CN111157980A - 收发组件 - Google Patents

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CN111157980A CN201911414493.2A CN201911414493A CN111157980A CN 111157980 A CN111157980 A CN 111157980A CN 201911414493 A CN201911414493 A CN 201911414493A CN 111157980 A CN111157980 A CN 111157980A
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潘海波
李丰
董雪
宋学峰
戈江娜
冯涛
乔震
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Abstract

本发明适用于射频微波组件技术领域，提供了一种收发组件，包括盒体、第一收发芯组模块、第二收发芯组模块、第一盖板、第二盖板、过渡模块及接头模块。盒体具有沿上下方向贯通的通腔，盒体内还设有用于将通腔分隔为第一腔体和第二腔体的横隔板。第一收发芯组模块安装于第一腔体内，第二收发芯组模块安装于第二腔体内。第一盖板用于密封第一腔体；第二盖板用于密封第一腔体。横隔板上设有供过渡模块穿过的过孔。本发明提供的收发组件，通过设置高度不同的芯组模块以及用于电性连接各芯组模块的过渡模块，使得芯组模块充分利用盒体的高度空间，避免芯组模块在微波信号传输方向上过度占用空间，为收发组件的小型化设计提供了保证。

Description

收发组件
技术领域
本发明属于射频微波组件技术领域，更具体地说，是涉及一种收发组件。
背景技术
舰载探测在复杂的电磁环境下作战，担负着无源侦查、远程警戒、跟踪目标、指示、火控、制导等任务，性能优异的多功能舰载雷达是目前海上作战必不可少的，采用超宽带技术的有源相控阵雷达具有带宽宽，高分辨率，强穿透力，低截获率与强干扰性，在舰载领域拥有广阔的应用背景，同时舰船的空间有限，雷达的小型化是雷达设计中所关注的目标之一。收发组件(即TR组件)作为相控阵雷达的核心，很大程度上决定着雷达的性能和尺寸。
当前，为追求收发组件的小型化，采用“瓦片式”结构代替“砖式”结构，可以大大缩小收发组件的尺寸，但是这种结构工作带宽有一定局限，特别是受限于应用于超宽带的高集成度封装芯片还在研制阶段，“瓦片式”收发组件在超宽带领域还有待于进一步发展，而采用传统“砖式”结构的收发组件尺寸较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种收发组件，旨在解决或者至少在一定程度上改善传统“砖式”结构的收发组件存在的尺寸较大的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种收发组件，包括：
盒体，具有沿上下方向贯通的通腔；所述盒体内还设有用于将所述通腔分隔为第一腔体和第二腔体的横隔板；
第一收发芯组模块，安装于所述第一腔体内；
第二收发芯组模块，安装于所述第二腔体内；
第一盖板，盖合于所述盒体上，用于密封所述第一腔体；
第二盖板，盖合于所述盒体上，用于密封所述第一腔体；
过渡模块，位于所述第一收发芯组模块和所述第二收发芯组模块之间，用于电性连接所述第一收发芯组模块和所述第二收发芯组模块；以及
接头模块，安装于所述盒体上，用于与所述第一收发芯组模块和/或所述第二收发芯组模块电性连接；
其中，所述横隔板上设有供所述过渡模块穿过的过孔。
进一步地，所述第一收发芯组模块包括第一PCB板以及至少一组设置于所述第一PCB板上的第一子模块。
进一步地，所述第一PCB板为多层微波混压PCB板。
进一步地，所述第一PCB板粘接于所述横隔板上。
进一步地，所述第二收发芯组模块包括至少一个第二PCB板以及至少一组第二子模块，所述第二子模块分别与和所述第二PCB板和所述第一子模块一一对应，各所述第二子模块分别设置于对应的所述第二PCB板。
进一步地，所述第二PCB板为双面微波板。
进一步地，所述第二PCB板粘接于所述横隔板上。
进一步地，所述横隔板上设有至少一个与所述横隔板垂直设置的分隔立板，所述分隔立板和所述横隔板将所述第二腔体分隔成若干独立子腔，所述第二子模块与所述独立子腔一一对应，且所述第二子模块分别设置于对应的所述独立子腔内。
进一步地，所述过渡模块包括至少一个用于电性连接各所述第一子模块和对应所述第二子模块的过渡子模块，所述过渡子模块包括微波过渡块以及低频过渡模块。
进一步地，所述微波过渡块为双路微波过渡模块。
本发明提供的收发组件，与现有技术相比，通过设置高度不同的芯组模块以及用于电性连接各芯组模块的过渡模块，使得芯组模块充分利用盒体的高度空间，避免芯组模块在微波信号传输方向上过度占用空间，为收发组件的小型化设计提供了保证。
