CN108091969B - 一种高隔离度微波收发组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高隔离度微波收发组件，包含盒体、覆盖盒体上表面的盖板以及设置在盒体内的电路板，电路板包括印制板以及相应器件，该电路板可分为发射单元、接收单元、电源单元、发射单元内的功放单元、本振单元以及本振通道：接收单元通过第一交指型挡墙结构与发射单元之间进行隔离；功放单元通过第二交指型挡墙结构与其余器件之间进行隔离；本振单元采用印制板上的第一接地孔和盖板上的第三挡墙与其余器件进行隔离；印制板采用混压板实现。其优点是：通过盒体内挡墙和盖板上挡墙交指贴合，盖板上挡墙与接地孔结合的方式，提供了一种高隔离的屏蔽结构，为高性能收发微波系统隔离提供了简单实用的隔离方法。

Description

一种高隔离度微波收发组件

技术领域

本发明涉及微波电路技术领域，具体涉及一种高隔离度微波收发组件。

背景技术

在微波电路中，常需要在收发组件尤其是高性能收发组件的收发之间做好隔离，一种方法是接收和发射采用微波模块，特点是体积大、成本高，另一种方法是在一个盒体中通过挡墙及盖板（平板）形成不同腔体之间的隔离。但是由于电磁波的绕射和辐射特性，不同腔体之间的电磁波往往会通过挡墙和盖板之间的缝隙泄漏出去，导致不同腔体之间相互干扰。

对现有技术进行了国内外数据库的检索，专利CN106099293 A“一种高隔离度微波组件”，公开日期2016年11月09日，介绍了一种高隔离度微波组件，包括印制板，其具有供微波信号传输的微波印制板；盒体，其封装在所属印制板的外侧；其中，所述微波印制板设有若干个独立的腔体，每个所属腔体内设有供微波信号传输的通道，两个所属通道件设有隔离信号的挡墙，所属挡墙与所述盒体内侧贴合。该专利采用传统的挡墙结构，效果一般，未见采用盒体内挡墙与盖板上挡墙交指紧密贴合的方式和盖板上挡墙与接地孔结合来提高微波组件的隔离度。

专利CN106099287 “一种高隔离度气密型微波组件”，公开日期2016年11月09日，介绍了一种高隔离度气密型微波组件，包括印制板，其具有供微波信号传输的微波印制板；盒体，其封装在所属印制板的外侧；其中，所述盒体包括安装在所述印制板外侧的第一盒体和安装到所述第一盒体外侧的第二盒体；每个所述腔体内设有供微波信号传输的通道，两个所述通道之间设有隔离信号的挡墙，所述挡墙与所述第一盒体内侧贴合。该专利采用传统的挡墙结构，未见采用盒体内挡墙与盖板上挡墙交指紧密贴合的方式和盖板上挡墙与接地孔结合来提高微波组件的隔离度。

专利CN103273154“一种微波多腔体隔墙焊接工艺方法”，公开日期2012年10月03日，介绍了一种微波多腔体隔墙焊接工艺方法，通过采用真空恭敬焊接的方式将多腔体隔墙和LTCC多层基板、组件底座焊接成一体，形成呢个一种集成结构，基板上面的一体化多腔隔墙进行信号的隔离，其中隔墙包括平板多腔结构。该专利中提到的隔墙是采用传统的挡墙结构，未见采用盒体内挡墙与盖板上挡墙交指紧密贴合的方式和盖板上挡墙与接地孔结合来提高微波组件的隔离度。

电子科技大学李志力“基于sip技术的X波段T/R组件封装技术研究” 设计的小型化T/R组件在狭小空间内集成了多个MMIC芯片和其他无源器件，系统电路很容易产生谐振，出现自激信号，针对性地提出电磁兼容性设计方案，运用金属隔墙对电路中的射频元器件进行空间隔离，避免元器件之间发生空间互扰。文中提到的隔墙是采用传统的挡墙结构，未见采用盒体内挡墙与盖板上挡墙交指紧密贴合的方式来提高微波组件的隔离度。

中国空间技术研究院西安分院张婷“基于 LTCC 的微波多芯片组件立体组装工艺技术”，以 LTCC 基板为基础，结合基板贴装、芯片精密组装、电路互联、抗干扰隔墙焊接、组件集成等技术设计了一款基于 LTCC 的微波多芯片组件，文中提到的隔墙是采用传统的挡墙结构，未见采用盒体内挡墙与盖板上挡墙交指紧密贴合的方式和盖板上挡墙与接地孔结合来提高微波组件的隔离度。

