CN112928566A - 一种天线转接连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线转接连接器，属于电子技术领域，包含壳体和接线端，所述壳体一面为TR组件对接面，另一面为天线组件对接面，壳体中设有多层PCB板，所述PCB板的两面均设有所述接线端，所述接线端穿出所述壳体设置；所述PCB板两面的接线端通过PCB板内部的导线对应连接，连接接线端的导线长度差小于10 mil。这种天线转接连接器采用多层PCB转接天线阵列接口与TR模块接口，实现天线单元与相对应TR组件端口的信号传输。连接器内设有弹性组件，可缓冲天线移动和转动产生的振动，连接器结构简单，内部没有复杂的线束，体积得到大大减小，稳定性大大增强。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体为一种天线转接连接器。
背景技术
单一天线的方向性是有限的，为适合各种场合的应用，将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线，按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列，也叫天线阵。构成天线阵的天线辐射单元称为阵元。
天线阵列也可以按照天线元的连接方式分类。相控阵的所有元都连接到馈线，对于单个天线元，还有相位偏移、功率分配和阻抗匹配等问题，但是他们都接收来自于馈线的功率（假设为发射天线）。由于发射机提供了用于“驱动”各个天线元的功率，因此这种天线也叫“被驱动阵列”。另一方面，有些天线阵列中只有一个天线元与馈线相连接，而其他元的工作则是吸收和转射来自被驱动天线元的辐射功率，这些天线元叫做“寄生元”，这种天线叫做“寄生阵列”。
TR组件是天线的收发组件，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。T/R组件一般包括收发两个支路，单元电路应包括：本振、上下变频、滤波器、低噪声放大器、功率放大器、双工电路等。TR组件大量应用于有源相控阵雷达，主要用于实现对发射信号的放大、对接收信号的放大以及对信号幅度、相位的控制，由低噪放、功放、限幅器、移相器等组成。一部有源相控阵雷达包含了成千上万个TR组件，TR组件成本一般超过雷达总成本的50%，市场空间广阔。
由于天线阵列与TR组件连接的信道非常多，且要求信号一致性高，现有的天线阵列与TR组件连接器体积非常大，线束特别多，不利于成本控制和设备小型化的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术困难，提供一种天线阵列接口与TR模块接口之间的天线转接连接器，实现天线单元与相对应TR组件端口的信号传输功能。
为达到上述目的，采用的技术方案为：
一种天线转接连接器，包含壳体和接线端，所述壳体一面为TR组件对接面，另一面为天线组件对接面，壳体中设有多层PCB板，所述PCB板的两面均设有所述接线端，所述接线端穿出所述壳体设置；所述PCB板两面的接线端通过PCB板内部的导线对应连接，连接接线端的导线长度差小于10 mil。
进一步，所述TR组件对接面的接线端设置为9组矩阵对称排列；所述天线组件对接面的接线端均分布在中心处，呈矩阵排列。
进一步，所述TR组件对接面和天线组件对接面上的接线端数量相等，设有576-1152个。
进一步，所述PCB板与壳体两面之间均设有弹性组件。
进一步，所述弹性组件为套设在接线端上的橡胶圈，其中PCB板与TR组件对接面之间的橡胶圈压缩弹力为1.2-2.0N，PCB板与天线组件对接面之间的橡胶圈压缩弹力为0.8-1.5N。
进一步，所述PCB板中连接接线端的导线厚度为35um，宽度为20mil。
采用上述方案的有益效果为：这种天线转接连接器采用多层PCB转接天线阵列接口与TR模块接口，实现天线单元与相对应TR组件端口的信号传输。连接器内设有弹性组件，可缓冲天线移动和转动产生的振动，连接器结构简单，内部没有复杂的线束，体积得到大大减小，稳定性大大增强。
附图说明
图1为本发明天线转接连接器正面的结构示意图。
图2为本发明天线转接连接器背面的结构示意图。
图3为实施例1中通道仿真原理图。
图4为实施例1中通道仿真损耗曲线图。
图5为实施例1中通道仿真阻抗曲线图。
图6为实施例1中通道仿真驻波曲线图。
图中，TR组件对接面-1，天线组件对接面-2，接线端-3，固定组件-4。
具体实施方式
下面结合本发明的具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。若涉及附图，附图中的相同数字表示相同或同种要素。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1和图2，一种天线转接连接器，包含壳体和接线端，所述壳体一面为TR组件对接面1，另一面为天线组件对接面2，壳体中设有多层PCB板，所述PCB板的两面均设有所述接线端，所述接线端穿出所述壳体设置；所述PCB板两面的接线端3通过PCB板内部的导线对应连接，连接接线端3的导线长度差小于10 mil。壳体是2块金属结构件，接线端型号为SMP-J和SSMP-J射频端子，该产品外形尺寸为：430*430*24毫米（厚度不含端子）。
所述TR组件对接面1的接线端3设置为9组矩阵对称排列；所述天线组件对接面2的接线端3均分布在中心处，呈矩阵排列。所述TR组件对接面1和天线组件对接面2上的接线端3数量相等，设有576-1152个。
所述PCB板中连接接线端3的导线厚度为35um，宽度为20mil。连接器的壳体通过固定组件4连接，固定组件4可采用防松螺钉，壳体上设有标牌和方向指示标志。
天线转接连接器的主要指标：
a)使用频率：DC～18GHz；
b)单通道耐功率：10W（连续波20V-0.5A）；
