CN112040685A - 一种大功率片式tr组件 - Google Patents

Abstract

一种大功率片式TR组件。包括上盖板、下盖板和壳体。上盖板设有射频电路板，射频电路板设有有通孔，上盖板对应通孔设有热沉，热沉设有功率器件，功率器件穿过通孔，射频电路板侧面设有凸台a；下盖板内壁设有综合控制板，综合控制板用于控制射频电路以及供电，综合控制板侧面设有凸台b；壳体两端面分别开设有屏蔽腔a与屏蔽腔b，射频电路板设于屏蔽腔a内，综合控制板设于屏蔽腔b内，壳体侧面设有凹槽，凹槽与屏蔽腔a和屏蔽腔b连通,凸台a与凸台b穿设于凹槽内，凹槽内设有连接板，连接板通过连接线与凸台a与凸台b连接，凹槽用侧盖板密封。尺寸紧凑，屏蔽效果好，具有良好的导热性好散热效果。

Description

一种大功率片式TR组件

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种大功率片式TR组件。

背景技术

随着时代的发展，有源相控阵雷达以其独特的体积、重量和原理优势得到越来越广泛的应用，大有完全替代传统雷达的趋势。TR组件是有源相控阵雷达的核心部件，其体积的大小及性能的优劣直接决定了有源相控阵雷达的优劣。在保证性能的前提下，TR组件逐渐向小型化、片式化发展。当TR组件越小其内部的屏蔽以及散热功能都将受到严重的影响。如果屏蔽效果不好则会造成组件内部信号干扰严重，轻则性能指标无法实现，重则烧毁电路。目前单个芯片由于功率密度和芯片面积的限制，效率比较低。如果要实现大功率的应用，则组件的热耗将急剧增加。因此TR组件的散热成为进一步缩小TR组件尺寸的主要瓶颈。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种大功率片式TR组件， 通过独特的壳体结构设计，优化功率器件的传热方式，在确保片式TR组件性能的前提下，满足TR组件大功率散热以及屏蔽效果的需要，同时使片式TR组件的结构更加紧凑。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种大功率片式TR组件，包括：上盖板、下盖板以及壳体。

上盖板内壁设有射频电路板，所述射频电路板设有通道屏蔽条，所述通道屏蔽条将所述射频电路板分隔为多组多通道屏蔽腔，所述射频电路板对应所述多通道屏蔽腔加工有通孔，所述上盖板对应所述通孔设有热沉，所述热沉设有功率器件，所述功率器件穿过所述通孔，所述射频电路板侧面设有凸台a；

下盖板内壁设有综合控制板，所述综合控制板用于控制射频电路以及供电，所述综合控制板侧面设有凸台b；

壳体两端面分别开设有屏蔽腔a与屏蔽腔b，所述射频电路板设于所述屏蔽腔a内，所述综合控制板设于所述屏蔽腔b内，所述壳体侧面设有凹槽，所述凹槽与所述屏蔽腔a和屏蔽腔b连通,所述凸台a与凸台b穿设于所述凹槽内，所述凹槽内设有连接板，所述连接板通过连接线与所述凸台a与凸台b连接，所述凹槽用侧盖板密封。

进一步的，所述射频电路板对应所述多通道屏蔽腔设有天线射频接头，所述综合控制板连接有低频接头以及射频公共接头。

进一步的，所述屏蔽腔a底面和侧面加工有镶嵌槽，所述通道屏蔽条嵌设于所述镶嵌槽内。

进一步的，所述凸台a与凸台b以及连接板均设有焊盘，并且所述连接板设有两列所述焊盘，并分别与所述凸台a以及凸台b的焊盘一一对应。

进一步的，所述凸台a沿所述射频电路板侧面设有若干段，所述凸台b沿所述综合控制板侧面设有若干段。

进一步的，所述综合控制板设有控制器组件以及芯片组件。

进一步的，所述射频电路板对应所述功率器件均设有射频电路器件。

进一步的，所述上盖板与下盖板均设有多个安装座，所述安装座加工有螺纹孔。

进一步的，所述上盖板嵌设于所述屏蔽腔a内，所述下盖板嵌设于所述屏蔽腔b内。

进一步的，所述上盖、下盖板以及壳体均板采用导热金属制成。

本发明的有益效果在于：

1、具有良好的导热性好散热效果，将功率器件通过热沉直接与上盖板连接，缩短热传导的距离，提高导热效果，上盖板采用导热性好的金属制作，更有利于散热；

2、提高了屏蔽效果，降低内部信号干扰，壳体针对射频电路板和综合控制板设有独立的屏蔽腔，并且多通道屏蔽腔之间设有通道屏蔽条，通道屏蔽条一面嵌于屏蔽腔a的底面，一面与射频电路板接触，进一步增加各个多通道屏蔽腔之间的屏蔽效果；

