CN110971264A - 一种毫米波tr组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毫米波TR组件，包括一面开口的中空盒体，中空盒体的开口端设置有盖板；中空盒体和盖板内部形成一密封腔体，密封腔体内设置有一隔板，隔板与盖板平行设置，隔板的两侧分别安装有互相连接的微带板组件和波控板组件；盖板上设置有微矩形连接器和合口通道波导口，微矩形连接器与波控板组件连接，合口通道波导口与微带板组件连接；本申请通过将TR组件的各部件均集成到中空盒体和盖板形成的密封腔体中，并通过波导口、微矩形连接器和合口通道波导口等与外部设备连接，充分利用了空间，对各组件进行了合理的排布，不仅实现了TR组件小型化，还提升了TR组件的存储运输性，更作为舰船、飞机和卫星的负载。
Description
【技术领域】
本发明属于有源微波技术领域，尤其涉及一种毫米波TR组件。
【背景技术】
T/R组件通常意义下是指一个无线收发系统中视频与天线之间的部分。T/R组件一端接天线，一端接中频处理单元就构成一个无线收发系统，其功能就是对信号进行放大、移相、衰减。
随着21世纪雷达科学的发展，相控阵雷达的应用越来越广泛，在其中的TR组件通常配备了几千到几万个组成阵列的功能模块，起到了相控阵雷达的核心作用。由于雷达目前应用领域正从地面逐渐向海洋、天空、太空扩展，根据实际应用的要求，结合当前雷达技术的发展情况，为了减轻舰船、飞机和卫星的负载，对TR组件的小型化要求越来越高。但是，目前，我们最常见到的L波段、S波段、X波段、Ku波段、Ka频段等波段的TR组件难以满足小型化要求。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种毫米波TR组件，使其结构更加紧凑，空间占用小，满足小型化要求。
本发明采用以下技术方案：一种毫米波TR组件，包括一面开口的中空盒体，中空盒体的开口端设置有盖板；
中空盒体和盖板内部形成一密封腔体，密封腔体内设置有一隔板，隔板与盖板平行设置，隔板的两侧分别安装有互相连接的微带板组件和波控板组件；
盖板上设置有微矩形连接器和合口通道波导口，微矩形连接器与波控板组件连接，合口通道波导口与微带板组件连接；
其中，微带板组件具有若干个波导口，若干个波导口用于穿过并伸出中空盒体与外部天线直接连接；微带板组件用于将从外部天线接收到的毫米波信号处理后，经由合口通道波导口输出；微带板组件还用于将从合口通道波导口输入的毫米波信号处理后，经由外部天线发射；波控板组件用于为微带板组件提供工作所需的电压电流及控制信号。
进一步地，微带板组件包括功分器微带板和与其连接的若干个TR单元微带板组件，功分器微带板与合口通道波导口连接，若干个TR单元微带板组件分别与若干个波导口连接。
进一步地，每个TR单元微带板组件均包括与功分器微带板连接的数控衰减器，数控衰减器依次连接数控移相器和第一单刀双掷开关，单刀双掷开关分别连接功率放大单元和低噪声放大单元，功率放大单元和低噪声放大单元均连接至第二单刀双掷开关，第二单刀双掷开关与波导口连接。
进一步地，微带板组件和波控板组件通过排针连接，隔板上设置有用于排针穿过的通孔。
进一步地，每个通孔上均安装有防尘件。
进一步地，中空盒体和盖板之间的连接方式为激光封焊。
进一步地，中空盒体与隔板通过螺钉连接。
进一步地，在中空盒体上与若干个波导口位置对应处均开设有通孔。
本发明的有益效果是：本申请实施例通过将TR组件的各部件均集成到中空盒体和盖板形成的密封腔体中，并通过波导口、微矩形连接器和合口通道波导口等与外部设备连接，充分利用了空间，对各组件进行了合理的排布，结构更加紧凑，不仅实现了TR组件小型化，还提升了TR组件的存储运输性，可应作为舰船、飞机和卫星的负载。
【附图说明】
图1为本申请实施例的主视截面图；
图2为本申请实施例的俯视结构示意图；
图3为本申请实施例的仰视结构示意图；
图4为本申请实施例中TR单元微带板组件的原理框图。
