CN101801152A - 一种实现射频端口防静电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现射频端口防静电的方法，在射频端口的微带线与地之间连接导线，所述导线宽度为0.2mm-1mm，长度为

。本发明通过在微带线上并联四分之一波长线的方式，有效抑制射频端口输入的静电信号，从而实现射频模块端口的防静电功能。本发明还具有电路简单、体积小、成本低；方法简单、易行有效的优点。

Description

一种实现射频端口防静电的方法

技术领域

本发明涉及射频模块，尤其是涉及一种射频模块实现射频端口防静电的方法。

背景技术

随着射频设计领域的发展，射频应用已经进入了我们生活的各个领域，射频模块的可靠性设计要求也越来越高，而防静电设计作为可靠性设计中最基本的要求，也愈加受到了人们的重视，现在各个领域的射频模块设计都有端口防静电的设计要求。

传统射频端口防静电的方法主要采用二极管箝位的方式来实现，在射频端口的微带线上并联二极管到地，当静电信号高于一定幅度的时候，二极管导通，静电信号被导入地平面，从而实现保护射频模块内部器件的目的。如图1所示为传统的射频端口防静电方式，图中实现防静电功能的器件是一对反平行结构的二极管，通过将二极管并联在射频端口微带线上的方式实现将静电信号导入地平面的功能，此方法将带来成本、体积和性能方面的种种弊端。但这种防静电电路并不适合存在高功率信号的射频端口，因为在高功率信号的射频端口中，当射频信号达到一定幅度的时候，同样也会导致二极管导通，射频信号被当作静电信号而抑制。另外，在传统防静电方法中，二极管自身存在寄生电容、寄生电感等参数，导致防静电电路对射频信号本身的指标带来影响，导致射频匹配的复杂度增高以及射频特性的损失，因此传统采用二极管防静电的电路存在电路复杂、成本高、占用体积大等因素，这些因素在不断追求低成本、小体积的今天有很大的弊端。

发明内容

旨在解决传统射频端口防静电措施的各种弊端，本发明的目的是提供一种的简单有效的实现射频端口防静电的方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种实现射频端口防静电的方法，在射频端口的微带线与地之间连接导线，所述导线宽度为0.2mm-1mm，长度为

其中，λ的计算公式如下：

$\mathrm{\λ}=\frac{c}{f\sqrt{E_{\mathrm{eff}}}}$

其中，

c-光速；

f-射频模块的工作频率；

E_eff-有效介电常数，其计算公式如下：

$E_{\mathrm{eff}}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r+1}{2}+\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r-1}{2}[{(1+12\frac{h}{w})}^{-1/2}+0.04{(1-\frac{h}{w})}^2]$

其中，

ε_r-介质介电常数；

h-介质厚度；

w-导线宽度。

所述射频端口的射频信号为频率大于4500MH_Z的射频信号。

所述导线直接印刷在射频模块的电路板。。

本发明通过在射频端口的微带线与地之间连接导线，该导线的长度为四分之一波长，即在射频端口的微带线上并联四分之一波长线到地的方式实现射频端口的防静电，当射频端口存在静电输入时，静电信号会通过四分之一波长线直接传导到地平面，不会通过微带线进入射频模块内部，从而实现保护射频模块内部器件的目的，同时，四分之一波长线在射频工作频带内相当于开路状态，不会对模块的射频特性产生任何影响，由于四分之一波长线是在制作印刷电路板(PCB)的时候直接印刷在PCB上，所以也不会有任何成本的增加。因此本发明使用简单、低成本的技术方案有效实现了射频端口的防静电功能。

本发明的导线长度为四分之一波长即导线为四分之一波长线，由于该波长与射频模块的工作频率有对应关系，因此四分之一波长线防静电的方法从传统的采用信号幅度进行区分射频信号和静电信号的方式改变为采用频率进行区分射频信号和静电信号，由于射频信号频率较高，一般大于450MHz，而静电信号频率较低，一般为小于200MHz，所以依据频率来实现射频端口的防静电是可行的，四分之一波长线相对于频率较低的静电信号可视为短路到地的状态，可以有效将静电信号导入地平面，相对于射频工作频带内的射频信号来则是开路状态，不会对射频信号的特性造成任何影响。因此本发明按照这个原理能实现体积小、成本低、简单易行的射频端口防静电的方法。