3、尺寸更加紧凑，有效降低了TR组件的重量，射频电路板和综合控制板采用侧面进行连通，降低了TR组件的厚度尺寸，并且上盖板与下盖板均嵌设在壳体内部，使TR组件的尺寸进一步减小；

4、密封性好，侧盖板、上盖板以及下盖板均采用低温合金与壳体焊接在一起。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。

图1示出了本申请的爆炸图一；

图2示出了本申请的爆炸图二；

图3示出了本申请的剖视图；

图4示出了A部的局部放大图；

图5示出了壳体的结构；

图6示出了综合控制板与下盖板的组合状态图；

图7示出了射频电路板与上盖板的组合状态图；

图8示出了凸台a、凸台b与连接板的安装状态图；

图9示出了B部的局部放大图；

图10示出了组件的外观视图一；

图11示出了组件的外观视图二。

图中标记：10-上盖板、11-射频电路板、111-多通道屏蔽腔、112-通孔、113-凸台a、12-通道屏蔽条、13-天线射频接头、14-热沉、15-功率器件、16-射频电路器件、17-安装座、20-下盖板、21-综合控制板、211-凸台b、22-低频接头、23-射频公共接头、24-控制器组件、25-芯片组件、30-壳体、301-镶嵌槽、31-屏蔽腔a、32-屏蔽腔b、33-凹槽、331-加强筋、332-连通孔、34-连接板、35-连接线、36-侧盖板、37-焊盘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。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。

实施例

如图1-11所示，一种大功率片式TR组件，包括：矩形结构的上盖板10、下盖板20以及壳体30。

具体的，上盖板10内壁设有射频电路板11，射频电路板11可采用焊接、粘接或是螺栓连接的方式与上盖板10相连，射频电路板11通过低温合金焊接设有通道屏蔽条12，通道屏蔽条12呈十字结构，将射频电路板11分隔为4组多通道屏蔽腔111，射频电路板11对应多通道屏蔽腔111加工有通孔112，上盖板10对应通孔112设有热沉14，热沉14表面设有功率器件15，功率器件15穿过通孔112并位于多通道屏蔽腔111内，本申请的功率器件15为射频微波放大器芯片，射频电路板11侧面设有凸台a113。射频电路板11对应功率器件15均设有射频电路器件。

本申请将产生热量的功率器件15通过热沉14紧贴在金属外壳的方式，减短了组件内部的散热路径，使组件的热能快速传导至上盖板10，以便片式TR组件的外部冷却，确保该设计在大功率应用环境下可靠运行。

具体的，下盖板20内壁设有综合控制板21，综合控制板21与下盖板20之间可采用焊接、粘接或是螺栓的连接方式，综合控制板21用于控制射频电路以及供电，综合控制板21侧面设有凸台b211。综合控制板21设有控制器组件24，用于以及芯片组件25，包括电阻，电容，功放，逻辑控制，电源控制。

更具体的，射频电路板11对应多通道屏蔽腔111通过连接器针采用金锡合金焊接的方式连接有有天线射频接头13，天线射频接头13安装固定于上盖板10的外壁，同时射频电路板11上还设有射频芯片，并且芯片之间通过金丝键合的方式进行互联。

更具体的，综合控制板21通过焊接连接有低频接头22以及射频公共接头23，低频接头22与射频公共接头23安装固定于下盖板20的外壁。低频接头22采用多芯插针，以实现组件供电和控制信号的传输；射频公共接头23采用SMP射频连接器，以实现组件射频信号与后端的连接；射频公共接头9和低频接头8均设置在下盖板20的外表面，并通过焊接的方式与综合控制板21相连。

具体的，壳体30采用矩形结构的材料经机械加工成型，壳体30一端面设屏蔽腔a31另一端面设有屏蔽腔b32，上盖板10与下盖板20连接于壳体30两端面，上盖板10嵌设于屏蔽腔a31内，下盖板20嵌设于屏蔽腔b32内，然后再利用低温合金将上盖板10以及下盖板20与壳体30焊接在一起，在密封要求不高的使用环境中也可采用粘接的方式连接。射频电路板11设于屏蔽腔a31内，综合控制板21设于屏蔽腔b32内，将射频电路板11与综合控制板21分隔设置，提高屏蔽的效果，壳体30一侧面设有凹槽33，凹槽33与屏蔽腔a31和屏蔽腔b32均连通,凸台a113与凸台b211穿设于凹槽33内，凹槽33内设有连接板34，凸台a113和凸台b211的端面与连接板34的表面平齐，连接板34通过连接线35与凸台a113与凸台b211连接，凹槽33用侧盖板36密封。

更具体的，凸台a113与凸台b211以及连接板34均设有焊盘37，并且连接板34设有两列焊盘37，并分别与凸台a113以及凸台b211的焊盘37一一对应，焊盘37通过焊接的方式与连接板34相连，多根连接线35同时连接在凸台a113与连接板34上的焊盘37，将射频电路板11与连接板34相连；多根连接线35同时连接在凸台b211与连接板34上的焊盘37，将综合控制板21与连接板34相连，继而实现射频电路板11与综合控制板21的连接。

