CN216752467U - 一种双频相控阵射频收发组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种双频相控阵射频收发组件，包括：壳体，其顶面具有正面腔，底面具有反面腔，正面腔内设有多块A射频模块及多块B射频模块及上综合板，A射频模块和B射频模块均与上综合板相连，反面腔内设有C射频模块。反面腔内设有下综合板，C射频模块与下综合板相连。壳体对应B射频模块与C射频模块一侧设有多个第一射频连接器，另一侧设有多个第二射频连接器以及低频连接器，第一射频连接器根据天线单元进行混合排布，第一射频连接器、第二射频连接器以及低频连接器均与上综合板以及下综合板相连。将不同频段的收发组件拆分为多个小模块，并将各个模块集成设置在同一个壳体的两个腔体内，最终实现了具有双频段集成的收发组件。

Description

一种双频相控阵射频收发组件

技术领域

本实用新型属于相控阵天线收发组件技术领域，尤其涉及一种双频相控阵射频收发组件。

背景技术

随着技术的发展，现代雷达的集成度越来越高、发射功率越来越大。以有源相控阵雷达为例，越来越多的有源相控阵雷达要求多功能一体化，这就要求在原有的体积空间内集成至少两个不同频段的接收和发射单元。

为了增加相控阵雷达的探测距离，在体积不变的情况下，相控阵雷达的发射功率越来越大。为了在相控阵雷达系统中集成两个不同频段的接收和发射系统，传统的方式是将两套不同频段的收发组件分别进行设计，然后将多个收发组件安装在两套不同的系统结构中，分别通过线缆连接天线单元和后端组件，实现双频段收发系统的互连，最终实现雷达的双频段集成。

但是，此种结构不同频段的收发组件在不同的系统结构中，导致系统结构设计复杂，尤其在系统中拥有大功率收发组件时，由于冷却系统的存在，结构设计复杂的缺点尤为突出；由于不同频段的收发组件需要通过线缆连接天线单元和后端组件，导致系统连线关系复杂，需要专门设计线缆连接空间，同时系统结构尺寸过大，不利于系统的小型化，难以提高集成度。

实用新型内容

为解决现有技术不足，本实用新型提供一种双频相控阵射频收发组件，将不同频段的收发组件拆分为多个小模块，采用模块集成的方式将不同频段的相控阵收发模块集成为双频段、多通道收发组件，最后通过收发组件集成实现系统的双频段集成。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：

一种双频相控阵射频收发组件，包括：壳体，其顶面具有正面腔，底面具有反面腔，正面腔内两侧沿长度方向分别阵列设有多块A射频模块及多块B射频模块，反面腔内对应B射频模块的位置设有C射频模块，其B射频模块与C射频模块相同，其频率均为A射频模块的两倍。

正面腔内设有上综合板，上综合板内部设有低频电路和射频电路，A射频模块与B射频模块均通过键合方式与上综合板相连。

反面腔内设有下综合板，下综合板内部设有低频电路和射频电路，C射频模块通过键合方式与下综合板相连。

壳体对应B射频模块与C射频模块一侧设有多个第一射频连接器，该侧面是为收发组件与相控阵系统天线单元的连接面，与该侧面相对的壳体另一侧设有多个第二射频连接器以及低频连接器，第一射频连接器根据天线单元进行混合排布，其中部分第一射频连接器之间的间距与另一部分第一射频连接器之间的间距不同，第一射频连接器、第二射频连接器以及低频连接器均与上综合板以及下综合板相连。

进一步的，反面腔占据壳体底面三分之一至三分之二面积的部位，壳体底面剩余部位的厚度小于反面腔部位对应壳体的厚度，壳体底面剩余部位用于与散热冷板接触。

进一步的，正面腔与反面腔均设有密封盖板。

进一步的，第一射频连接器在壳体的侧面设有三行，由上至下依次为射频连接器A、射频连接器B以及射频连接器C，将相邻的射频连接器C之间的间距定义为L1，将相邻的射频连接器C之间的间距定义为L2，将相邻的射频连接器B之间的间距定位为L3，其中L1等于L2，且L1、L2均不等于L3，射频连接器A与B射频模块相连，射频连接器B与分别与上综合板相连，射频连接器C与C射频模块相连。