本发明的有益效果是：本发明通过在微带线上并联四分之一波长线的方式，有效抑制射频端口输入的静电信号，从而实现射频模块端口的防静电功能。本发明还具有电路简单、体积小、成本低；方法简单、易行有效的优点。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是传统射频端口防静电实现方式；

图2是本发明实现射频端口防静电方法使用的电路图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

见图2所示，射频端口为射频模块的射频端口，射频模块内部电路与射频端口之间有微带线，在射频端口的微带线与地之间连接一根导线实现射频端口防静电，该导线宽度0.2mm-1mm，导线宽度根据布版面积来确定，但一般来说，导线宽度越小，其对射频电路本身的影响就会越小，该导线长度为四分之一波长，换句话说，即本发明是在射频模块的射频端口的微带线上并联四分之一波长线到地的方式实现射频端口的防静电。当射频端口存在静电输入时，由于静电信号频率较低，四分之一波长线相当于直接短路到地，静电信号会通过四分之一波长线直接传导到地平面，不会通过微带线进入射频模块内部，从而实现保护射频模块内部器件的目的，同时，由于射频信号频率较高，且四分之一波长线的长度是根据射频模块实际工作频率计算得来(见下面计算公式)，所以，四分之一波长线在射频模块的射频工作频带内相当于开路状态，不会对射频信号的射频特性产生任何影响，由于四分之一波长线是在制作印刷电路板(PCB)的时候直接印刷在PCB上，所以也不会有任何成本的增加。

本方法具体实施时包括以下步骤：

1、根据产品实际体积需要，选定导线(四分之一波长线)的宽度W，一般选取W范围为0.2mm-1mm。

2、通过计算，得出特定射频工作频带的导线(四分之一波长线)长度

其中，λ的计算公式如下：

$\mathrm{\λ}=\frac{c}{f\sqrt{E_{\mathrm{eff}}}}$

其中，

c-光速；

f-射频模块的工作频率；

Eeff-有效介电常数，其计算公式如下：

$E_{\mathrm{eff}}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r+1}{2}+\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r-1}{2}[{(1+12\frac{h}{w})}^{-1/2}+0.04{(1-\frac{h}{w})}^2]$

其中，

ε_r-介质介电常数；

h-介质厚度；

w-导线宽度。

根据导线(四分之一波长线)的宽度w和计算所得的长度

在进行射频模块PCB设计时，在射频端口的微带线上并联一段长度为

宽度为w的导线并接地即可有效实现射频端口的防静电功能，在进行射频模块设计时将四分之一波长线直接印刷在PCB板上。

从图2中可以看出，从传统射频端口防静电方法中的二极管被替换成了一根导线(导线长度为四分之一波长线)，四分之一波长线可有效抑制频率较低的静电信号，而对于频率较高(射频端口的射频信号主要为频率大于450MHz的射频信号)的射频信号，由于在射频信号频段内四分之一波长线相当于开路，所以不会对射频信号产生任何影响。图2中四分之一波长线随着射频模块的射频信号的频率不同，其长度也不相同，所以在实际设计的时候，四分之一波长线需进行计算或仿真，以达到对射频模块的射频信号完全没有影响的目的。根据模块实际体积的情况，四分之一波长线的宽度一般介于0.2mm-1mm之间。根据选定的长度和宽度，进行射频模块设计时四分之一波长线破直接印刷在PCB板上达到对射频模块的射频端口防静电功能，所以不会造成任何成本的增加。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种实现射频端口防静电的方法，其特征在于：在射频端口的微带线与地之间连接导线，所述导线长度为

其中，λ的计算公式如下：

$\mathrm{\λ}=\frac{c}{f\sqrt{E_{\mathrm{eff}}}}.$

其中，

c-光速；

f-射频模块的工作频率；

Eeff-有效介电常数，其计算公式如下：

$E_{\mathrm{eff}}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r+1}{2}+\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r-1}{2}[{(1+12\frac{h}{w})}^{-1/2}+0.04{(1-\frac{h}{w})}^2].$

其中，

εr-介质介电常数；

h-介质厚度；

W-导线宽度。

2.根据权利要求1所述的实现射频端口防静电的方法，其特征在于：所述射频端口的射频信号为频率大于4500MHZ的射频信号。

3.根据权利要求1所述的实现射频端口防静电的方法，其特征在于：所述导线直接印刷在射频模块的电路板上。

4.根据权利要求1所述的实现射频端口防静电的方法，其特征在于：导线宽度为0.2mm-1mm。

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