其中：1.中空盒体；2.隔板；3.微带板组件；4.波控板组件；5.盖板；6.防尘件；7.微矩形连接器；8.合口通道波导口；9.TR单元微带板组件；10.功分器微带板。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本申请实施例提供了一种毫米波TR组件，如图1所示，包括一端开口的中空盒体1，中空盒体1的开口端设置有盖板5。
中空盒体1和盖板5内部形成一密封腔体，密封腔体内设置有一隔板2，中空盒体1与隔板2通过螺钉连接，螺钉连接简单方便。
隔板2与盖板5平行设置，隔板2的两侧分别安装有互相连接的微带板组件3和波控板组件4，为了方便固定及操作，二者可以通过螺钉与隔板2固定。如图2所示，盖板5上设置有微矩形连接器7和合口通道波导口8，微矩形连接器7也通过螺钉固定在盖板5上，增加强度的同时节省连接件占用的空间。
微矩形连接器7与波控板组件4连接，本实施例中可以选用导线形式连接，可以合理利用空间。微矩形连接器7为控制和供电接口，用于控制信号及电源的输入。合口通道波导口8与微带板组件3连接。合口通道波导口8为射频信号输入输出接口。
通过隔板2的使用，可以将TR组件中的微带板组件3和波控板组件4实现分离，避免二者之间电器元件产生接触相互干扰。
其中，微带板组件3具有若干个波导口，在中空盒体1上与若干个波导口位置对应处均开设有通孔，若干个波导口用于穿过并伸出中空盒体1与外部天线直接连接。在本实施例中，虽然波导口穿过中空盒体1，但是会在其外部设置有密封件(如格兰头等)，以保持密封腔体的密封结构。微带板组件3用于将从外部天线接收到的毫米波信号处理后，经由合口通道波导口8输出；微带板组件3还用于将从合口通道波导口8输入的毫米波信号处理后，经由外部天线发射；波控板组件4用于为微带板组件3提供工作所需的电压电流及控制信号，从而实现相位可控，幅度可控，大功率输出的功能。
本申请实施例通过将TR组件的各部件均集成到中空盒体和盖板形成的密封腔体中，并通过波导口、微矩形连接器和合口通道波导口等与外部设备连接，充分利用了空间，对各组件进行了合理的排布，不仅实现了TR组件小型化，还提升了TR组件的存储运输性，更应用于作为舰船、飞机和卫星的负载。
作为一种可能的实现方式，本实施例中微带板组件3包括功分器微带板10和与其连接的若干个TR单元微带板组件9，功分器微带板10与合口通道波导口8连接，若干个TR单元微带板组件9分别与若干个波导口连接。具体的，本实施例中微矩形连接器7选用J30J-31ZKP型号，采用一分十六的功分器微带板10。
在本申请实施例中，如图4所示，每个TR单元微带板组件9均包括与功分器微带板10连接的数控衰减器，数控衰减器依次连接数控移相器和第一单刀双掷开关，单刀双掷开关分别连接功率放大单元和低噪声放大单元，功率放大单元和低噪声放大单元均连接至第二单刀双掷开关，第二单刀双掷开关与波导口连接。
为了实现微带板组件3和波控板组件4之间的数据通信，微带板组件3和波控板组件4通过排针连接，隔板2上设置有用于排针穿过的通孔。这样既方便了二者的通信，也可以安全的将二者隔开，避免互相干扰，且减小了连接件的体积。
在本申请实施例中，由于波导口经常需要与外部天线插接，所以，如图3所示，为了防止起进入灰尘等杂物，对其实行有效保护，在每个通孔上均安装有防尘件6，防尘件6的形式可以根据实际需要选择，如橡胶垫层、泡沫层、塑料层等等。本实施例中防尘件6具体选为膜状，上面有金属纹路，不影响电气性能，且有密封作用，可以通过导电胶进行粘贴。
为了对密封腔体内各个元件的实现更好的保护，避免过早氧化等，中空盒体1和盖板5之间的连接方式为激光封焊，该密封方式效果好，能防水防潮，进而可以增加该TR组件的使用寿命。
本申请实施例中的TR组件，由于均使用的是波导口，并不需要同轴电缆等连接线与其他外部设备连接，所以，可以解决现有TR组件的噪声系数不满足使用的问题。
该实施例中采用毫米波芯片实现，工作频率为Ka波段，具备工作频率高、工作带宽、输出功率大等特点，同时其射频通道多且射频接口为波导口，可以直接和天线连接，省去同轴电缆转接，有效降低了系统接收通道的噪声系数，提高了系统发射通道的效率。
该实施例适用于毫米波相控阵系统，实现了毫米波TR组件的高增益、大功率输出、可移相、可衰减等功能；且包含波控板在内，可对波束进行控制；该组件为十六通道TR组件，波导口输出，可以和天线直接通过螺钉进行连接，使用连接方便，整个组件均集成到中空盒体中，结构紧凑，体积小重量轻，可作为舰船、飞机和卫星的负载。