进一步的，上综合板与下综合板之间设有多根射频传输线，射频传输线一端与射频连接器B相连，另一端与上综合板相连，用于射频信号的传送，射频传输线设于嵌设于壳体内部，壳体内部对应射频传输线设置的位置均开设有条形槽。

进一步的，A射频模块、B射频模块以及C射频模块均为陶瓷电路基板制成的多通道结构。

进一步的，正面腔与反面腔的两端均穿设有控制连接线，控制连接线两端分别与上综合板及下综合板的侧面连接。

进一步的，上综合板对应A射频模块及B射频模块的位置均开设有避让孔，用于容纳A射频模块和B射频模块，下综合板对应C射频模块的位置开设有避让孔，用于容纳C射频模块。

本实用新型的有益效果在于：

1、在同一个壳体的两面设置了相互独立的腔体，不仅实现两个频段的射频收发功能，减少了相控阵雷达系统的组件构成种类，使系统结构设计更简洁，而且使各个模块间的信号干扰更小。

2、通过正面腔及反面腔的结构设计，使双频收发组件的射频输出端口直接和天线单元进行对接，减少了射频转接线缆的使用，能够进一步降低相控阵系统的设计难度，同时提高系统的集成度。

3、通过壳体底面大面积的与冷却板接触，可提高收发组件的散热性能，从而使组件能够发射更大的射频功率。

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，更不是意图限制本实用新型的范围。

图1示出了壳体的结构剖视图。

图2示出了收发组件的顶部视图。

图3示出了收发组件正面腔的内部结构图。

图4示出了收发组件正面腔内零件的结构爆炸图。

图5示出了收发组件的底部视图。

图6示出了收发组件反面腔的内部结构图。

图7示出了收发组件反面腔内零件的结构爆炸图。

图8示出了收发组件内部构造的侧面视图。

图9示出了图8中A处的放大图。

图中标记：壳体-1、条形槽-101、正面腔-11、反面腔-12、射频传输线-13、控制连接线-14、A射频模块-2、B射频模块-3、C射频模块-4、上综合板-5、下综合板-6、第一射频连接器-7、射频连接器A-71、、射频连接器B-72、以及射频连接器C-73、第二射频连接器-8、低频连接器-9。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图8所示，一种双频相控阵射频收发组件，包括：壳体1，其顶面具有正面腔11，底面具有反面腔12，正面腔11与反面腔12均设有密封盖板。

具体的，如图3、图4所示，正面腔11内两侧沿长度方向分别阵列设有多块A射频模块2及多块B射频模块3，A射频模块2的厚度尺寸大于B射频模块3的厚度尺寸。

具体的，如图7、图8所示，反面腔12内对应B射频模块3的位置设有C射频模块4，其B射频模块3与C射频模块4相同，其频率均为A射频模块2的两倍。B射频模块3与C射频模块4均为ka频率模块，A射频模块2为ku频率模块，A射频模块2、B射频模块3以及C射频模块4均通过螺钉或锡焊连接于壳体1的背部。

具体的，如图3、图4所示，正面腔11内设有上综合板5，上综合板5内部设有低频电路和射频电路，A射频模块2与B射频模块3均通过键合方式与上综合板5相连。

具体的，如图7、图8所示，反面腔12内设有下综合板6，下综合板6内部设有低频电路和射频电路，C射频模块4通过键合方式与下综合板6相连。

上述低频电路和射频电路用于对A射频模块2、B射频模块3以及C射频模块4进行控制和射频信号的预处理；低频电路和射频电路的集成，在一定程度上提高了收发组件的集成度。

具体的，如图2至图4所示，壳体1对应B射频模块3与C射频模块4一侧设有多个第一射频连接器7，该侧面是为收发组件与相控阵系统天线单元的连接面，与该侧面相对的壳体1另一侧设有多个第二射频连接器8以及低频连接器9，收发组件所需的后端信号连接可由此面接入。第一射频连接器7与第二射频连接器8为相同型号规格。