附图说明
图1为本发明实施例提供的收发组件的爆炸分解示意图；
图2为本发明实施例提供的收发组件在去除第一盖板后的组装示意图；
图3为本发明实施例提供的收发组件在去除第二盖板后的组装示意图；
图4为图1中A处的放大图；
图5为图1中B处的放大图；
图6为本发明实施例提供的收发组件的实测接收增益曲线图；
图7为本发明实施例提供的收发组件的实测发射饱和输出功率曲线图。
图中：100、盒体；110、通腔；120、分隔立板；200、第一收发芯组模块；210、第一PCB板；220、功分单元；230、幅相多功能芯片；240、电源调制芯片；300、第二收发芯组模块；310、第二PCB板；320、射频开关；330、限幅器；340、低噪放；350、驱动放大器；350、钼铜载体；370、末级功放芯片；400、第一盖板；500、第二盖板；600、过渡模块；610、微波过渡块；620、低频过渡模块；700、集合口射频接头；800、低频接头；900、天线口射频接头。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参见图1至图3，现对本发明提供的收发组件的实施例进行说明。所述的收发组件，包括盒体100、第一收发芯组模块200、第二收发芯组模块300、第一盖板400、第二盖板500、过渡模块600以及接头模块。
盒体100具有沿上下方向贯通的通腔110，盒体100内还设有用于将该通腔110分隔为第一腔体和第二腔体的横隔板，即横隔板将通腔110分隔为上下两个腔体。其中，第一收发芯组模块200安装于第一腔体内，第二收发芯组模块300安装于第二腔体内。接头模块安装于盒体100上，用于将与第一收发芯组模块200和/或第二收发芯组模块300与外界电源或者功能器件等电性连接。
第一盖板400盖合于盒体100上，具体是，第一盖板400与第一腔体的开口大小适配，第一盖板400盖合在第一腔体的开口处，用于密封第一腔体；第二盖板500盖合于盒体100上，具体是，第二盖板500与第二腔体的开口大小适配，第二盖板500盖合在第二腔体的开口处，用于密封第二腔体。
由于第一收发芯组模块200和第二收发芯组模块300分别置于上下两个割裂的腔体内，所需过渡模块600用于电性连接第一收发芯组模块200和第二收发芯组模块300，过渡模块600位于第一收发芯组模块200和第二收发芯组模块300之间，横隔板上设有供过渡模块600穿过的过孔。
传统“砖式”结构的收发组件的芯组模块一般是设置于同一层上(高度上)，这无疑会使芯组模块在微波信号传输方向上占用较大的空间，影响收发组件的小型化设计。在本实施例中，在传统“砖式”结构的收发组件基础上，特地将传统的同层式芯组模块拆分成至少两个设置高度不同的芯组模块(即本实施例中的第一收发芯组模块200和第二收发芯组模块300)，这些芯组模块没有特定的功能限制和功能划分，只是将现有技术中同层的芯组模块结构拆分成高度不同设置的多组子芯组模块，通过设置高度不同的芯组模块能够使得这些芯组模块能够充分利用高度(纵向)空间，避免芯组模块在微波信号传输方向上过度占用空间，有效提高收发组件在空间上的利用率，即相对地减小了收发组件在空间上占用体积。
本发明实施例提供的收发组件，与现有技术相比，通过设置高度不同的芯组模块以及用于电性连接各芯组模块的过渡模块，使得芯组模块充分利用盒体的高度空间，避免芯组模块在微波信号传输方向上过度占用空间，为收发组件的小型化设计提供了保证。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第一盖板400、第二盖板500和盒体100可以分别是铝、铝合金、铜或铜合金材质，第一盖板400与盒体100激光焊接相连，第二盖板500与盒体100激光焊接相连，以分别保证第一腔体和第二腔体的密封性。
请参见图1至图3，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第一腔体位于第二腔体的上方，即第一腔体为上腔体，第二腔体为下腔体，第一盖板400为上盖板，第二盖板500为下盖板。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第一收发芯组模块200包括第一PCB板210以及至少一组设置于第一PCB板210上的第一子模块。第一PCB板210上可以设有多组第一子模块以实现多通道信号传输。