c)损耗：﹤2.5dB；
d)驻波：﹤1.5；
e)相位一致性：±10°；
f)连接端面整体平面度﹤0.1mm；
g)任意射频端口位置精度：≤±0.05mm。
天线转接连接器电性能指标分析：
1）通道仿真原理图及损耗曲线
根据设计思路建立图3所示的通道仿真原理图，通过仿真得出图4所示最原始的损耗数据。
经过通道仿真得出的损耗曲线可以看出，本产品设计可以满足损耗﹤2.5dB的要求。
2）损耗、驻波仿真分析
本申请的转接连接器采用多层PCB板转接的方式来实现TR组件与天线模块之间的信号互联。运用HFSS仿真软件建立仿真模型，并通过调整设计PCB板上过孔以及PCB与连接器端接部位的阻抗，可优化仿真模型，得到最后的输出结果，仿真曲线如图5、图6所示。如图可见本方案设计的可以满足损耗﹤2.5dB和驻波﹤1.5的要求。
3）单通道耐功率分析
从整个电路进行分析，单通道的耐功率与PCB板的设计有关，其中耐电压的大小主要由PCB板内层与层之间的距离决定，PCB的载流主要由PCB板内带状线的结构设计有关。
信号线与信号线之间的最小距离为15mil（0.381mm），层之间的介质采用FR28，耐电压远远大于20V，20mil的线宽可以满足1A的载流要求。由上可得单通道的耐功率完全可以满足10W的要求。
4）相位一致性设计要求
本方案PCB内的电路采用绕等长设计，在设计阶段将不同电路的物理长度设计成同等长度。该产品中对相位一致性的要求为：﹤±10°，而PCB加工精度约为0-5 mil，本方案设计导线长度差小于10 mil，可完全满足信号相位﹤±10°的一致性要求。
实施例2
天线转接连接器的受力结构件主要是其壳体的两块板，其中一块起到固定TR组件端的SMP-J连接器和PCB板的作用，将之定义为结构件1；另外一块起到固定天线模块端SSMP-J连接器和转接盒盖板的作用，将之定义为结构件2。
连接端面整体平面度﹤0.1mm和任意射频端口位置精度：≤±0.05mm，在现在的机械加工设备的加工精度下可以满足要求。
线转接连接器的两块结构件在连接器安装上去后主要承受弹性零件对结构件的反作用力。
本方案在所述PCB板与壳体两面之间均设有弹性组件。所述弹性组件为套设在接线端上的橡胶圈，其中PCB板与TR组件对接面1之间的橡胶圈压缩弹力为1.2-2.0N，PCB板与天线组件对接面2之间的橡胶圈压缩弹力为0.8-1.5N。
直径0.5mm的弹性零件，该弹性零件压缩后产生的弹力为1.2N左右，直径为0.38mm的弹性零件，该弹性零件压缩后产生的弹力为0.8N左右。结构件1和结构件2均采用6061-T4的铝材加工。设计应力乘以安全系数，分别按2N、1.5N的载荷对结构件1和结构件2的强度进行仿真，经过仿真演算，本方案设计的转接连接器在电气性能和机械强度上均能满足要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种天线转接连接器，包含壳体和接线端，其特征是：所述壳体一面为TR组件对接面（1），另一面为天线组件对接面（2），壳体中设有多层PCB板，所述PCB板的两面均设有所述接线端，所述接线端穿出所述壳体设置；所述PCB板两面的接线端（3）通过PCB板内部的导线对应连接，连接接线端（3）的导线长度差小于10 mil。
2.根据权利要求1所述的天线转接连接器，其特征是：所述TR组件对接面（1）的接线端（3）设置为9组矩阵对称排列；所述天线组件对接面（2）的接线端（3）均分布在中心处，呈矩阵排列。
3.根据权利要求1所述的天线转接连接器，其特征是：所述TR组件对接面（1）和天线组件对接面（2）上的接线端（3）数量相等，设有576-1152个。
4.根据权利要求1所述的天线转接连接器，其特征是：所述PCB板与壳体两面之间均设有弹性组件。
5.根据权利要求4所述的天线转接连接器，其特征是：所述弹性组件为套设在接线端上的橡胶圈，其中PCB板与TR组件对接面（1）之间的橡胶圈压缩弹力为1.2-2.0N，PCB板与天线组件对接面（2）之间的橡胶圈压缩弹力为0.8-1.5N。
6.根据权利要求4所述的天线转接连接器，其特征是：所述PCB板中连接接线端（3）的导线厚度为35um，宽度为20mil。
Priority Applications (1)
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| CN202110238148.9A CN112928566A (zh) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | 一种天线转接连接器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN112928566A true CN112928566A (zh) | 2021-06-08 |
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Family Applications (1)
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| CN202110238148.9A Pending CN112928566A (zh) | 2021-03-04 | 2021-03-04 | 一种天线转接连接器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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2021
- 2021-03-04 CN CN202110238148.9A patent/CN112928566A/zh active Pending
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