一种小型离子阱射频线圈装置的制作方法

1.本实用新型涉及离子阱零部件领域，尤其涉及一种小型离子阱射频线圈装置。


背景技术：

2.传统的小型3d离子阱射频线圈装置主要包括线圈外壳、射频反馈板、接地电极、射频信号板、射频线圈、射频调谐片。其中射频线圈（l）和3d离子阱(c)组成lc谐振回路，射频调谐片微调射频线圈的电感值，以确保实际lc谐振频率能够稳定在电路产生的频率，提高仪器性能。射频信号板、接地电极和射频反馈板组成一个空气电容，射频信号板和射频反馈板作为电容的正负极，接地电极放置在两个电极的中间，射频反馈板将通过导线连接到外面的控制电路板，然后通过闭环回路将射频信号的电压值稳定在仪器所需要的电压值。
3.现有技术的小型离子阱射频线圈的结构和连接方式具体如图1所示：2是射频线圈支架，绝缘螺丝71插入射频线圈支架2的四个定位孔，然后绝缘垫片64、射频反馈板10、绝缘垫片65、接地电极5、绝缘垫片61、射频信号板4依次穿过绝缘螺丝71，通过螺母72固定。
4.上述结构仍存在以下缺陷：缺点一：射频反馈板10不能接外壳地，接地电极5需要接外壳地，因此接地电极5需要从螺丝固定一根导线，然后从机壳缝隙连接到射频线圈支架2上，再用螺丝固定，该结构安装不方便，且内部是高压环境，容易击穿，存在安全隐患。
5.缺点二：射频反馈板10不能接外壳地，因此射频反馈板需要从螺丝固定一根导线连接到外壳（图中未示出）的sma接口上，然后连接到控制电路上，但是由于是两个零部件连接在一起，因此长度不好控制，安装也不方便，而且射频线圈支架2、射频反馈板10、接地电极5之间的安装间距很短，非常容易短路。
6.缺点三：上述射频反馈板10连接出来的导线设置在外壳内，如果有轻微的晃动、外壳内的线长有变化或者安装位置有变化都会引起离子阱仪器性能的巨大差异，可能导致仪器性能不达标。
7.因此，需要一种用于小型3d离子阱的射频线圈装置，以解决上述射频线圈安装复杂，稳定性差，不同的射频线圈性能差别大，导致整机性能差别大，软件校准难度高等问题。


