CN111740234B - 天线结构 - Google Patents

Abstract

一种天线结构。所述天线结构自下往上依次包括：波控模块(1)，设置有第一波控连接器(11)和第二波控连接器(12)；馈网模块(2)，设置有馈网高频连接器(21)和馈网低频连接器(22)；框架(3)，设置有第一盲插孔(32)、第二盲插孔(33)和第三盲插孔(34)；TR模块(4)，设置有第一TR高频连接器(41)、第二TR高频连接器(42)、TR低频连接器(43)和盲插连接器(44)；微带板(5)，与第一TR高频连接器(41)连接；波控模块(1)、馈网模块(2)、TR模块(4)的各个连接器之间通过盲插互连传输信号。不同模块之间盲插互连，减少了走线及对插，增加了互连可靠性。

Description

天线结构

技术领域

本公开涉及天线技术领域，具体地，涉及一种天线结构。

背景技术

相控阵雷达具有波束扫描快、波形控制灵活、易于全固态化、可靠性高等优点，在地基、空基、海基以及天基雷达中具有广泛应用。相控阵雷达天线将许多组件分散到整个天线阵面上，当少数组件发生故障时不会影响其性能指标。

天线阵面安装有上千个组件，形成天线、馈线、收发(Transmitter and Receive，T/R)、电源、冷却等设备，天线设计需要考虑各设备的布局、安装、走线、散热、维修、电磁兼容等问题。随着天线阵面内集成的电子设备日益密集，对低剖面天线阵面的需求日益迫切。作为雷达系统的主要构成部分，如何实现天线阵面的小型化逐渐成为雷达系统设计的核心问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本公开提供了一种具有更小尺寸、更少走线、低剖面的天线结构。

(二)技术方案

本公开提供了一种天线结构，所述结构自下往上依次包括：波控模块1，设置有第一波控连接器11和第二波控连接器12；馈网模块2，设置有馈网高频连接器21和馈网低频连接器22；框架3，设置有第一盲插孔32、第二盲插孔33和第三盲插孔34；TR模块4，设置有第一TR高频连接器41、第二TR高频连接器42、TR低频连接器43和盲插连接器44；微带板5，与所述第一TR高频连接器41连接；所述波控模块1、馈网模块2、TR模块4之间通过盲插互连传输信号，其中：所述第一波控连接器11与所述馈网低频连接器22直接盲插互连；所述第二波控连接器12通过所述第一盲插孔32与所述TR模块4的盲插连接器44盲插互连，所述盲插连接器44与所述TR低频连接器43电连接，以对所述第二波控连接器12和TR低频连接器43进行连接；所述馈网高频连接器21通过所述第二盲插孔33与第一互连高频连接器23盲插互连，所述第二TR高频连接器42通过所述第三盲插孔34与第二互连高频连接器24盲插互连，所述第一互连高频连接器23与第二互连高频连接器24电连接，以对所述馈网高频连接器21和第二TR高频连接器42进行连接；所述第一波控连接器(11)、第二波控连接器(12)、馈网高频连接器(21)均具有三个浮动安装方向，所述浮动安装方向为插入方向和垂直于插入方向的两个方向。

可选地，所述框架3中设置有多个安装孔31，所述波控模块1、馈网模块2、TR模块4通过所述安装孔31安装在所述框架3上。

可选地，所述结构还包括：安装条6，安装在所述TR模块4的一侧，所述安装条6中设置有第一过孔61，所述微带板5上设置有与所述第一过孔61对应的开孔51；固定结构7，通过所述开孔51依次进入所述第一过孔61和相应的安装孔31，以将所述TR模块4垂直安装在所述框架3上。

可选地，所述安装条6中还设置有第二过孔62，用于从侧面将所述安装条6安装在所述TR模块4的一侧。

可选地，所述固定结构7为松不脱螺钉，所述第一过孔61与所述松不脱螺钉匹配。

可选地，所述波控模块1中设置有凹口8，所述馈网模块2设置于所述凹口8内部。

可选地，所述天线结构包括一个及以上的TR模块4，当所述天线结构包括一个以上的所述TR模块4时，相邻TR模块4之间形成散热通道9，用于散出所述TR模块4产生的热量。

