CN114430288B - 一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及雷达通信技术领域,具体公开了一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,包括从上至下层级设置的复合板(4)、金属隔板(6)和数字板(8);复合板(4)上设置有上下变频通道,数字板(8)上设置有本振源、控制电路和电源电路;复合板(4)和数字板(8)之间的高频本振信号通过第一连接器实现电缆互联,之间的低频信号通过第二连接器实现垂直对扣互联。该小型化收发变频模块将设置有上下变频通道的复合板(4)与设置有本振源、控制电路和电源电路的数字板(8)通过金属隔板(6)上下叠放,并设置连接器实现复合板(4)和数字板(8)之间的信号互联,在空间上既实现了物理信号的良好隔离,又满足产品的小型化堆叠设计。
Description
技术领域
本发明涉及雷达通信技术领域,尤其涉及一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块。
背景技术
收发变频模块是指既可以实现射频RF信号到中频IF的下变频接收功能,又可以实现中频IF信号到射频RF信号的上变频发射功能的集成化模块。传统的收发变频模块为了解决一收一发信号之间的串扰问题,会将接收通道和发射通道完全独立设计,导致接收通道的本振和发射通道的本振无法互用,产品集成度低无法实现小型化。
整机系统内部一般集成多个收发通道,比如2收2发系统,4收4发系统,在有限空间内集成多个通道可将系统的应用带宽和瞬时处理能力得到多重扩展,因此实现一收一发模块的小型化显得尤为重要。尺寸越小,收发通道信号间的串扰越大,隔离无关信号和串扰信号难度越大。
发明内容
本发明提供一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,解决的技术问题在于:如何在隔离无关信号和干扰信号的基础上实现收发变频模块的小型化。
为解决以上技术问题,本发明提供一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,包括从上至下层级设置的复合板、金属隔板和数字板;所述复合板上设置有上下变频通道,所述数字板上设置有本振源、控制电路和电源电路;所述复合板和所述数字板之间的高频本振信号通过第一连接器实现电缆互联,所述复合板和所述数字板之间的低频信号通过第二连接器实现垂直对扣互联。
该小型化收发变频模块将设置有上下变频通道的复合板与设置有本振源、控制电路和电源电路的数字板上下叠放,通过金属隔板隔开,并设置连接器实现复合板和所述数字板之间的信号互联,在空间上既实现了物理信号的良好隔离,同时满足产品的小型化堆叠设计。
在进一步的方案中,该小型化收发变频模块还包括上壳套、压板、内盖板,所述复合板通过焊接的方式安装在所述上壳套中,所述压板安装在所述复合板上,所述内盖板盖合在所述上壳套上。
在该方案中,复合板不使用导电胶粘接工艺,而是通过焊接的方式与上壳套紧密互联,形成一个整体,这样的组装方式既保证了整体射频地的连续性,又利用上壳套本身实现了板内收发通道的空间隔离,解决无关信号的相互串扰问题。压板和内盖板的设置可增加内部的气密性,提高产品的可靠性和耐用性。
在进一步的方案中,该小型化收发变频模块还包括下壳套和外盖板;所述数字板安装在所述下壳套中,所述下壳套通过螺钉与所述上壳套紧固一体,所述外盖板盖合在所述下壳套上。
在该方案中,单独设置下壳套用于固定数字板,不仅可保护数字板,还可增强产品整体的可靠性,通过螺钉将下壳套与上壳套紧固一体,再用外盖板进行封装,进一步提高产品的气密性、可靠性和耐用性。
在进一步的方案中,该小型化收发变频模块还包括位于所述内盖板上且封焊在所述上壳套上的激光封焊盖板,实现了产品的完全气密,并进一步提高了产品的可靠性和耐用性。
在进一步的方案中,所述金属隔板通过螺钉安装在所述上壳套与所述下壳套之间,以物理隔断复合板和数字板,解决无关信号的相互串扰问题。
在进一步的方案中,所述上壳套为中空的第一矩形金属围框,所述下壳套为向内设有安装支脚的第二矩形金属围框,所述安装支脚用于通过螺钉安装所述数字板,所述第一矩形金属围框与所述第二矩形金属围框之间通过螺钉固定连接。
