CN211629305U - 一种嵌套式辐射阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种嵌套式辐射阵，包括：金属外框，具有上方开口的收容腔；金属安装板，装设在金属外框的收容腔中，包括金属基板，该金属基板将该收容腔区隔为位于下方的第一收容腔和位于上方的第二收容腔；若干低频天线阵，竖直地插置在该收容腔中；若干高频天线阵，竖直地插置在该收容腔中；高频天线阵嵌套在低频天线阵中；若干高频功率合成模块，设置在该高频天线阵的底侧，其包括金属框；若干储能材料件，设置在该高频功率合成模块的金属框与该金属安装板之间；以及由功放大、低噪放、开关、幅相控制电路组成的低频收发组件，水平地设置在该第一收容腔中，各个该低频天线阵的连接器穿设该基板与该低频收发组件电连接。结构紧凑，有利于小型化。

Description

一种嵌套式辐射阵

技术领域

本实用新型涉及无线信号的传输设备，尤其涉及雷达以及移动通信系统。

背景技术

现有的天线，受限于系统布局困难，以及大功率情形下的散热要求，通常存在体积大、结构复杂和不易于维护等多方面的问题，难以小型化，难以实现多频率相扫，以及多频率组合。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种嵌套式辐射阵，结构紧凑，有利于小型化，并能实现多频率相扫，以及多频率组合。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种嵌套式辐射阵，包括：

金属外框，具有上方开口的收容腔；

金属安装板，装设在该金属外框的收容腔中，包括金属基板，该金属基板将该收容腔区隔为位于下方的第一收容腔和位于上方的第二收容腔；

若干低频天线阵，竖直地插置在该收容腔中，包括：第一电路、设置在该第一电路外侧的第一金属框以及设置在该第一电路底侧的若干连接器，该第一电路包括设置在该第一金属框内侧的滤波器以及该第一金属框顶部的低频无源辐射体；

若干高频天线阵，竖直地插置在该收容腔中，包括：第二电路和设置在该第二电路外侧的第二金属框，该第二电路包括设置在该第二金属框内侧的由高频功放、低噪放、开关以及幅相控制电路构成的收发电路以及该第二金属框顶部的高频无源辐射体；

若干高频功率合成模块，设置在该高频天线阵的底侧，其包括与该高频天线阵的高频收发电路电连接的高频功率合成电路和设置在该高频处理电路外侧的金属框；

若干储能材料件，设置在该高频功率合成模块的金属框与该金属安装板之间；以及

低频收发组件，水平地设置在该第一收容腔中，其包括若干功放、若干低噪放、若干开关以及若干幅相控制电路，各个该低频天线阵的连接器穿设该基板与该低频收发电路电连接。

在一些实施例中，两个相邻的该低频天线阵之间设有并列的两个该高频天线阵，该并列的两个该高频天线阵共用一个该高频功率合成模块。

在一些实施例中，该第一金属框的两端设置有与该第一金属框成一体的固定件。

在一些实施例中，该金属外框包括呈矩形的底板和由该底板的四侧向上延伸出的四个侧板；在该底板与两个纵向延伸的该侧板之间形成有两个台阶部；该固定件对应固定在该台阶部。

在一些实施例中，该固定件的纵向尺寸对应于一个该低频天线阵的纵向尺寸与分别位于该低频天线阵两侧的两个该高频天线阵的纵向尺寸之和。

在一些实施例中，该第一金属框由位于该第一电路外侧的两个金属件组成，该金属件具有横向加厚的底座；该高频功率合成模块支撑在该底座的顶侧。

在一些实施例中，该第一金属框的底座与该高频功率合成模块的金属框形成的向下突伸的台阶对应配合。

在一些实施例中，该金属安装板还包括由该金属基板向上突伸出的若干散热齿，该储能材料件的顶底两端分别与该高频功率合成模块的金属框及该散热齿相抵触。

在一些实施例中，还包括：低频控制电路模块、高频控制电路模块、低频变频收发组件、高频变频收发组件，其设置在该低频收发组件的下方，位于该第一收容腔中。

在一些实施例中，该第一电路包括第一电路板和形成在该第一电路板上的滤波器以及若干低频无源辐射体；该第二电路包括第二电路板以及形成在该第二电路板上的若干高频功放、若干低噪放、若干开关以及若干幅相控制电路构成的收发电路和若干高频无源辐射体。