可选地，所述框架3上还设置定位销35，以对所述波控模块1、馈网模块2、TR模块4进行定位导向。

(三)有益效果

本公开实施例中提供的天线结构，具有以下有益效果：

(1)波控模块、馈网模块、TR模块之间通过盲插连接器进行盲插互连，无需电缆或螺钉辅助互连，减少了走线及对插，增加了互连可靠性；

(2)利用安装条对TR模块进行垂直安装，便于直接安装或拆卸TR模块，便于TR模块返修；

(3)将馈网模块设置在波控模块的凹口内，形成低剖面天线结构，节省了空间，减小了天线尺寸；

(4)在TR模块的间隙设置散热通道进行散热，充分利用天线空间，保证了天线的性能；

(5)各模块之间互相独立，可根据实际需求对天线结构中各模块进行扩展。

附图说明

图1示意性示出了本公开实施例提供的天线结构的结构示意图；

图2示意性示出了本公开实施例提供的天线结构的结构框图；

图3示意性示出了本公开实施例提供的天线结构的左视图；

图4示意性示出了本公开实施例提供的天线结构中安装条的结构示意图；

图5示意性示出了本公开实施例提供的天线结构中安装条中第一过孔的俯视图；

图6示意性示出了本公开实施例提供的天线结构的俯视图；

图7示意性示出了本公开另一实施例提供的天线结构的俯视图。

附图标记说明：

1-波控模块；11-第一波控连接器；12-第二波控连接器；13-第三波控连接器；14-第四波控连接器；

2-馈网模块；21-馈网高频连接器；22-馈网低频连接器；23-第一互连高频连接器；24-第二互连高频连接器；

3-框架；31-安装孔；32-第一盲插孔；33-第二盲插孔；34-第三盲插孔；35-定位销；

4-TR模块；41-第一TR高频连接器；42-第二TR高频连接器；43-TR低频连接器；44-盲插连接器；

5-微带板；51-开孔；

6-安装条；61-第一过孔；62-第二过孔；

7-固定结构；8-凹口；9-散热通道。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

图1示意性示出了本公开实施例提供的天线结构的结构框图。

参阅图1，同时结合图2-图6，对图1所示结构进行详细说明。如图1所示，该天线结构自下往上依次包括波控模块1、馈网模块2、框架3、TR模块4和微带板5。

波控模块1设置有第一波控连接器11、第二波控连接器12、第三波控连接器13以及第四波控连接器14。波控模块1例如通过其电路板上印制的电线将第一波控连接器11连接至第三波控连接器13，以及通过其电路板上印制的电线将第二波控连接器12连接至第四波控连接器14。第三波控连接器13和第四波控连接器14用于接收来自外部其它设备(例如电源、控制器等)的低频控制信号，并将该低频控制信号传输至其连接的第一波控连接器11和第二波控连接器12。

馈网模块2设置有馈网高频连接器21和馈网低频连接器22。TR模块4包括第一TR高频连接器41、第二TR高频连接器42、TR低频连接器43和盲插连接器44。波控模块1分别与馈网模块2和TR模块4盲插互连，以分别为馈网模块2和TR模块4提供低频控制信号。低频控制信号例如为数字信号、供电信号等，使得馈网模块2和TR模块4在低频控制信号的作用下处于工作状态。馈网模块2与TR模块4盲插互连，以将馈网模块2中的第一高频信号传输至TR模块4。

参阅图2，第一波控连接器11直接与馈网低频连接器22盲插互连，以将低频控制信号传输至馈网模块2，使得馈网模块2处于工作状态，馈网模块2通过馈网高频连接器21输出第一高频信号。框架3中设置有第一盲插孔32、第二盲插孔33、第三盲插孔34。第一盲插孔32与第二波控连接器12相对应，TR模块4中设置有与第一盲插孔32相对应的盲插连接器44，该盲插连接器44与第二波控连接器12通过第一盲插孔32盲插互连，并且该盲插连接器44通过TR模块4电路板上印制的电线连接至TR低频连接器43，以将第二波控连接器12与TR低频连接器43电连接起来，从而将波控模块2中的低频控制信号传输至TR模块4，使得TR模块4处于工作状态。

进一步地，参阅图2，第二盲插孔33与馈网高频连接器21相对应，第三盲插孔34与第二TR高频连接器42相对应。该天线结构还包括彼此电连接的第一互连高频连接器23和第二互连高频连接器24，第一互连高频连接器23与第二盲插孔33相对应，第二互连高频连接器24与第三盲插孔34相对应。馈网高频连接器21通过第二盲插孔33与第一互连高频连接器23盲插互连，第二TR高频连接器42通过第三盲插孔34与第二互连高频连接器24盲插互连，以将馈网高频连接器21与第二TR高频连接器42电连接起来，从而将馈网模块2中产生的第一高频信号传输至TR模块4。