优选的，第一射频连接器7根据天线单元进行混合排布，如图2至图4所示，其中部分第一射频连接器7之间的间距与另一部分第一射频连接器7之间的间距不同，即此面上部分第一射频连接器7传输其中一种频段的信号，部分第一射频连接器7传输另一种频段的信号。例如其中部分第一射频连接器7传输ku频率的信号，则另一部分传输ka频率的信号，按此排布方法，解决了传统双频收发组件由于两种频段分别集中分布而导致的线缆转接问题，可直接与天线单元进行焊接或连接器插接，无需射频线缆对射频信号进行转接。

第一射频连接器7、第二射频连接器8以及低频连接器9均通过焊接方式与上综合板5以及下综合板6相连，以完成各个模块电路的连接，模块电路连接完成后，安装收发组件的盖板，以确保收发组件内部环境与外部环境之间得以形成良好的屏蔽隔离条件。

本申请的收发组件，仅在一个结构壳体1中便实现了两个射频频段的收发功能，极大程度上减小了收发组件的体积，提高了集成度。同时，壳体1采用高导热材料制成，由于高导热材料的使用，可在一定程度上提高组件的耐功率性能。

优选的，如图5、图6所示，反面腔12占据壳体1底面三分之一至三分之二面积的部位，壳体1底面剩余部位的厚度小于反面腔12部位对应壳体1的厚度，以使得A射频模块2与壳体1外壁之间的距离更小，便于加快热传导，增加散热效率。壳体1底面剩余部位为散热区域，用于与散热冷板接触，可极大地提高收发组件的耐功率能力。作为本申请优选的实施例，反面腔12占据壳体1底面二分之一面积的部位。

优选的，如图4、图7所示，第一射频连接器7在壳体1的侧面设有三行，由上至下依次为射频连接器A71、射频连接器B72以及射频连接器C73，将相邻的射频连接器C73之间的间距定义为L1，将相邻的射频连接器C73之间的间距定义为L2，将相邻的射频连接器B72之间的间距定位为L3，其中L1等于L2，且L1、L2均不等于L3，通过对第一射频连接器7距离的控制，使收发组件的每个通道能够直接和天线一一对接。射频连接器A71与B射频模块3相连，射频连接器B72与分别与上综合板5相连，射频连接器C73与C射频模块4相连。

进一步优选的，如图7、图9所示，上综合板5与下综合板6之间设有多根射频传输线13，射频传输线13一端与射频连接器B72相连，另一端与上综合板5相连，用于射频信号的传送。

进一步优选的，如图1、图7所示，为减小壳体1的整体厚度，射频传输线13设于嵌设于壳体1内部，壳体1内部对应射频传输线13设置的位置均开设有条形槽101，以容纳及固定射频传输线13。

优选的，A射频模块2、B射频模块3以及C射频模块4均为陶瓷电路基板制成的多通道结构，通过定制多功能芯片、采用高集成度陶瓷电路基板的方式提高多通道模块的集成度，同时，该模块采用低膨胀系数的金属底板作为模块的安装载体，进一步减小模块的结构尺寸，提高多通道模块的集成度。

优选的，如图3以及图7至图9所示，正面腔11与反面腔12的两端均穿设有控制连接线14，控制连接线14两端分别与上综合板5及下综合板6的侧面连接，以减小正面腔11与反面腔12以及控制连接线14在壳体1内部的布置厚度，从而减小壳体1的厚度尺寸，有利于收发组件进一步小型化。