与现有技术相比，本实用新型的嵌套式辐射阵，通过金属外框、金属安装板、若干低频天线阵、若干高频天线阵、若干高频功率合成模块、若干储能材料件以及低频收发组件的巧妙配合，结构紧凑，有利于小型化，并实现多频率相扫，以及多频率组合。

附图说明

图1是本实用新型的嵌套式辐射阵的剖视结构示意。

图2是本实用新型的嵌套式辐射阵的侧视结构示意。

图3是本实用新型的嵌套式辐射阵的俯视结构示意。

图4是本实用新型的嵌套式辐射阵的局部结构放大示意。

图5是本实用新型的低频天线阵和低频收发组件的组合结构示意。

图6是本实用新型的低频天线阵的侧视结构示意。

图7和图8是本实用新型的高频天线阵和高频功率合成模块的两个不同视角的组合结构示意。

其中，附图标记说明如下：10嵌套式辐射阵 1金属外框 11底板 12侧板 13台阶部19收容腔 191第一收容腔 192第二收容腔 2金属安装板 21基板 22散热齿 3低频天线阵31第一电路 32第一金属框 321、322金属件 3211、3221底座 3212、3222本体 33连接器 4高频天线阵 41第二电路 42第二金属框 5高频功率合成模块 53第台阶部分 6储能材料件7低频收发组件 8射频连接器 9固定件。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的构造及特点所在，兹举以下较佳实施例并配合附图说明如下。

参见图1至图4，图1是本实用新型的嵌套式辐射阵的剖视结构示意。图2是本实用新型的嵌套式辐射阵的侧视结构示意。图3是本实用新型的嵌套式辐射阵的俯视结构示意。图4是本实用新型的嵌套式辐射阵的局部结构放大示意。本实用新型提出一种多嵌套式辐射阵10，其包括：金属外框1、金属安装板2、若干低频天线阵3、若干高频天线阵4、若干高频功率合成模块5、若干储能材料件6、低频收发组件7、若干射频连接器8以及若干固定件9。

金属外框1，具有上方开口的收容腔19。收容腔19被该金属安装板上下区隔为位于下方的第一收容腔191和位于上方的第二收容腔192。

金属外框1包括呈矩形的底板11和由该底板11的四侧向上延伸出的四个侧板12。在该底板11与两个纵向延伸的侧板12之间形成有两个台阶部13。

金属安装板2，装设在该金属外框1的收容腔19中，包括基板21 和由该基板21向上突伸出的若干散热齿22。该基板21将该收容腔19 区隔出第一收容腔191和第二收容腔192。具体地，该基板21通过诸如螺钉之类的紧固件，固定在该金属外框1上。

若干低频天线阵3，竖直地插置在该收容腔19中，包括：第一电路 31、设置在该第一电路31外侧的第一金属框32以及设置在该第一电路 31底侧的若干连接器33。具体地，该第一电路31包括第一电路板和设置在该第一金属框32内侧的滤波器和该第一金属框32顶部的低频无源辐射体。

举例而言，第一电路板可以是多层的PCB板材或多层的LTCC(低温共烧陶瓷板)。低频天线阵3为矩形薄板(片)，垂直于底板(即金属外框1的底板11)放置，射频线路外加金属框(即第一金属框32)，形成模块化，有利于避免射频线路短路。

若干高频天线阵4，竖直地插置在该收容腔19中，包括：第二电路 41和设置在该第二电路41外侧的第二金属框42。具体地，该第二电路 41包括第二电路板和设置在该第二金属框内侧的高频功放、低噪放、开关以及幅相控制电路构成的收发电路和设置在该第二金属框42顶部的高频无源辐射体。两个相邻的低频天线阵3之间设有并列的两个高频天线阵4。

举例而言，第二电路板可以是多层的PCB板材或多层的LTCC，上部分为辐射体，下部分为功放、低噪放、开关以及幅相控制电路形成的收发电路。高频天线阵4为矩形薄板(片)，垂直于底板放置，射频电路外加金属框(即第二金属框42)，形成模块化，有利于确保电磁兼容性。第二电路41与第二金属框42之间，可以是焊接、采用导电胶粘接或者用诸如平头螺钉之类的紧固件固定。