Claims (8)
1.一种毫米波TR组件，其特征在于，包括一端开口的中空盒体(1)，所述中空盒体(1)的开口端设置有盖板(5)；
所述中空盒体(1)和盖板(5)内部形成一密封腔体，所述密封腔体内设置有一隔板(2)，所述隔板(2)与所述盖板(5)平行设置，所述隔板(2)的两侧分别安装有互相连接的微带板组件(3)和波控板组件(4)；
所述盖板(5)上设置有微矩形连接器(7)和合口通道波导口(8)，所述微矩形连接器(7)与波控板组件(4)连接，所述合口通道波导口(8)与微带板组件(3)连接；
其中，所述微带板组件(3)具有若干个波导口，所述若干个波导口用于穿过并伸出所述中空盒体(1)与外部天线直接连接；所述微带板组件(3)用于将从外部天线接收到的毫米波信号处理后，经由所述合口通道波导口(8)输出；所述微带板组件(3)还用于将从合口通道波导口(8)输入的毫米波信号处理后，经由外部天线发射；所述波控板组件(4)用于为所述微带板组件(3)提供工作所需的电压电流及控制信号。
2.如权利要求1所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，所述微带板组件(3)包括功分器微带板(10)和与其连接的若干个TR单元微带板组件(9)，所述功分器微带板(10)与所述合口通道波导口(8)连接，所述若干个TR单元微带板组件(9)分别与所述若干个波导口连接。
3.如权利要求2所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，每个所述TR单元微带板组件(9)均包括与所述功分器微带板(10)连接的数控衰减器，所述数控衰减器依次连接数控移相器和第一单刀双掷开关，所述单刀双掷开关分别连接功率放大单元和低噪声放大单元，所述功率放大单元和低噪声放大单元均连接至第二单刀双掷开关，所述第二单刀双掷开关与所述波导口连接。
4.如权利要求2或3所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，所述微带板组件(3)和波控板组件(4)通过排针连接，所述隔板(2)上设置有用于所述排针穿过的通孔。
5.如权利要求4所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，每个所述通孔上均安装有防尘件(6)。
6.如权利要求5所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，所述中空盒体(1)和盖板(5)之间的连接方式为激光封焊。
7.如权利要求4或5所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，所述中空盒体(1)与所述隔板(2)通过螺钉连接。
8.如权利要求3所述的一种毫米波TR组件，其特征在于，在所述中空盒体(1)上与所述若干个波导口位置对应处均开设有通孔。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112444781A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-03-05 | 北京无线电测量研究所 | 一种用于收发组件的控制信号传输结构及该相控阵雷达 |
| CN113037318A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-25 | 成都老鹰信息技术有限公司 | 一种低成本小型化动中通天线及基于该天线的相控阵系统 |
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| CN112444781B (zh) * | 2020-10-10 | 2024-04-12 | 北京无线电测量研究所 | 一种用于收发组件的控制信号传输结构及该相控阵雷达 |
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