优选的，如图4、图7所示，上综合板5对应A射频模块2及B射频模块3的位置均开设有避让孔，用于容纳A射频模块2和B射频模块3，下综合板6对应C射频模块4的位置开设有避让孔，用于容纳C射频模块4，以减小壳体1的整体厚度尺寸，同时利用容纳腔进一步固定及保护容纳A射频模块2、B射频模块3及C射频模块4，防止随主机使用过程中焊锡或螺钉连接发生脱落。

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

Claims (8)

1.一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，包括：壳体（1），其顶面具有正面腔（11），底面具有反面腔（12），正面腔（11）内两侧沿长度方向分别阵列设有多块A射频模块（2）及多块B射频模块（3），反面腔（12）内对应B射频模块（3）的位置设有C射频模块（4），其B射频模块（3）与C射频模块（4）相同，其频率均为A射频模块（2）的两倍；

正面腔（11）内设有上综合板（5），上综合板（5）内部设有低频电路和射频电路，A射频模块（2）与B射频模块（3）均通过键合方式与上综合板（5）相连；

反面腔（12）内设有下综合板（6），下综合板（6）内部设有低频电路和射频电路，C射频模块（4）通过键合方式与下综合板（6）相连；

壳体（1）对应B射频模块（3）与C射频模块（4）一侧设有多个第一射频连接器（7），该侧面是为收发组件与相控阵系统天线单元的连接面，与该侧面相对的壳体（1）另一侧设有多个第二射频连接器（8）以及低频连接器（9），第一射频连接器（7）根据天线单元进行混合排布，其中部分第一射频连接器（7）之间的间距与另一部分第一射频连接器（7）之间的间距不同，第一射频连接器（7）、第二射频连接器（8）以及低频连接器（9）均与上综合板（5）以及下综合板（6）相连。

2.根据权利要求1所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，反面腔（12）占据壳体（1）底面三分之一至三分之二面积的部位，壳体（1）底面剩余部位的厚度小于反面腔（12）部位对应壳体（1）的厚度，壳体（1）底面剩余部位用于与散热冷板接触。

3.根据权利要求1所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，正面腔（11）与反面腔（12）均设有密封盖板。

4.根据权利要求1所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，第一射频连接器（7）在壳体（1）的侧面设有三行，由上至下依次为射频连接器A（71）、射频连接器B（72）以及射频连接器C（73），将相邻的射频连接器C（73）之间的间距定义为L1，将相邻的射频连接器C（73）之间的间距定义为L2，将相邻的射频连接器B（72）之间的间距定位为L3，其中L1等于L2，且L1、L2均不等于L3，射频连接器A（71）与B射频模块（3）相连，射频连接器B（72）与分别与上综合板（5）相连，射频连接器C（73）与C射频模块（4）相连。

5.根据权利要求4所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，上综合板（5）与下综合板（6）之间设有多根射频传输线（13），射频传输线（13）一端与射频连接器B（72）相连，另一端与上综合板（5）相连，用于射频信号的传送，射频传输线（13）设于嵌设于壳体（1）内部，壳体（1）内部对应射频传输线（13）设置的位置均开设有条形槽（101）。

6.根据权利要求1所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，A射频模块（2）、B射频模块（3）以及C射频模块（4）均为陶瓷电路基板制成的多通道结构。

7.根据权利要求1所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，正面腔（11）与反面腔（12）的两端均穿设有控制连接线（14），控制连接线（14）两端分别与上综合板（5）及下综合板（6）的侧面连接。

8.根据权利要求1所述的一种双频相控阵射频收发组件，其特征在于，上综合板（5）对应A射频模块（2）及B射频模块（3）的位置均开设有避让孔，用于容纳A射频模块（2）和B射频模块（3），下综合板（6）对应C射频模块（4）的位置开设有避让孔，用于容纳C射频模块（4）。

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