TR模块4用于对接收到的第一高频信号进行处理，TR模块4通过第一TR高频连接器41与微带板5电连接，如图2所示。具体地，TR模块4处于正常工作状态时，TR模块4对第二TR高频连接器42接收到的第一高频信号进行放大处理，并通过第一TR高频连接器41将放大后的第一高频信号传输至微带板5。微带板5将放大后的第一高频信号辐射出去，从而实现了天线的辐射功能。此外，微带板5还用于接收第二高频信号，TR模块4还用于对第二高频信号进行处理，并将处理后的第二高频信号传输至馈网模块2，从而实现了天线的接收功能。

第一波控连接器11、第二波控连接器12、馈网高频连接器21均为盲插连接器，并且均具有三个浮动安装方向，该三个浮动安装方向分别为盲插连接器的插入方向以及垂直于插入方向的两个方向，保证盲插连接器在这三个方向上均具有一定的浮动能力，以解决盲插产生的对位不准的问题。

本实施例中，将第一波控连接器11、第二波控连接器12、馈网高频连接器21设置为盲插连接器，波控模块1、馈网模块2、TR模块4之间通过盲插连接器进行盲插互连，无需电缆或螺钉辅助连接，减少了走线及对插，增加了互连可靠性。

本实施例中，波控模块1中形成有凹口8，馈网模块2设置在凹口8内部。具体地，控制第二TR高频连接器42和TR低频连接器43之间的距离，使馈网模块2可以完全放置于凹口8内，同时馈网高频连接器21能够和第二TR高频连接器42通过第一互连高频连接器23和第二互连高频连接器24可以顺利对插不与周围结构干涉，且不影响第一波控连接器11和TR低频连接器43进行顺利对插不与周围结构干涉。从而减小天线的尺寸，形成低剖面的天线结构。

框架3上设置有多个安装孔31，这多个安装孔31可用于将波控模块1、馈网模块2、TR模块4以及微带板5安装在框架3上，安装孔31例如为螺纹孔。

根据本公开的实施例，该天线结构还包括安装条6和固定结构7，安装条6安装在TR模块4的一侧，具体地，安装条6中设置第二过孔62，以从侧面将安装条6安装在TR模块4的一侧，安装条6中设置有第一过孔61，微带板5上设置有与第一过孔61对应的开孔51，固定结构7通过开孔51依次进入第一过孔61以及进入与第一过孔61上下对应的安装孔31，以将TR模块4垂直安装在框架3上。固定结构7为松不脱螺钉，第一过孔61为与松不脱螺钉匹配的过孔。

本实施例中，需要在安装条6外侧突出部分打孔或攻螺纹等，以和框架3进行安装，形成的第一过孔61的反向为旋转180°可互补的形状，如图5所示，即设置错落的第一过孔61，以减小安装条6的尺寸，从而适应TR模块4之间极小的安装空间。

天线结构可以由多个波控模块1、馈网模块2、TR模块4、微带板5组成，以对天线结构进行扩展，安装条6设置在两个相邻的TR模块4之间，并连接这两个相邻的TR模块4。具体地，参阅图2和图4，第二过孔62由两个互补的沉头孔组成，分别用于连接上述两个相邻的TR模块4。本实施例中，将第二过孔62设置为沉头孔，可以避免沉头孔内的螺钉干涉天线中的其他结构。第一过孔61由螺纹孔和通孔组成，螺纹孔位于通孔之上，松不脱螺钉只有端部有螺纹，松不脱螺钉安装至安装条中的第一过孔61后不会掉落，便于TR模块4的垂直安装。

根据本公开的实施例，天线结构包括一个及以上的TR模块4，当天线结构包括一个以上的TR模块4时，相邻TR模块4之间形成散热通道9，用于散出TR模块4产生的热量，如图3所示。具体地，TR模块4是由第一TR高频连接器41、第二TR高频连接器42、TR低频连接器43组成的，上述TR连接器之间形成有空隙，相邻TR模块之间的空隙形成散热通道9以进行散热。进一步地，还可以顺着散热通道9的风向，在散热通道9中设置散热齿以提高散热速度；也可以从框架3中伸出一部分结构，以形成热沉或通冷却液进行冷却。