若干高频功率合成模块5，为模块化设计，设置在该高频天线阵4 的底侧，其包括与该高频天线阵4的高频收发电路电连接的高频功率合成电路和设置在该高频功率合成电路外侧的金属框。举例而言，并列的两个高频天线阵4共用一个高频功率合成电路5。

若干储能材料件6，设置在该高频功率合成模块5的金属框与该金属安装板2之间，有利于提高散热能力。具体地，储能材料件6为相变材料，射频电路产生的热量通过金属结构传导至储能材料6，储能材料通过相变将热量转换，实现大功率散热。

举例而言，储能材料为相变储能材料，例如：高导热无机相变储能材料，其各组成成份及质量百分比含量为：储能材料80-99.4％、成核剂 0.25-10％、改性剂0.1-15％、水0.1-15％、导热增强材料0.15-19％，其中，储能材料为结晶水合盐，成核剂为碳酸盐或硼酸盐，改性剂为聚丙烯酸乳液或增稠粉，导热增强材料为石墨、碳粉、铜粉、碳纤维、碳化硅粉中的一种或者几种的混合物。

低频收发组件7，水平地设置在该第一收容腔191中，其包括若干功放、若干低噪放、若干开关以及若干幅相控制电路，各个该低频天线阵3 的连接器33穿设该基板21与该低频收发电路电连接。

举例而言，低频收发组件7平行于底板放置，尺寸较金属底板略小。低频收发组件7为多层PCB板或LTCC低温共烧陶瓷板，可以采用模块化设计，外加金属框，采用螺钉固定在金属外框1。

值得一提的是，该嵌套式辐射阵10还包括：频控制电路模块、高频控制电路模块、低频变频收发组件、高频变频收发组件(图未示出)，其设置在低频收发组件7的下方，位于第一收容腔191中。

若干射频连接器8，设置在该金属外框1的侧板12上，用于将嵌套式辐射阵10内部的电路与外部电路连通。

若干固定件9，沿纵线方向延伸排列(参见图3)，对应采用诸如螺钉之类的紧固件固定在金属外框1的台阶部13上。举例而言，第一金属框32的两端设置有与第一金属框32成一体的固定件9，也即，两个固定件9一体地形成在第一金属框32的两端。参见图4，固定件9的纵向尺寸对应于一个低频天线阵3的纵向尺寸与分别位于低频天线阵3两侧的两个高频天线阵4的纵向尺寸之和。

参见图5，图5是本实用新型的低频天线阵和低频收发组件的组合结构示意。低频收发组件7设置在低频天线阵1的底侧，低频收发组件7 与低频天线阵3的连接器33电连接。第一电路31包括形成在第一电路板上的辐射体。第一金属框32成薄板状，底部形成有台阶部。

参见图6，图6是本实用新型的低频天线阵的侧视结构示意。第一金属框32由位于第一电路31外侧的两个金属件321、322组成，金属件321、 322具有横向加厚的底座3211、3221。高频功率合成模块5支撑在底座 3211、3221的顶侧。第一电路31在底侧与连接器33相连。

参见图7和图8，图7和图8是本实用新型的高频天线阵和高功率合成模块的两个不同视角的组合结构示意。第二电路41包括形成在第二电路板上的辐射体。并列的两个高频天线阵4共用一个高频功率合成模块 5。高频功率合成模块5的金属框形成有向下突伸的台阶部分53。

本实用新型的嵌套式辐射阵10的有益效果包括但不限于：通过金属外框1、金属安装板2、若干低频天线阵3、若干高频天线阵4、若干高频功率合成模块5、若干储能材料件6和低频收发组件7的巧妙配合，高频收发组件(被第二金属框42包围)为竖直放置，低频收发组件7为水平放置，可以降低有源相控阵天线多频率电路因电路设计复杂无法实现问题，且低频天线阵3与高频天线阵4采用嵌套式结构，满足天线阵不同频率阵间距问题，实现多频率相控阵扫描与多频率组合；同时，在横向布置电路与竖直布置电路的交接缝隙处加储能材料件6，可以提高有源天线阵大功率耐受能力，解决大功率散热问题。

