CN104577333A - 一种60GHz集成天线的收发模块结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种60GHz集成天线的收发模块结构，包括腔室结构框架、底板、盖板和金属缝隙波导天线，所述腔室结构框架由两片金属墙隔成用于放置三部分电路的独立的三个区域；所述腔室结构框架底部安装有底板；所述底板上设有波导沉腔；所述腔室结构框架上表面设有两根金属缝隙波导天线；所述金属缝隙波导天线通过波导微带转换结构与腔室结构框架内的电路实现互联；所述金属缝隙波导天线内部的波导腔与底板上的波导沉腔相通；所述盖板盖在腔室结构框架的上部使整个收发模块结构形成封闭结构。本发明易于加工，体积小，装卸方便，方便实用，可实现60GHz的信号收发。

Description

一种60GHz集成天线的收发模块结构
技术领域
本发明涉及星间通信技术领域，特别是涉及一种60GHz集成天线的收发模块结构。
背景技术
星间通信是当今卫星通信技术研究的热点领域之一，对发展卫星通信有着极为重要的意义。星间通信用卫星之间的交叉链路代替地面微波中继站的工作，避免了信息传回地面进行处理和路由选择，减小了二次业务分配，较之采用地面链路也降低了通信延时。星间通信属于无线通信，可以采用微波、毫米波或激光通信。采用微波通信，由于载波本身的频率比较低，所以要求的天线尺寸较大，发射功率也偏大，而且整个星级链路的带宽窄，只能适应数据传输量不大的情况；采用毫米波或激光通信，可以使用小天线、低输出功率和小型发射机，减小卫星的体积和质量，降低功率消耗，提高通信带宽，减小通信干扰。
卫星星间通信的研究工作在国外开展的比较早，现在国际上已经得到了较为广泛的应用，主要用于跟踪与数据中继卫星系统、军事通信系统、中低轨道通信卫星网络系统以及海洋和地面观测卫星系统等。国外星间通信的发展趋势是：采用更高频段(Ka、EHF频段)，更完善的星上处理技术，具备为生存而重构的能力，更有效的按需分配技术和抗辐射、抗实际攻击的能力。选择更高频段可使天线波束变窄，频带加宽，调频范围扩大，信号被截获和受干扰的可能性减小，使地面天线等设备容易实现小型化，通信终端更加灵活机动。由于EHF频段，尤其是在60GHz附近大气衰减特别显著，所以在60GHz频段上信号不可能受到来自地面的蓄意或偶然的干扰，同时也不可能被地面的仪器所截获，这有利于建立稳定安全的星间通信链路，也有利于保证捕获、跟踪的快速性和准确性；40GHz-150GHz毫米波频段背景噪声非常少，可以在有核电磁干扰和磁暴干扰的恶劣环境中保证正常通信，这种特性可以保证该通信频段在宇宙空间正常工作。所以选用60Ghz作为星间通信的工作频段是比较合理的，因此作为60GHz星间通信中的重要部分-收发模块的结构设计显得至关重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种60GHz集成天线的收发模块结构，使用时可作为独立而完整的收/发模块，独立通用，易于加工，体积小，装卸方便，方便实用，可实现60GHz的信号收发。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种60GHz集成天线的收发模块结构，包括腔室结构框架、底板、盖板和金属缝隙波导天线，所述腔室结构框架由两片金属墙隔成用于放置三部分电路的独立的三个区域；所述腔室结构框架底部安装有底板；所述底板上设有波导沉腔；所述腔室结构框架上表面设有两根金属缝隙波导天线；所述金属缝隙波导天线通过波导微带转换结构与腔室结构框架内的电路实现互联；所述金属缝隙波导天线内部的波导腔与底板上的波导沉腔相通；所述盖板盖在腔室结构框架的上部使整个收发模块结构形成封闭结构。
所述金属缝隙波导天线中间为呈线性阵列分布的金属缝隙，所述金属缝隙波导天线内部的波导腔内设有方形金属块。
所述金属缝隙波导天线的波导为V波段的标准波导BJ620。
所述波导微带转换结构为在波导E面插入微带探针的转换结构。
所述腔室结构框架的上表面设有用于放置金属缝隙波导天线的凹槽。
所述底板上还设有外接SMA接口和外接插件口。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明结构体积小，质量轻，易加工，装卸方便，独立通用，使用本发明，只需在内部装配完整的收/发电路，即可作为独立的收/发模块，实现60GHz通信。
附图说明
图1是本发明的整体装配图；
图2是结构件1的结构示意图；
图3是结构件2的结构示意图；
图4是结构件3的结构示意图；
图5是结构件4的结构示意图；
图6是结构件5的结构示意图；
图7是结构件6的结构示意图；
图8是结构件7的结构示意图；
图9是结构件8的结构示意图；
图10是结构件9的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种60GHz集成天线的收发模块结构，如图1所示，包括腔室结构框架A、底板B、盖板C和金属缝隙波导天线D，所述腔室结构框架A由两片金属墙隔成用于放置三部分电路的独立的三个区域；三部分电路分别为本振源电路、收/发两路的射频电路以及供电电路，每部分电路之间相互隔离，互不干扰。所述腔室结构框架A底部安装有底板B；所述底板B上设有波导沉腔；所述腔室结构框架A上表面设有两根金属缝隙波导天线D；所述金属缝隙波导天线D通过波导微带转换结构与腔室结构框架内的电路实现互联，使得整个结构可实现可靠的60GHz通信链路；所述金属缝隙波导天线D内部的波导腔与底板B上的波导沉腔相通；所述盖板C盖在腔室结构框架的上部使整个收发模块结构形成封闭结构。
由此可见，电路之间用金属墙进行隔离，阻止各部分电路之间的串扰，并且与整个模块的外围连接在一起，形成一个完整的框架，外围墙用来保护模块的内部电路。天线为金属缝隙波导天线，该天线的特征为宽波束，高增益，低损耗。波导微带转换结构是在60GHz频段经过设计和优化的波导E面插入微带探针的转换结构，可实现60GHz信号的低损耗传输。
下面结合图2-10进一步说明本发明。
本发明共包括结构件1、结构件2、结构件3、结构件4、结构件5、结构件6、结构件7、结构件8和结构件9九部分。
如图2所示，给出了结构件1的示意图，结构件1即是腔室结构框架，其中12、13为隔离电路的金属墙，14为与结构件7实现装配的四个螺钉孔，15为与结构件2、3实现装配的两个螺钉孔，16为与结构件5实现装配的两个螺钉孔，17同15为与相同的结构件2、3实现装配的两个螺钉孔，18为与结构件6实现装配的四个螺钉孔，20为保护结构内部的外围金属墙。
如图3所示，给出了结构件2的示意图，结构件2即是金属缝隙波导天线，金属缝隙波导天线中间为呈线性阵列分布的金属缝隙21，所述金属缝隙波导天线内部的波导腔内设有优化馈口匹配的方形金属块，所述金属缝隙波导天线的波导为V波段的标准波导BJ620，24为与结构件3实现装配的四十个螺钉孔。
如图4所示，给出了结构件3的示意图，24为与结构件2实现装配的四十个螺钉孔，25为与结构件2实现装配的呈旋转对称的两个销钉孔，26为与结构件4实现装配的四个螺钉孔，27为与结构件4实现装配的两个销钉孔，28为V波段的标准波导BJ620的波导口。
如图5所示，给出了结构件4的示意图，26为与结构件3实现装配的四个螺钉孔，27为与结构件3实现装配的两个销钉孔，28为V波段的标准波导BJ620的波导口。
如图6所示，给出了结构件5的示意图，16为与结构件1实现装配的四个螺钉孔。
如图7所示，给出了结构件6的示意图，18为与结构件1实现装配的四个螺钉孔。
如图8所示，给出了结构件7的示意图，14为与结构件1实现装配的四个螺钉孔。
如图9所示，给出了结构件8的示意图，31为与结构件9实现装配的四个螺钉孔，32为外接SMA接口，33为外接接插件接口。
如图10所示，给出了结构件9的各向视图，19为与结构件1实现装配的十四个螺钉孔，29为与结构件4实现装配的四个螺钉孔，30为与结构件4实现装配的两个销钉孔，28为V波段的标准波导BJ620的波导沉腔，31为与结构件8实现装配的四个螺钉孔，32为外接SMA接口，33为外接接插件接口，34为装配电路板用的八个螺钉孔，36为外接接插件接口。
具体的装配步骤为：结构件8通过螺钉孔31与结构件9装配在一起，形成完整的底板结构；腔室结构框架结构件1通过螺钉孔与底板结构件9进行装配，完成外围墙与底板的装配；结构件2、3通过螺钉孔24以及销钉孔25装配在一起，形成金属缝隙波导天线部分，再通过螺钉孔26以及销钉孔27与结构件4装配在一起，而结构件4通过螺钉孔29以及销钉孔30与底板结构件9进行装配，完成金属缝隙波导天线部分与底板的装配；结构件5、6、7分别通过螺钉孔16、18、14与结构件1进行装配，完成盖板与外围墙的装配。至此，整个装配完成得到如图1所示的结构。

