靜電信號會通 過四分之一波長線直接傳導到地平面，不會通過微帶線進入射頻模塊內部，從而實現保護 射頻模塊內部器件的目的，同時，由於射頻信號頻率較高，且四分之一波長線的長度是根據 射頻模塊實際工作頻率計算得來(見下面計算公式)，所以，四分之一波長線在射頻模塊的 射頻工作頻帶內相當於開路狀態，不會對射頻信號的射頻特性產生任何影響，由於四分之 一波長線是在製作印刷電路板(PCB)的時候直接印刷在PCB上，所以也不會有任何成本的 增加。本方法具體實施時包括以下步驟1、根據產品實際體積需要，選定導線(四分之一波長線)的寬度W，一般選取W範 圍為 0. 2mm-Immο2、通過計算，得出特定射頻工作頻帶的導線(四分之一波長線)長度〖Α其中，λ 的計算公式如下其中，C-光速；f-射頻模塊的工作頻率；EefT-有效介電常數，其計算公式如下formula see original document page 5其中，介質介電常數；h-介質厚度；W-導線寬度。根據導線(四分之一波長線)的寬度w和計算所得的長度在進行射頻模塊PCB
設計時，在射頻埠的微帶線上並聯一段長度為寬度為w的導線並接地即可有效實現
射頻埠的防靜電功能，在進行射頻模塊設計時將四分之一波長線直接印刷在PCB板上。從圖2中可以看出，從傳統射頻埠防靜電方法中的二極體被替換成了一根導線 (導線長度為四分之一波長線)，四分之一波長線可有效抑制頻率較低的靜電信號，而對於 頻率較高(射頻埠的射頻信號主要為頻率大於450MHz的射頻信號)的射頻信號，由於在 射頻信號頻段內四分之一波長線相當於開路，所以不會對射頻信號產生任何影響。圖2中 四分之一波長線隨著射頻模塊的射頻信號的頻率不同，其長度也不相同，所以在實際設計 的時候，四分之一波長線需進行計算或仿真，以達到對射頻模塊的射頻信號完全沒有影響的目的。根據模塊實際體積的情況，四分之一波長線的寬度一般介於0.2mm-lmm之間。根據選定的長度和寬度，進行射頻模塊設計時四分之一波長線破直接印刷在PCB板上達到對 射頻模塊的射頻埠防靜電功能，所以不會造成任何成本的增加。 本發明並不局限於前述的具體實施方式
。本發明擴展到任何在本說明書中披露的 新特徵或任何新的組合，以及披露的任新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
一種實現射頻埠防靜電的方法，其特徵在於在射頻埠的微帶線與地之間連接導線，所述導線長度為其中，λ的計算公式如下 = c f Eeff . 其中，c-光速；f-射頻模塊的工作頻率；Eeff-有效介電常數，其計算公式如下 E eff= r+1 2+ r-1 2[ (1+12 h w) -1/2 +0.04 (1- h w) 2]. 其中，εr-介質介電常數；h-介質厚度；W-導線寬度。F200910312762420091231C000011.tif
2.根據權利要求1所述的實現射頻埠防靜電的方法，其特徵在於所述射頻埠的 射頻信號為頻率大於4500MHZ的射頻信號。
3.根據權利要求1所述的實現射頻埠防靜電的方法，其特徵在於所述導線直接印 刷在射頻模塊的電路板上。
4.根據權利要求1所述的實現射頻埠防靜電的方法，其特徵在於導線寬度為 0. 2mm-lmm0
全文摘要
本發明公開了一種實現射頻埠防靜電的方法，在射頻埠的微帶線與地之間連接導線，所述導線寬度為0.2mm-1mm，長度為本發明通過在微帶線上並聯四分之一波長線的方式，有效抑制射頻埠輸入的靜電信號，從而實現射頻模塊埠的防靜電功能。本發明還具有電路簡單、體積小、成本低；方法簡單、易行有效的優點。
文檔編號H04B1/18GK101801152SQ20091031276
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者劉鍵 申請人:芯通科技(成都)有限公司