在该方案中,上壳套和下壳套均为金属围框,上壳套设计为金属围框实现了空间隔离,由于腔体和围框一体化设计,既保证了整体射频地的连续性,又利用壳体本身实现了板内收发通道的空间隔离,解决无关信号的相互串扰问题。下壳套采用金属围框,便于与上壳套进行安装,支出的安装支脚可使金属板紧固在下壳套上,结构紧凑。上壳套和下壳套作为整个小型化收发变频模块的主体框架,采用金属围框的设计,使结构坚固,完全气密,可靠性和耐用性高。
在进一步的方案中,所述复合板由八层基板复合而成,从上至下的第一层基板与第三层基板设置有0.03G~18G的射频走线,所述第一层基板与所述第三层基板之间的射频走线通过过孔实现互联;第二层基板的大部分面积采用覆铜板作为地层,形成射频信号的参考地。该方案对0.03G~18G的射频走线采用两层基板,相比铺设在一层基板上的方式,本方案可缩小产品的尺寸,而增加的一层基板的高度可忽略不计,并且每层基板的尺寸保持与数字板一致,可将产品的整体尺寸压缩至最小。
在进一步的方案中,所述复合板的第四层基板至第八层基板采用FR4材料,并设置有低频信号走线。
在进一步的方案中,所述第一连接器包括本振一连接器和本振二连接器,所述数字板通过分频方式生成输出频率为20.2GHz的本振一信号,通过倍频方式生成输出频率为24-40GHz的本振二信号,所述复合板上的上下变频通道分别通过所述本振一连接器、所述本振二连接器共用本振一信号和本振二信号;所述本振一连接器和所述本振二连接器均包括UMCC接口及连接线缆,所述UMCC接口分别设置在所述上壳套和所述下壳套的边侧,在所述上壳套和所述下壳套的边侧面上还预留有用于嵌设所述连接线缆的线槽该方案通过本振一连接器和本振二连接器实现了上下变频通道对本振一信号和本振二信号的共用,模块的集成度更高,可进一步缩小模块的尺寸。还通过在上壳套和下壳套上预留线槽,可安装连接线缆,预留开孔可安装UMCC接口,这种安装方式简单,可使模块的结构更紧凑,尺寸可被进一步压缩。
通过上述设计,本发明提供的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,所述内盖板、所述上壳套、所述下壳套和所述外盖板紧固一体后整体尺寸在120mm×72mm×17.8mm范围内,实现了收发变频模块的小型化,实现了变频通道、快速本振源以及控制电路的高度集成,且模块内部完全气密,该小型化收发变频模块具有高可靠性和高耐用性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块的正视图;
图2是本发明实施例提供的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块的结构爆炸图(不含螺钉、第一连接器和第二连接器);
图3是本发明实施例提供的上壳套和下壳套组装一体的立体图;
图4是本发明实施例提供的激光封焊盖板、内盖板、压板、复合板、上壳套组装一体沿层级剖开的俯视图;
图5是本发明实施例提供的复合板、上壳套组装一体的俯视图;
图6是本发明实施例提供的内盖板、压板、复合板、上壳套组装一体的俯视图;
图7是本发明实施例提供的激光封焊盖板、内盖板、压板、复合板、上壳套组装一体的俯视图;
图8是本发明实施例提供的金属隔板、下壳套、数字板、外盖板组装一体沿层级剖开的仰视图;
图9是本发明实施例提供的数字板与下壳套组装一体的仰视图;
图10是本发明实施例提供的金属隔板及本振一连接器和本振二连接器的仰视图;
附图标记:激光封焊盖板1,内盖板2,压板3、复合板4,上壳套5,金属隔板6,下壳套7,安装支脚71,数字板8,外盖板9,UMCC接口10,连接线缆11,线槽12。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式,实施例的给出仅仅是为了说明目的,并不能理解为对本发明的限定,包括附图仅供参考和说明使用,不构成对本发明专利保护范围的限制,因为在不脱离本发明精神和范围基础上,可以对本发明进行许多改变。
本发明实施例提供的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,如图2所示,包括从上至下层级设置的复合板4、金属隔板6和数字板8。复合板4上设置有上下变频通道,数字板8上设置有本振源、控制电路和电源电路。复合板4和数字板8之间的高频本振信号通过第一连接器实现电缆互联,复合板4和数字板8之间的低频信号(即除高频本振信号之间的其他信号)通过第二连接器实现垂直对扣互联。对于本收发变频模块来说,复合板4、数字板8、金属隔板6、第一连接器、第二连接器的设计可实现产品的基本功能,三层板上下叠放的方式,在空间上既实现了物理信号的良好隔离,又满足产品的小型化堆叠设计。