本实施例中，框架3上还设置有定位销35，相应地，波控模块1、馈网模块2、TR模块4中还应设置有与定位销35相对应的定位销孔，将波控模块1、馈网模块2、TR模块4安装至框架3上时，可以通过其定位销孔与框架3上定位销35之间的配合，对波控模块1、馈网模块2、TR模块4进行定位导向，便于安装。

本实施例中，形成的天线结构的俯视图如图6所示。波控模块1、馈网模块2、TR模块4均为独立的单元，可以根据实际需求对波控模块1、馈网模块2、TR模块4进行扩展，通过微带板5上的开孔51，即可利用松不脱螺钉对扩展的TR模块4进行垂直安装，利用设计的盲插连接器对馈网模块2和波控模块1进行连接，天线阵面可由一维安装变为二维安装，从而向两个维度进行扩展。本实施例中，对天线阵面进行扩展后形成的天线结构的俯视图如图7所示。

综上所述，本实施例中，天线结构依次包括波控模块、馈网模块、框架、TR模块以及微带板，波控模块、馈网模块、TR模块两两之间通过盲插连接器进行盲插互连，减少了走线及对插，增加了互连可靠性，馈网模块设置在波控模块形成的凹口内，减小天线尺寸，形成低剖面天线，利用安装条将TR模块垂直安装在框架上，维修时便于安装及拆卸各个模块，模块之间设置散热通道，提高天线性能。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种天线结构，其特征在于，所述天线结构自下往上依次包括：

波控模块（1），设置有第一波控连接器（11）和第二波控连接器（12）；

馈网模块（2），设置有馈网高频连接器（21）和馈网低频连接器（22）；

框架（3），设置有第一盲插孔（32）、第二盲插孔（33）和第三盲插孔（34）；

TR模块（4），设置有第一TR高频连接器（41）、第二TR高频连接器（42）、TR低频连接器（43）和盲插连接器（44）；

微带板（5），与所述第一TR高频连接器（41）连接；

所述波控模块（1）、馈网模块（2）、TR模块（4）之间通过盲插互连传输信号，其中：所述波控模块（1）中设置有凹口（8），所述馈网模块（2）设置于所述凹口（8）内部；所述第一波控连接器（11）与所述馈网低频连接器（22）直接盲插互连；所述第二波控连接器（12）通过所述第一盲插孔（32）与所述TR模块（4）的盲插连接器（44）盲插互连，所述盲插连接器（44）与所述TR低频连接器（43）电连接，以对所述第二波控连接器（12）和TR低频连接器（43）进行连接；所述馈网高频连接器（21）通过所述第二盲插孔（33）与第一互连高频连接器（23）盲插互连，所述第二TR高频连接器（42）通过所述第三盲插孔（34）与第二互连高频连接器（24）盲插互连，所述第一互连高频连接器（23）与第二互连高频连接器（24）电连接，以对所述馈网高频连接器（21）和第二TR高频连接器（42）进行连接；

所述第一波控连接器（11）、第二波控连接器（12）、馈网高频连接器（21）均具有三个浮动安装方向，所述三个浮动安装方向为插入方向和垂直于插入方向的两个方向。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述框架（3）中设置有多个安装孔（31），所述波控模块（1）、馈网模块（2）、TR模块（4）通过所述安装孔（31）安装在所述框架（3）上。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括：

安装条（6），安装在所述TR模块（4）的一侧，所述安装条（6）中设置有第一过孔（61），所述微带板（5）上设置有与所述第一过孔（61）对应的开孔（51）；

固定结构（7），通过所述开孔（51）依次进入所述第一过孔（61）和相应的安装孔（31），以将所述TR模块（4）垂直安装在所述框架（3）上。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述安装条（6）中还设置有第二过孔（62），用于从侧面将所述安装条（6）安装在所述TR模块（4）的一侧。

5.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述固定结构（7）为松不脱螺钉，所述第一过孔（61）与所述松不脱螺钉匹配。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构包括一个及以上的TR模块（4），当所述天线结构包括一个以上的所述TR模块（4）时，相邻TR模块（4）之间形成散热通道（9），用于散出所述TR模块（4）产生的热量。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述框架（3）上还设置定位销（35），以对所述波控模块（1）、馈网模块（2）、TR模块（4）进行定位导向。

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