[实用新型]混合型电磁带隙结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空发动机控制系统的电磁设计领域，尤其涉及应用于航空发动机电子控制器中抑制同步翻转噪声的混合型电磁带隙结构。

背景技术

控制系统是航空发动机的重要组成部分，航空发动机大量的控制行为需要通过发动机控制系统中的电子控制器(EEC)来进行控制管理。随着航空发动机控制系统的越趋先进，作为航空发动机电子控制器中的核心部件的印刷电路板(PCB)也越趋复杂。

同步翻转噪声是指整个电子系统中由于各种电路几乎同时发生状态切换，导致电压信号或者电流信号在极短的时间内发生极大的改变从而引发的噪声，进而会引起电磁干扰。由于PCB速率、性能的快速提升，低电平电压、高时钟速率等因素使得PCB中产生的同步翻转噪声问题越来越严重。而同步翻转噪声会引起很多问题，比如会破坏电源/信号完整性、影响电磁兼容、产生电磁干扰等，从而严重影响航空发动机的安全性和可靠性。

针对机载印刷电路板中同步翻转噪声问题，当前的解决方法主要有分立式去耦电容结构、嵌入式电容结构、电源平面分割结构以及较为前沿的UC-EBG结构。

a)分立式去耦电容结构

去耦电容是电路中元器件电源端的电容，能够降低元器件到电源端的同步翻转噪声。但是由于去耦电容中存在其他不确定参数的影响，因此在时钟频率较高时，其本身的一些SSN抑制特性会产生变化。一般分立式去耦电容虽然能够用于抑制同步翻转噪声，但是，当电路中的时钟频率高于600MHz，去耦电容将丧失抑制同步翻转噪声的能力。

b)嵌入式电容结构

该种电容结构是将电容内嵌到机载PCB板的电源层与地层之间。由于PCB板中内嵌入了电容，使得数字电路中的等效电感变小从而具有相对较高的同步翻转噪声抑制频率。但是嵌入式电容结构特殊，设计复杂，加工困难，制作成本很高。

c)电源平面分割结构

电源层分割，即是对PCB板电源层进行分割，将同步翻转噪声限制其内，阻止噪声传播出去，从而达到抑制同步翻转噪声的效果。电源平面分割结构原理简单、设计容易、价格较低，但是该结构中分割了电源平面，使得信号连续性受到破坏。

d)UC-EBG结构

UC-EBG结构，即平面紧凑型电磁带隙结构，该结构通过自身的局域谐振特性产生一种可以抑制电磁波传播的频率禁带。该结构可以一定程度上消除电磁干扰和抑制同步翻转噪声。但是该UC-EBG结构破坏了PCB电源平面的连续性，造成PCB电路中传输信号不完整。

因此，本领域需要一种改善的同步翻转噪声和电磁干扰抑制结构。

实用新型内容

为了克服上述缺陷，本实用新型旨在提供一种混合型电磁带隙结构。

根据本实用新型的一方面，提供了一种混合型电磁带隙结构，嵌入在航空发动机的电子控制器中的印刷电路板上，该混合型电磁带隙结构包括：

多个周期性排列的折叠型单元体，每个折叠型单元体包括中心部和分布于中心部的各边缘的条状连接部，相邻的两个折叠型单元体之间通过相邻边缘的条状连接部连接，该多个折叠型单元体包括多对相邻的折叠型单元体，其中至少一对折叠型单元体的中心部上设有圆柱体，至少一对折叠型单元体的中心部上未设圆柱体。

在一实例中，该折叠型单元体的该中心部的每侧边缘的该条状连接部包括沿对应边缘的长度方向来回曲折的枝条。

在一实例中，该条状连接部的该枝条的宽度在延伸方向上不变且与相邻两个来回曲折的枝条段之间的间距相等。

在一实例中，该折叠型单元体的该中心部的每侧边缘的该条状连接部的枝条的宽度相等。

在一实例中，该中心部的每侧边缘的该条状连接部的该枝条在边缘长度方向上来回曲折的延伸长度越来越长。

在一实例中，该折叠型单元体的该中心部的形状为正方形。

在一实例中，该折叠型单元体的该中心部的每侧边缘的该条状连接部包括沿对应边缘的长度方向来回曲折的枝条，且该中心部的每侧边缘的该条状连接部的该枝条的总延伸长度不大于该折叠型单元体的边长的10倍。

在一实例中，所说折叠型单元体的边长为30mm至50mm。

在一实例中，包括4个呈田字形排列的该折叠型单元体，其中一对相邻的该折叠型单元体的中心部上设有圆柱体，另一队相邻的该折叠型单元体的中心部上未设圆柱体。

在一实例中，该中心部、该条状连接部以及该圆柱体为金属材料。