请参见图1、图2及图4，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，具体的，第一子模块包括功分单元220、幅相多功能芯片230以及电源调制芯片240，功分单元220、幅相多功能芯片230以及电源调制芯片240分别与第一PCB板电性相连，以实现功分单元220、幅相多功能芯片230以及电源调制芯片240相互之间或者是实现功分单元220、幅相多功能芯片230以及电源调制芯片240与过渡模块600之间可能的电性连接或者可能的功能作用关系。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第一PCB板210为多层微波混压PCB板。第一PCB板210采用布线密集度高的多层混压PCB板为电路基板，控制信号线在PCB板内层走线，顶层主要用于放置高集成度的幅相多功能芯片230和电源调制芯片240等器件，提高了组件的集成度，使本发明实施例提供的收发组件能够进一步实现小型化。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第一PCB板210粘接于横隔板上。具体地，第一PCB板210通过导电胶粘接于横隔板上。
请参见图1、图3及图5，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第二收发芯组模块300包括至少一个第二PCB板310以及至少一组第二子模块，第二子模块分别与和第二PCB板310和第一子模块一一对应，各第二子模块分别设置于对应的第二PCB板310。第二子模块和第一子模块的多组设置可实现多通道信号传输。
请参见图1、图3及图5，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，具体的，第二子模块包括射频开关320、限幅器330、低噪放340以及驱动放大器350。射频开关320、限幅器330、低噪放340以及驱动放大器350分别与第二PCB板310电性连接，以实现射频开关320、限幅器330、低噪放340以及驱动放大器350相互之间或者是实现射频开关320、限幅器330、低噪放340以及驱动放大器350与过渡模块600之间可能的电性连接或者可能的功能作用关系。
请参见图1、图3及图5，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第二收发芯组模块300还包括至少一个焊接于横隔板上的钼铜载体360以及至少一个末级功放芯片370；各钼铜载体360分别与各末级功放芯片370和各第二PCB板310一一对应。末级功放芯片370放置在钼铜载体360上，钼铜载体360直接焊接在横隔板上，有利于热量的快速传递。各末级功放芯片370通过分别通过对应的钼铜载体360与对应的第二PCB板310电性连接。
功分单元220、幅相多功能芯片230、电源调制芯片240、射频开关320、限幅器330、低噪放340、驱动放大器350以及末级功放芯片370都是收发组件中的常见芯片或器件，在本实施中特将影响收发组件微波性能的关键芯片和器件都放置在第二收发芯组模块300中，这样可以更好保证信号的超宽带传输和良好的高频特性。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式第一收发芯组模块200装配时，先将第一PCB板210采用导电胶粘接到横隔板上，然后将幅相多功能芯片230、电源调制芯片240、功分单元220这些合成网络粘接到第一PCB板210上，第一收发芯组模块300装配时，先将多块第二PCB板310粘接到横隔板，然后将钼铜载体360焊接到第二腔体中，其中钼铜载体360上共晶烧结有末级末级功放芯片370，最后将限幅器330、低噪放340、驱动放大器350、射频开关320等粘接到第二PCB板310上。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第二PCB板310采用微波双面板。微波双面板的一面可以与过渡模块700电性连接，微波双面板的一面的则可以安设射频开关320、限幅器330、低噪放340以及驱动放大器350等器件。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，第二PCB板310粘接于横隔板上。具体地，第二PCB板310通过导电胶粘接于横隔板上。
请参见图3，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，横隔板上设有至少一个与横隔板垂直设置的分隔立板120，分隔立板120和横隔板将第二腔体分隔成若干独立子腔，第二子模块300与独立子腔一一对应，且第二子模块300分别设置于对应的独立子腔内。每一个独立子腔实际上也就对应一个信号通道，独立子腔的设置可减少各通道之间的信号干扰。
请参见图1至图4，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，过渡模块600包括至少一个用于电性连接各第一子模块200和对应第二子模块300的过渡子模块，过渡子模块包括微波过渡块610以及低频过渡模块620。微波过渡块610以及低频过渡模块620都是常规的信号过渡单元或器件。微波过渡块610或低频过渡模块620一端安装在第一PCB板210的背面，另一端通过金丝或金带与第二PCB板310连接。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，微波过渡块610用于电性连接第一PCB板210和第二PCB板310；低频过渡模块620也同样用于电性连接第一PCB板210和第二PCB板310。