以上，仅为本实用新型之较佳实施例，意在进一步说明本实用新型，而非对其进行限定。凡根据上述之文字和附图所公开的内容进行的简单的替换，都在本专利的权利保护范围之列。

Claims (10)

1.一种嵌套式辐射阵(10)，其特征在于，包括：

金属外框(1)，具有上方开口的收容腔(19)；

金属安装板(2)，装设在该金属外框(1)的收容腔(19)中，包括金属基板(21)，该金属基板(21)将该收容腔(19)区隔为位于下方的第一收容腔(191)和位于上方的第二收容腔(192)；

若干低频天线阵(3)，竖直地插置在该收容腔(19)中，包括：第一电路(31)、设置在该第一电路(31)外侧的第一金属框(32)以及设置在该第一电路(31)底侧的若干连接器(33)，该第一电路(31)包括设置在该第一金属框(32)内侧的滤波器和该第一金属框(32)顶部的低频无源辐射体；

若干高频天线阵(4)，竖直地插置在该收容腔(19)中，包括：第二电路(41)和设置在该第二电路(41)外侧的第二金属框(42)，该第二电路(41)包括设置在该第二金属框(42)内侧的高频功放、低噪放、开关以及幅相控制电路构成的收发电路和该第二金属框(42)顶部的高频无源辐射体；

若干高频功率合成模块(5)，设置在该高频天线阵(4)的底侧，其包括与该高频天线阵(4)的高频收发电路电连接的高频功率合成电路和设置在该高频功率合成电路外侧的金属框；

若干储能材料件(6)，设置在该高频功率合成模块(5)的金属框与该金属安装板(2)之间；以及

低频收发组件(7)，水平地设置在该第一收容腔(191)中，其包括若干功放、若干低噪放、若干开关以及若干幅相控制电路，各个该低频天线阵(3)的连接器(33)穿设该基板(21)与该低频收发组件电连接。

2.根据权利要求1所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：两个相邻的该低频天线阵(3)之间设有并列的两个该高频天线阵(4)，该并列的两个该高频天线阵(4)共用一个该高频功率合成模块(5)。

3.根据权利要求1所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：该第一金属框(32)的两端设置有与该第一金属框(32)成一体的固定件(9)。

4.根据权利要求3所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：该金属外框(1)包括呈矩形的底板(11)和由该底板(11)的四侧向上延伸出的四个侧板(12)；在该底板(11)与两个纵向延伸的该侧板(12)之间形成有两个台阶部(13)；该固定件(9)对应固定在该台阶部(13)。

5.根据权利要求4所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：该固定件(9)的纵向尺寸对应于一个该低频天线阵(3)的纵向尺寸与分别位于该低频天线阵(3)两侧的两个该高频天线阵(4)的纵向尺寸之和。

6.根据权利要求1所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：该第一金属框(32)由位于该第一电路(31)外侧的两个金属件(321、322)组成，该金属件(321、322)具有横向加厚的底座(3211、3221)；该高频功率合成模块(5)支撑在该底座(3211、3221)的顶侧。

7.根据权利要求6所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：该第一金属框(32)的底座(3211、3221)与该高频功率合成模块(5)的金属框形成的向下突伸的台阶(53)对应配合。

8.根据权利要求1所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：该金属安装板(2)还包括由该基板(21)向上突伸出的若干散热齿(22)，该储能材料件(6)的顶底两端分别与该高频功率合成模块(5)的金属框及该散热齿(22)相抵触。

9.根据权利要求1所述的嵌套式辐射阵(10)，其特征在于：还包括：低频控制电路模块、高频控制电路模块、低频变频收发组件、高频变频收发组件，其设置在该低频收发组件(7)的下方，位于该第一收容腔191中。

10.根据权利要求1至9任一项所述的嵌套式辐射阵，其特征在于：该第一电路(31)包括第一电路板和形成在该第一电路板上的滤波器以及若干低频无源辐射体；该第二电路(41)包括设置在该第二金属框(42)内侧的高频功放、低噪放、开关以及幅相控制电路构成的收发电路和该第二金属框(42)顶部的高频无源辐射体。

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