Claims (6)

1.一种60GHz集成天线的收发模块结构，包括腔室结构框架(A)、底板(B)、盖板(C)和金属缝隙波导天线(D)，其特征在于，所述腔室结构框架(A)由两片金属墙隔成用于放置三部分电路的独立的三个区域；所述腔室结构框架(A)底部安装有底板(B)；所述底板(B)上设有波导沉腔；所述腔室结构框架(A)上表面设有两根金属缝隙波导天线(D)；所述金属缝隙波导天线(D)通过波导微带转换结构与腔室结构框架(A)内的电路实现互联；所述金属缝隙波导天线(D)内部的波导腔与底板(B)上的波导沉腔相通；所述盖板(C)盖在腔室结构框架(A)的上部使整个收发模块结构形成封闭结构。
2.根据权利要求1所述的60GHz集成天线的收发模块结构，其特征在于，所述金属缝隙波导天线(D)中间为呈线性阵列分布的金属缝隙，所述金属缝隙波导天线(D)内部的波导腔内设有方形金属块。
3.根据权利要求1所述的60GHz集成天线的收发模块结构，其特征在于，所述金属缝隙波导天线(D)的波导为V波段的标准波导BJ620。
4.根据权利要求1所述的60GHz集成天线的收发模块结构，其特征在于，所述波导微带转换结构为在波导E面插入微带探针的转换结构。
5.根据权利要求1所述的60GHz集成天线的收发模块结构，其特征在于，所述腔室结构框架(A)的上表面设有用于放置金属缝隙波导天线(D)的凹槽。
6.根据权利要求1所述的60GHz集成天线的收发模块结构，其特征在于，所述底板(B)上还设有外接SMA接口和外接插件口。
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