电子科技大学吕飞“基于SiP技术的Ｘ波段TR组件”，收发通道之间采用金属隔墙实现通道间的电磁隔离，阻断收发通道之间的电磁干扰。另外通过金属隔墙挡板把每个芯片都隔开，可以有效的减少各个模块之间耦合带来的电磁干扰。根据文中所述，采用的隔墙是采用传统的挡墙结构，未见采用盒体内挡墙与盖板上挡墙交指紧密贴合的方式和盖板上挡墙与接地孔结合来提高微波组件的隔离度。

发明内容

本发明的目的在于提供本一种高隔离度微波收发组件，通过盒体内挡墙和盖板上挡墙交指贴合，盖板上挡墙与接地孔结合的方式，提供了一种高隔离的屏蔽结构，为高性能收发微波系统隔离提供了简单实用的隔离方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高隔离度微波收发组件，包含盒体、覆盖盒体上表面的盖板以及设置在盒体内的电路板，电路板包括印制板以及相应器件，该电路板可分为发射单元、接收单元、电源单元、发射单元内的功放单元、本振单元以及本振通道，其特征是：

接收单元通过第一交指型挡墙结构与发射单元之间进行隔离；

功放单元通过第二交指型挡墙结构与其余器件之间进行隔离；

本振单元采用印制板上的第一接地孔和盖板上的第三挡墙与其余器件进行隔离；

印制板采用混压板实现。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

所述的印制板的总厚度小于四分之一波长，其结构为：最上层是高频板，中间若干层采用普通FR4板，最下层是金属板作为地层。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

本振通道位于所述盒体内的一侧；

功放单元的对外信号传输通道位于所述盒体内的另一侧；

本振通道、本振单元和功放单元的对外信号传输通道均通过50欧姆微带线从印制板上层的高频板走射频信号，电源以及控制信号均从普通FR4板走，且对外信号传输通道的宽度为高频板所走50欧姆微带线的3~4倍。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

所述的第一、第二交指型挡墙结构分别由盒体内的至少一个第一挡墙和盖板上的至少一个第二挡墙构成，第一挡墙的高度与盒体齐平，第二挡墙的高度为盒体的深度减去印制板的厚度；

第一挡墙和第二挡墙位置相适应，当盖板盖到盒体上时，第一挡墙和第二挡墙相邻且紧密贴合；

第一挡墙的厚度和第二挡墙的厚度均大于等于1.6mm或八分之一波长。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

第一挡墙的厚度和第二挡墙的厚度均大于四分之一波长。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

在本振通道、本振单元和功放单元的对外信号传输通道所对应的第一交指型挡墙结构和/或第二交指型挡墙结构的第一挡墙的位置开设第一槽，第一槽的宽度为信号传输50欧姆微带线线宽的3~4倍，第一槽的高度为盒体的深度；

在本振通道、本振单元和功放单元的对外信号传输通道所对应的第一交指型挡墙结构和/或第二交指型挡墙结构的第二挡墙和/或第三挡墙的位置开设第二槽，第二槽的宽度为信号传输50欧姆微带线线宽的3~4倍，第二槽的深度为印制板的厚度加上印制板中高频板厚度的3~4倍。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

本振单元和其余器件隔离所采用的第一接地孔从印制板的最上层打印到最下层，第一接地孔设置若干且绕本振单元围成不低于两排的数量，且本振单元的对外信号传输通道处不设置第一接地孔，单排间距小于四分之一波长，相邻两排横向错开二分之一单排间距，相邻两排纵向间距小于四分之一波长。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

本振单元和其余器件的隔离所采用的第三挡墙对应第一接地孔设置，并且第三挡墙的高度为盒体的深度减去印制板的高度。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