作为本实用新型提供的收发组件的一种具体实施方式，微波过渡块610为双路微波过渡模块，其等效为一种类同轴结构，在超宽带状态下能很好工作，且其体积较小，装配容易。
请参见图1至图3，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，接头模块包括安装于盒体100上的集合口射频接头700、低频接头800以及天线口射频接头900。其中集合口射频接头700和低频接头800分别与第一PCB板210电性相连，天线口射频接头900与各通道的第二PCB板310电性相连。
作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，集合口射频接头700和天线口射频接头900分别采用包带或锡焊的方式与第一PCB板210和第二PCB板310相连接，低频接头800采用金丝键合和铝丝键合方式与第一PCB板210相连，第一收发芯组模块200或第二收发芯组模块300中的各芯片采用金丝键合和铝丝键合方式连接在相应的PCB板上。
请参见图1，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，为了更好地优化本发明实施例提供的收发模组的整体尺寸，集合口射频接头700和低频接头800安装在盒体100上的同一侧侧壁上，而天线口射频接头900则安装在盒体100上另一侧侧壁上。
请参见图6和图7，作为本发明提供的收发组件的一种具体实施方式，图6为本发明实施例提供的收发组件的实测接收增益曲线图，图7为本发明实施例提供的收发组件的实测发射饱和输出功率曲线图。图6和图7是以本发明的最佳实施例为例进行的实测测试，即功分单元220、幅相多功能芯片230、电源调制芯片240等第一收发芯组模块200的器件设置于第一腔体内，射频开关320、限幅器330、低噪放340、驱动放大器350、钼铜载体360、末级功放芯片370等第二收发芯组模块300的器件设置于第二腔体内，整个组件尺寸小于111.9mm×14mm×11.2mm，且整个组件为多通道模式，过渡子模块包括微波过渡块610以及低频过渡模块620，微波过渡块610为双路微波过渡模块。在测试中，在整个频带内组件接收增益大于14dB，发射功率大于32.5dBm，远远满足超宽带技术性能要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.收发组件，其特征在于，包括：
盒体，具有沿上下方向贯通的通腔；所述盒体内还设有用于将所述通腔分隔为第一腔体和第二腔体的横隔板；
第一收发芯组模块，安装于所述第一腔体内；
第二收发芯组模块，安装于所述第二腔体内；
第一盖板，盖合于所述盒体上，用于密封所述第一腔体；
第二盖板，盖合于所述盒体上，用于密封所述第一腔体；
过渡模块，位于所述第一收发芯组模块和所述第二收发芯组模块之间，用于电性连接所述第一收发芯组模块和所述第二收发芯组模块；以及
接头模块，安装于所述盒体上，用于与所述第一收发芯组模块和/或所述第二收发芯组模块电性连接；
其中，所述横隔板上设有供所述过渡模块穿过的过孔。
2.如权利要求1所述的收发组件，其特征在于，所述第一收发芯组模块包括第一PCB板以及至少一组设置于所述第一PCB板上的第一子模块。
3.如权利要求2所述的收发组件，其特征在于，所述第一PCB板为多层微波混压PCB板。
4.如权利要求2所述的收发组件，其特征在于，所述第一PCB板粘接于所述横隔板上。
5.如权利要求2所述的收发组件，其特征在于，所述第二收发芯组模块包括至少一个第二PCB板以及至少一组第二子模块，所述第二子模块分别与和所述第二PCB板和所述第一子模块一一对应，各所述第二子模块分别设置于对应的所述第二PCB板。
6.如权利要求5所述的收发组件，其特征在于，所述第二PCB板为双面微波板。
7.如权利要求5所述的收发组件，其特征在于，所述第二PCB板粘接于所述横隔板上。
8.如权利要求5所述的收发组件，其特征在于，所述横隔板上设有至少一个与所述横隔板垂直设置的分隔立板，所述分隔立板和所述横隔板将所述第二腔体分隔成若干独立子腔，所述第二子模块与所述独立子腔一一对应，且所述第二子模块分别设置于对应的所述独立子腔内。
9.如权利要求5-8任一项所述的收发组件，其特征在于，所述过渡模块包括至少一个用于电性连接各所述第一子模块和对应所述第二子模块的过渡子模块，所述过渡子模块包括微波过渡块以及低频过渡模块。
10.如权利要求9所述的收发组件，其特征在于，所述微波过渡块为双路微波过渡模块。
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