在图2、4中,还可以看到,该小型化收发变频模块还包括上壳套5、压板3、内盖板2,复合板4通过焊接的方式安装在上壳套5中(安装后的俯视图如图5所示),压板3安装在复合板4上,内盖板2盖合在上壳套5上(安装后的俯视图如图6所示)。如图3所示,上壳套5采用中空的第一矩形金属围框,便于通过焊接的方式安装复合板4,而复合板4不使用导电胶粘接工艺与上壳套5安装,而是通过焊接的方式形成一个整体,这样的组装方式既保证了整体射频地的连续性,又利用壳体本身实现了板内收发通道的空间隔离,解决无关信号的相互串扰问题。压板3和内盖板2的设置用于增加内部的气密性,提高结构的可靠性和耐用性。金属围框本身具有坚固的结构,不仅可保护复合板4,还能使安装后的复合板4、压板3、内盖板2整体结构稳固,不易松动。在生产上金属围框采用一体成型工艺制成,生产成本低、效率高。
在图2、4中,还可以看到,该小型化收发变频模块还包括位于内盖板2上且封焊在上壳套5上的激光封焊盖板1(安装后的俯视图如图7所示),实现了产品的完全气密,并进一步提高了产品的可靠性和耐用性。
具体的,复合板4由八层基板复合而成,从上至下的第一层基板与第三层基板设置有0.03G~18G的射频走线,该两层之间的射频走线通过过孔实现互联;第二层基板的大部分面积采用覆铜板作为地层,形成射频信号的参考地。该方案对0.03G~18G的射频走线采用两层基板,相比铺设在一层基板上的方式,本方案可缩小产品的尺寸,增加的高度可忽略不计,并且每层基板的尺寸保持与数字板8一致,可将产品的整体尺寸压缩至最小。第一层基板至第三层基板采用高频介质材料,用于布置射频走线;第四层基板至第八层基板采用FR4材料,用于布置低频信号走线。第一层基板利用挖槽,可以粘接裸芯片、陶瓷片以及软基材。
在图2、8中,还可以看到,该小型化收发变频模块还包括下壳套7和外盖板9;数字板8安装在下壳套7中(安装后的仰视图如图9所示),下壳套7通过螺钉与上壳套5紧固一体,外盖板9盖合在下壳套7上。如图3所示,下壳套7采用向内设有安装支脚71的第二矩形金属围框,安装支脚71用于通过螺钉安装数字板8,第一矩形金属围框与第二矩形金属围框之间即上壳套5与下壳套7之间通过螺钉固定连接。本例单独设置下壳套7用于固定数字板8,不仅可保护数字板8,还可增强产品整体的可靠性,并通过螺钉与上壳套5紧固一体,再用外盖板9进行封装,进一步提高产品的气密性、可靠性和耐用性。下壳套7也采用金属围框,便于与上壳套5进行安装,支出的金属安装支脚71可使金属板紧固在下壳套7上,结构紧凑。上壳套5和下壳套7作为整个小型化收发变频模块的主体框架,采用金属围框的设计,使结构坚固,完全气密,可靠性和耐用性高。
需要特别指出的是,金属隔板6通过螺钉安装在上壳套5与下壳套7之间,以物理隔断复合板4和数字板8,解决无关信号的相互串扰问题。在图8中可以看到金属隔板6安装在下壳套7中,位于数字板8之上,金属隔板6的仰视图则如图10所示。
本例数字板8采用两次变频方案,为了最大程度地降低杂散抑制,第二次变频采用高本振方案实现。本振一采用点频模式,本振二为宽带本振,且频率较高,采用倍频方式实现。两个本振信号分别通过倍频分频方式给收发通道提供本振信号。本振一信号输出频率为20.2GHz,采用锁相频率合成器直接得到,本振二信号输出频率为24-40GHz,采用锁相频率合成器生成12-20GHz频率倍频得到。上下变频通道共用两个高频本振信号,避免资源浪费,同时可实现小型化。
为了实现对两个高频本振信号的共用,本例第一连接器包括本振一连接器和本振二连接器,复合板4上的上下变频通道分别通过本振一连接器、本振二连接器共用本振一信号和本振二信号。其中,如图2所示,本振一连接器采用UMCC接口10(UMCC,Ultra MiniatureCoaxial Connector,超微型同轴连接器)及连接线缆11,UMCC接口10分别设置在上壳套5和下壳套7的边侧,在上壳套5和下壳套7的边侧面上还预留有用于嵌设所述连接线缆11的线槽12。本振二连接器的设置与本振一连接器相同,连接在上壳套5和下壳套7的另一边侧,图4至图10对本振一连接器、本振二连接器的结构及安装位置也有所体现。在其他实施方式中,本振一连接器、本振二连接器的安装位置可互换,相应地,复合板4和数字板8的电路需调整。
该方案通过本振一连接器和本振二连接器实现了上下变频通道对本振一信号和本振二信号的共用,模块的集成度更高,可进一步缩小模块的尺寸。本例还通过在上壳套5和下壳套7上预留线槽12、可安装连接线缆11,预留开孔可安装UMCC接口10,这种安装方式简单,可使模块的结构更紧凑,尺寸可被进一步压缩。