在接收单元与发射单元隔离用的第一交指型挡墙结构中第二挡墙上的不开槽处所对的印制板对应位置设置第二接地孔；

在功放单元与其余器件隔离用的第二交指型挡墙结构中第二挡墙上的不开槽处所对的印制板对应位置设置第三接地孔。

上述的高隔离度微波收发组件，其中：

盖板与盒体通过沉头螺钉固定。

本发明与现有技术相比具有以下优点：采用盒体内挡墙与盖板上的挡墙交叉紧密放置和盖板上挡墙与接地孔结合来降低微波腔体隔离度，在盒体和盖板上同时放置挡墙，盒体或盖板上挡墙数量不低于1个，盒体和盖板上的挡墙交叉紧密排列，结合印制板上的接地孔，大幅提高不同腔体之间的隔离度。另外振单元采用盖板上挡墙与接地孔结合来实现本振的隔离，既能达到高隔离，又能实现小型化。该高隔离度微波收发组件简单，与传统屏蔽方式相比，成本不会额外增加，屏蔽性能大幅提高，具备很强的实用性。

附图说明

图1为本发明的实现方法中盒体与盖板分离的立体图；

图2为本发明的盒体包括印制板的俯视图；

图3为本发明的盖板俯视图；

图4为图1中盒体与盖板组装后的A-A向视图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1~3所示，本发明公开了一种高隔离度微波收发组件，包含盒体1、覆盖盒体上表面的盖板2以及设置在盒体内的电路板2，电路板2包括印制板3以及相应器件，该电路板2可分为发射单元、接收单元4、电源单元、发射单元内的功放单元5、本振单元6以及本振通道，其中：接收单元4通过第一交指型挡墙结构与发射单元之间进行隔离, 以降低微波腔体隔离度；功放单元5通过第二交指型挡墙结构与其余器件之间进行隔离，以降低微波腔体隔离度；本振单元6采用印制板3上的第一接地孔10a和盖板上的第三挡墙12与其余器件进行隔离，可以大幅提高不同腔体之间的隔离度；印制板3采用混压板实现。

所述的印制板3的总厚度d小于四分之一波长，且越薄越好，其结构为：最上层是高频板（如Rogers RO4350B），中间若干层采用普通FR4板，最下层是金属板作为地层。

本振通道位于所述盒体内的一侧；功放单元5的对外信号传输通道位于所述盒体内的另一侧；本振通道、本振单元6和功放单元5的对外信号传输通道均通过50欧姆微带线从印制板3上层的高频板走射频信号，电源以及控制信号均从普通FR4板走，且对外信号传输通道的宽度为高频板所走50欧姆微带线的3~4倍。

所述的第一、第二交指型挡墙结构分别由盒体1内的至少一个第一挡墙和盖板2上的至少一个第二挡墙构成，第一挡墙的高度与盒体1齐平，即第一挡墙的高度c与盒体1深度h一致齐平，第二挡墙的高度b为盒体1的深度h减去印制板3的厚度d；第一挡墙和第二挡墙位置相适应，当盖板2盖到盒体1上时，第一挡墙和第二挡墙相邻且紧密贴合；第一挡墙的厚度和第二挡墙的厚度均大于等于1.6mm或八分之一波长。本实施例中，第一交指型挡墙结构包含第一档墙8a和第二挡墙7a，第二交指型挡墙结构包含第一挡墙8b和第二档墙7b。较佳的，第一挡墙的厚度和第二挡墙的厚度e均大于四分之一波长。

在本振通道、本振单元6和功放单元5的对外信号传输通道所对应的第一交指型挡墙结构和/或第二交指型挡墙结构的第一挡墙的位置开设第一槽，第一槽的宽度为信号传输50欧姆微带线11线宽的3~4倍，第一槽的高度为盒体1的深度；在本振通道、本振单元6和功放单元5的对外信号传输通道所对应的第一交指型挡墙结构和/或第二交指型挡墙结构的第二挡墙和/或第三挡墙12的位置开设第二槽，如图中的9a、9b、9c，第二槽9a、9b、9c分别对应设置在第二墙体7a、第二墙体7b、第三挡墙12上，第二槽9a、9b、9c的宽度w为信号传输50欧姆微带线11线宽的3~4倍，第二槽9a、9b、9c的深度a为印制板3的厚度加上印制板3中高频板厚度的3~4倍，第二槽9a、9b。

本振单元6和其余器件隔离所采用的第一接地孔10从印制板3的最上层打印到最下层，第一接地孔10设置若干且绕本振单元6围成不低于两排的数量，且本振单元6的对外信号传输通道处不设置第一接地孔10，单排间距f小于四分之一波长，相邻两排横向错开二分之一单排间距f，相邻两排纵向间距g小于四分之一波长，这里的f和g都是相邻两接地孔的中心距间距。