优选的，屏蔽腔a31底面和四周侧面加工有连通的镶嵌槽301，通道屏蔽条12通过一侧面以及四个端面嵌设于镶嵌槽301内，通道屏蔽条12的另一侧面紧贴于射频电路板11，进一步提高屏蔽效果，以及使多通道屏蔽腔111的范围和位置更加稳定。

优选的，如图5-7所示，凹槽33的中间段设有若干加强筋331，以保证壳体30侧面的结构强度。本实施例中，加强筋331设有一处，并将凹槽33与屏蔽腔a31和屏蔽腔b32之间连通孔332分隔为两段，本实施例的凸台a113沿射频电路板11侧面设有两段，凸台b211沿综合控制板21侧面设有两段，分别对应插入连通孔332。凸台a113以及凸台b211的设置数量还可以是一段，此结构时凹槽33内未设置加强筋331；凸台a113以及凸台b211的设置数量还可以是三段，此结构时凹槽33内设置加强筋331的数量为3-1。在设置有多段加强筋331时，其目的还为便于TR组件内部分区进行连接，使TR组件内部连接更加整洁规范。

具体的，如图10、图11所示，上盖板10与下盖板20均设有多个安装座17，安装座17加工有螺纹孔，通过安装座17将TR组件与主体设备连接。本实施例中上盖板10与下盖板20个设有4个安装座17，并且都设置在四个角落。

优选的，上盖板10、下盖板20以及壳体30均采用导热性能好的金属制成，例如铝或无氧铜，可增加组件的散热效果。

本申请实施例的TR组件设计方案可应用于从C到Ku波段的大功率TR组件方案，其应用范围广，有较好市场前景。

射频电路板11、综合控制板21以及连接板34采用高频板材加工，同时射频电路板11、综合控制板21以及连接板34均加工有金属化通孔，以增加电路板的传热效率。

上盖板10、下盖板20以壳体30内壁通过镀金或是镀银处理，增加TR组件的接地性能，可使接地电阻更小。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种大功率片式TR组件，包括：上盖板（10）、下盖板（20）以及壳体（30），其特征在于：

上盖板（10）内壁设有射频电路板（11），所述射频电路板（11）设有通道屏蔽条（12），所述通道屏蔽条（12）将所述射频电路板（11）分隔为多组多通道屏蔽腔（111），所述射频电路板（11）对应所述多通道屏蔽腔（111）加工有通孔（112），所述上盖板（10）对应所述通孔（112）设有热沉（14），所述热沉（14）设有功率器件（15），所述功率器件（15）穿过所述通孔（112），所述射频电路板（11）侧面设有凸台a（113）；

下盖板（20）内壁设有综合控制板（21），所述综合控制板（21）用于控制射频电路以及供电，所述综合控制板（21）侧面设有凸台b（211）；

壳体（30）两端面分别开设有屏蔽腔a（31）与屏蔽腔b（32），所述射频电路板（11）设于所述屏蔽腔a（31）内，所述综合控制板（21）设于所述屏蔽腔b（32）内，所述壳体（30）侧面设有凹槽（33），所述凹槽（33）与所述屏蔽腔a（31）和屏蔽腔b（32）连通,所述凸台a（113）与凸台b（211）穿设于所述凹槽（33）内，所述凹槽（33）内设有连接板（34），所述连接板（34）通过连接线（35）与所述凸台a（113）与凸台b（211）连接，所述凹槽（33）用侧盖板（36）密封。

2.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述射频电路板（11）对应所述多通道屏蔽腔（111）设有天线射频接头（13），所述综合控制板（21）连接有低频接头（22）以及射频公共接头（23）。

3.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述屏蔽腔a（31）底面及侧面加工有镶嵌槽（301），所述通道屏蔽条（12）嵌设于所述镶嵌槽（301）内。

4.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述凸台a（113）与凸台b（211）以及连接板（34）均设有焊盘（37），并且所述连接板（34）设有两列所述焊盘（37），并分别与所述凸台a（113）以及凸台b（211）的焊盘（37）一一对应。

5.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述凸台a（113）沿所述射频电路板（11）侧面设有若干段，所述凸台b（211）沿所述综合控制板（21）侧面设有若干段。

6.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述综合控制板（21）设有控制器组件（24）以及芯片组件（25）。

7.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述射频电路板（11）对应所述功率器件（15）均设有射频电路器件（16）。

8.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述上盖板（10）与下盖板（20）均设有多个安装座（17），所述安装座（17）加工有螺纹孔。

9.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述上盖板（10）嵌设于所述屏蔽腔a（31）内，所述下盖板（20）嵌设于所述屏蔽腔b（32）内。

10.根据权利要求1所述的一种大功率片式TR组件，其特征在于，所述上盖板（10）、下盖板（20）以及壳体（30）均采用导热金属制成。

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