技术实现要素：

8.为了解决上述现有技术中存在的射频线圈安装复杂，稳定性差，不同的射频线圈性能差别大，导致整机性能差别大，软件校准难度高的问题，本实用新型提供一种小型离子阱射频线圈装置，安装更简便，仪器性能更稳定。
9.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种小型离子阱射频线圈装置，包括射频线圈支架以及由前至后依次同轴设置在所述的射频线圈支架上的射频线圈、射频信号板、接地电极和印制电路板，所述的射频信号板、所述的接地电极和所述的印制电路板通过连接件依次与所述的射频线圈支架的后端板固定，所述的射频信号板、所述的接地电极、所述的印制电路板、所述的射频线圈支架的后端板之间均通过垫片分隔开，所述的射频线圈与所述的射频信号板的前端面连接，所述的印制电路板的四个边角处开设有定位
孔，所述的定位孔均涂覆有导电层，四个所述的定位孔通过印制电路板的后端面短路相连，所述的印制电路板的前端面的中部设置有信号反馈区，所述的信号反馈区涂覆有导电层，用于接收所述的射频信号板的反馈信号，所述的定位孔与所述的信号反馈区之间由绝缘区域隔开，所述的绝缘区域的后端面的一侧还设置有sma接头，所述的sma接头通过引线与所述的信号反馈区连接，在所述的射频线圈支架的后端板上与所述的sma接头相对应的位置设置有开口，通过所述的开口将所述的sma接头连接至外部控制电路。
10.在一些实施方式中，所述的射频信号板与所述的接地电极之间通过绝缘垫片连接，所述的接地电极与所述的印制电路板之间通过第一金属垫片连接，所述的印制电路板与所述的射频线圈支架的后端板之间通过第二金属垫片连接，所述的绝缘垫片的厚度大于所述的第一金属垫片和所述的第二金属垫片的厚度。接地电极与印制电路板之间、印制电路板与射频线圈支架的后端板之间均设置导电金属垫片，在装配好后印制电路板的定位孔处与前端接地电极、第一金属垫片以及与后端第二金属垫片、支架都处于短路连通状态，即与外壳一起接地，无需另加导线，解决了安装不便的问题。
11.在一些实施方式中，所述的连接件包括绝缘螺丝和螺母，所述的射频信号板、所述的接地电极在与所述的定位孔相对应的位置均设有开孔，所述的射频信号板、所述的绝缘垫片、所述的接地电极、所述的第一金属垫片、所述的印制电路板、所述的第二金属垫片由前至后依次穿过所述的绝缘螺丝，并通过所述的螺母拧紧固定在所述的射频线圈支架的后端板上。由此能较便捷可靠地装配。
12.在一些实施方式中，所述的信号反馈区覆盖所述的接地电极上的射频信号孔。由此能接收来自射频信号板返回来的信号。
13.在一些实施方式中，还包括射频调谐片、射频调谐片支杆和线圈端盖，所述的射频调谐片设置在所述的射频线圈的后端与所述的射频信号板之间，所述的射频线圈的前端通过所述的线圈端盖固定在所述的射频线圈支架上，所述的射频调谐片支杆设置在所述的射频线圈内，其两端分别连接所述的射频调谐片和所述的线圈端盖，所述的线圈端盖通过固定螺丝与所述的射频线圈支架固定。
14.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：（1）通过设置印制电路板的信号反馈区，该区域作为射频信号板的反馈区域，接收来自射频信号板返回来的信号；印制电路板上设置有sma接头，射频线圈支架的后端板上开设有一个与sma接头同位置的开口，通过sma接头将反馈信号引出到控制电路上，由此能够改进现有技术中缺点二和三的射频反馈线不稳定引起的问题，不易短路，使仪器的性能更稳定；
15.（2）因为印制电路板上的四个定位孔与信号反馈区域绝缘，且接地电极与印制电路板之间、印制电路板与射频线圈支架的后端板之间都改成设置导电的金属垫片，因此在绝缘螺丝拧紧的状态下，印制电路板的四个定位孔和射频线圈支架、接地电极都处于短路连通的状态，即与外壳一起接地，由此改善了现有技术中缺点一不方便安装的问题，本结构不需要另外加导线，结构简单，安装更便捷，改善了安全隐患的问题，使仪器性能更稳定。
附图说明
16.图1为现有技术中一种小型离子阱射频线圈装置的爆炸图；
17.图2为本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置一实施例的爆炸图；
18.图3为本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置一实施例的主视图；
19.图4为本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置一实施例的剖视图；
20.图5为本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置中印刷电路板的示意图；
21.图6为本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置一实施例的原理图。
22.其中，印制电路板1，定位孔101,102,103,104，信号反馈区105，sma接头106，绝缘区域107，印制电路板的后端面11，印制电路板的前端面12，射频线圈支架2，射频线圈支架的后端板21，开口22，射频线圈3，射频信号板4，接地电极5，射频信号孔51，绝缘垫片61，64，65，第一金属垫片62，第二金属垫片63，绝缘螺丝71，螺母72，射频调谐片81，射频调谐片支杆82，线圈端盖91，固定螺丝92，射频反馈板10。
具体实施方式
23.以下结合附图和实施例对本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
24.实施例一
25.如图所示，一种小型离子阱射频线圈装置，包括射频线圈支架2以及由前至后依次同轴设置在射频线圈支架2上的射频线圈3、射频信号板4、接地电极5和印制电路板1，射频信号板4、接地电极5和印制电路板1通过连接件依次与射频线圈支架的后端板21固定，射频信号板4、接地电极5、印制电路板1、射频线圈支架的后端板21之间均通过垫片分隔开，射频线圈3与射频信号板4的前端面连接，印制电路板1的四个边角处开设有定位孔101,102,103,104，定位孔均涂覆有导电层，四个定位孔通过印制电路板的后端面11短路相连，印制电路板的前端面12的中部设置有信号反馈区105，信号反馈区105涂覆有导电层，用于接收射频信号板4的反馈信号，定位孔101,102,103,104与信号反馈区105之间由绝缘区域107隔开，绝缘区域107的后端面的一侧还设置有sma接头106，sma接头106通过引线与信号反馈区105连接，在射频线圈支架的后端板21上与sma接头106相对应的位置设置有开口22，通过开口22将sma接头106连接至外部控制电路。
26.实施例二
27.本实施例提出的一种小型离子阱射频线圈装置，其在实施例一的基础上对垫片的具体结构进行了详细说明。本实施例中，射频信号板4与接地电极5之间通过绝缘垫片61连接，接地电极5与印制电路板1之间通过第一金属垫片62连接，印制电路板1与射频线圈支架的后端板21之间通过第二金属垫片63连接，绝缘垫片61的厚度大于第一金属垫片62和第二金属垫片63的厚度。
28.实施例三
29.本实施例提出的一种小型离子阱射频线圈装置，其在实施例二的基础上对连接件的具体结构进行了详细说明。本实施例中，连接件包括绝缘螺丝71和螺母72，射频信号板4、接地电极5在与定位孔101,102,103,104相对应的位置均设有开孔，射频信号板4、绝缘垫片61、接地电极5、第一金属垫片62、印制电路板1、第二金属垫片63由前至后依次穿过绝缘螺丝71，并通过螺母72拧紧固定在射频线圈支架的后端板21上。
30.本实施例中，信号反馈区105覆盖接地电极5上的射频信号孔51。
31.实施例四
32.本实施例提出的一种小型离子阱射频线圈装置，其在实施例二的基础上对射频线圈装置的其余结构进行了进一步补充。本实施例中，射频线圈装置还包括射频调谐片81、射频调谐片支杆82和线圈端盖91，射频调谐片81设置在射频线圈3的后端与射频信号板4之间，射频线圈3的前端通过线圈端盖91固定在射频线圈支架2上，射频调谐片支杆82设置在射频线圈3内，其两端分别连接射频调谐片81和线圈端盖91，线圈端盖91通过固定螺丝92与射频线圈支架2固定。
33.本实用新型一种小型离子阱射频线圈装置的工作原理如图6所示，本结构通过设置印制电路板的信号反馈区，该区域作为射频信号板的反馈区域，接收来自射频信号板返回来的信号，通过印制电路板上设置的sma接头和射频线圈支架上设置的开口，直接通过sma接头将反馈信号引出到控制电路上，用于将电流信号转换成电压信号，便于射频信号的反馈控制和采集。
34.值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。