本振单元6和其余器件的隔离所采用的第三挡墙12对应第一接地孔10设置，并且第三挡墙12的高度为盒体1的深度h减去印制板3的高度d。

在接收单元4与发射单元隔离用的第一交指型挡墙结构中第二挡墙上的不开槽处所对的印制板对应位置设置第二接地孔10c；在功放单元5与其余器件隔离用的第二交指型挡墙结构中第二挡墙上的不开槽处所对的印制板对应位置设置第三接地孔10b。

盖板2与盒体1通过沉头螺钉固定，另外，可根据需要将盖板2通过烧结、粘接或激光封焊等手段与盒体1连接。

本发明中的波长指的是Ku波段以上。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种高隔离度微波收发组件，包含盒体、覆盖盒体上表面的盖板以及设置在盒体内的电路板，电路板包括印制板以及相应器件，该电路板可分为发射单元、接收单元、电源单元、发射单元内的功放单元、本振单元以及本振通道，其特征在于：

接收单元通过第一交指型挡墙结构与发射单元之间进行隔离；

功放单元通过第二交指型挡墙结构与其余器件之间进行隔离；

本振单元采用印制板上的第一接地孔和盖板上的第三挡墙与其余器件进行隔离；

印制板采用混压板实现；

所述的第一交指型挡墙结构由盒体内的至少一个第一挡墙和盖板上的至少一个第二挡墙构成，所述的第二交指型挡墙结构由盒体内的至少一个第一挡墙和盖板上的至少一个第二挡墙构成，第一挡墙的高度与盒体齐平，第二挡墙的高度为盒体的深度减去印制板的厚度；

第一挡墙和第二挡墙位置相适应，当盖板盖到盒体上时，第一挡墙和第二挡墙相邻且紧密贴合；

第一挡墙的厚度和第二挡墙的厚度均大于等于1.6mm或八分之一波长；

在接收单元与发射单元隔离用的第一交指型挡墙结构中第二挡墙上的不开槽处所对的印制板对应位置设置第二接地孔；

在功放单元与其余器件隔离用的第二交指型挡墙结构中第二挡墙上的不开槽处所对的印制板对应位置设置第三接地孔。

2.如权利要求1所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

所述的印制板的总厚度小于四分之一波长，其结构为：最上层是高频板，中间若干层采用普通FR4板，最下层是金属板作为地层。

3.如权利要求2所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

本振通道位于所述盒体内的一侧；

功放单元的对外信号传输通道位于所述盒体内的另一侧；

本振通道、本振单元和功放单元的对外信号传输通道均通过50欧姆微带线从印制板上层的高频板走射频信号，电源以及控制信号均从普通FR4板走，且对外信号传输通道的宽度为高频板所走50欧姆微带线的3~4倍。

4.如权利要求1所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

第一挡墙的厚度和第二挡墙的厚度均大于四分之一波长。

5.如权利要求1所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

在本振通道、本振单元和功放单元的对外信号传输通道所对应的第一交指型挡墙结构和/或第二交指型挡墙结构的第一挡墙的位置开设第一槽，第一槽的宽度为信号传输50欧姆微带线线宽的3~4倍，第一槽的高度为盒体的深度；

在本振通道、本振单元和功放单元的对外信号传输通道所对应的第一交指型挡墙结构和/或第二交指型挡墙结构的第二挡墙和/或第三挡墙的位置开设第二槽，第二槽的宽度为信号传输50欧姆微带线线宽的3~4倍，第二槽的深度为印制板的厚度加上印制板中高频板厚度的3~4倍。

6.如权利要求1所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

本振单元和其余器件隔离所采用的第一接地孔从印制板的最上层打印到最下层，第一接地孔设置若干且绕本振单元围成不低于两排的数量，且本振单元的对外信号传输通道处不设置第一接地孔，单排间距小于四分之一波长，相邻两排横向错开二分之一单排间距，相邻两排纵向间距小于四分之一波长。

7.如权利要求1或2或6所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

本振单元和其余器件的隔离所采用的第三挡墙对应第一接地孔设置，并且第三挡墙的高度为盒体的深度减去印制板的高度。

8.如权利要求1所述的高隔离度微波收发组件，其特征在于：

盖板与盒体通过沉头螺钉固定。

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