在数字板8上,外部电源输入为直流+12V,通过电源芯片转换到输出,内部模块用到的电源包括+12V、+5V、-5V;为了提升电源使用效率,降低模块发热量,内部设计效率接近80%左右的电源模块对+12V进行转换,再通过高纹波抑制比的LDO芯片稳压后提供给后续电路。
外盖板9、内盖板2、上壳套5、下壳套7整体体现了小型化收发变频模块的外形和尺寸,整体尺寸可控制在120mm×72mm×17.8mm范围内。
本例设计的小型化收发变频模块,实现了变频通道、快速本振源以及控制电路的高度集成,模块功耗不大于15W,结构足够小型化,且完全气密,具有高可靠性和高耐用性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于,包括从上至下层级设置的复合板(4)、金属隔板(6)和数字板(8);所述复合板(4)上设置有上下变频通道,所述数字板(8)上设置有本振源、控制电路和电源电路;所述复合板(4)和所述数字板(8)之间的高频本振信号通过第一连接器实现电缆互联,所述复合板(4)和所述数字板(8)之间的低频信号通过第二连接器实现垂直对扣互联;
所述复合板(4)由八层基板复合而成,从上至下的第一层基板与第三层基板设置有0.03G~18G的射频走线,所述第一层基板与所述第三层基板之间的射频走线通过过孔实现互联;第二层基板的大部分面积采用覆铜板作为地层,形成射频信号的参考地;
所述复合板(4)的第四层基板至第八层基板采用FR4材料,并设置有低频信号走线。
2.根据权利要求1所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:还包括上壳套(5)、压板(3)、内盖板(2),所述复合板(4)通过焊接的方式安装在所述上壳套(5)中,所述压板(3)安装在所述复合板(4)上,所述内盖板(2)盖合在所述上壳套(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:还包括下壳套(7)和外盖板(9);所述数字板(8)安装在所述下壳套(7)中,所述下壳套(7)通过螺钉与所述上壳套(5)紧固一体,所述外盖板(9)盖合在所述下壳套(7)上。
4.根据权利要求2所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:还包括位于所述内盖板(2)上且封焊在所述上壳套(5)上的激光封焊盖板(1)。
5.根据权利要求3所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:所述金属隔板(6)通过螺钉安装在所述上壳套(5)与所述下壳套(7)之间。
6.根据权利要求5所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:所述上壳套(5)为中空的第一矩形金属围框,所述下壳套(7)为向内设有安装支脚(71)的第二矩形金属围框,所述安装支脚(71)用于通过螺钉安装所述数字板(8),所述第一矩形金属围框与所述第二矩形金属围框之间通过螺钉固定连接。
7.根据权利要求3所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:所述第一连接器包括本振一连接器和本振二连接器,所述数字板(8)通过分频方式生成输出频率为20.2GHz的本振一信号,通过倍频方式生成输出频率为24-40GHz的本振二信号,所述复合板(4)上的上下变频通道分别通过所述本振一连接器、所述本振二连接器共用本振一信号和本振二信号;所述本振一连接器和所述本振二连接器均包括UMCC接口(10)及连接线缆(11),所述UMCC接口(10)分别设置在所述上壳套(5)和所述下壳套(7)的边侧,在所述上壳套(5)和所述下壳套(7)的边侧面上还预留有用于嵌设所述连接线缆(11)的线槽(12)。
8.根据权利要求7所述的一种基于电子对抗的小型化宽带收发变频模块,其特征在于:所述内盖板(2)、所述上壳套(5)、所述下壳套(7)和所述外盖板(9)紧固一体后整体尺寸在120mm×72mm×17.8mm范围。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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