CN221058292U - 一种scx波段小型化多功能tr组件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种SCX波段小型化多功能TR组件，其包括由第一功分器所连接的两路SC波段输出链路构成的SC波段发射通道，由X波段衰减器、X波段推动放大器、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器逐级连接形成的X波段发射通道，以及连接收发开关的另一端口，由限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器逐级连接形成的三波段接收通道。本申请利用微组装装配工艺，将各通道上相应电路单元的芯片分别烧结在微带电路板上的钼铜载体表面，将各芯片直接安装在腔体的金属壳体底部。由此，本申请能够在保障收发链路稳定运行的同时，利用微组装装配工艺的微波裸芯片压缩组件整体体积、减轻其重量，并有效提高组件整体的可靠性和微波性能。
Description
技术领域
本申请涉及微波通讯技术领域，尤其涉及一种SCX波段小型化多功能TR组件。
背景技术
测控系统中，应答机一般使用S频段与基站进行测控通信，同时，系统中还会使用X频段与被控终端进行测控通信。为准确完成测控任务，一般需要S频段与X频段同时进行通信。
现有的S波段和X波段的深空应答机通常只能通过开关切换在单一频段下工作，无法同时接收S及X频段上行信号，且工作频率固定。现有的TR组件不具备上下行链路重构功能。
此外，现有的TR组件，其所采用的芯片一般具有较大的封装体，会占据机箱及电路板的安装空间，影响设备小型化。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供一种SCX波段小型化多功能TR组件。本申请分别设计了S、C、X波段接收通道和发射通道，可实现2.7-6.2GHz、8-12GHz波段信号的接收。
为实现上述目的，本申请提供的SCX波段小型化多功能TR组件，其包括：SC波段发射通道，其包括由第一功分器连接的两路SC波段输出链路，两路所述SC波段输出链路均分别由SC波段衰减器、SC波段移相器、SC波段前级放大器、SC波段次级放大器、SC波段推动放大器、SC波段末级放大器、SC波段隔离器和SC波段滤波器逐级连接；X波段发射通道，其由X波段衰减器、X波段推动放大器、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器逐级连接；三波段接收通道，其连接收发开关的另一端口，由限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器逐级连接。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器分别设置为并列的两路，两路之间连接有极化选择开关及电桥，由极化选择开关切换两路之间通断状态。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述极化选择开关的公共端连接X波段推动放大器的输出端，极化选择开关的两输出端口分别连接第一电桥的两输入口；两路X波段末级放大器分别在其接收端连接第一电桥的两输出口，两路X波段末级放大器分别在其输出端连接第二电桥的两输入口；所述第二电桥的输出口分别连接两路X波段隔离器，分别通过两路收发开关连接两路X波段滤波器。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述三波段接收通道包括分别连接在两路收发开关上的两路SC波段接收通道和两路X波段接收通道。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，其中的一路SC波段接收通道和一路X波段接收通道由第一接收通道功分器和第一接收通道隔离器连接在X波段发射通道其中一路收发开关的一个切换端口上，该路收发开关的另一个切换端口连接一路X波段隔离器的输出端；其中的另一路SC波段接收通道和另一路X波段接收通道由第二接收通道功分器和第二接收通道隔离器连接在X波段发射通道其中另一路收发开关的一个切换端口上，该另一路收发开关的另一个切换端口连接另一路X波段隔离器的输出端。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述SC波段接收通道和X波段接收通道均分别由匹配其接收频段的滤波器和接收放大器级联形成。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述SC波段发射通道中的第一功分器、SC波段衰减器、SC波段移相器、SC波段前级放大器、SC波段次级放大器、SC波段推动放大器、SC波段末级放大器，X波段发射通道中的X波段衰减器、X波段推动放大器、极化选择开关、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关，以及三波段接收通道中的限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器，分别选用微波裸芯片。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述微波裸芯片烧结在微带电路板上的钼铜载体表面，所述微带电路板安装在封闭的腔体中，所述腔体由金属壳体密封，所述微波裸芯片固定安装在所述金属壳体的底部。
可选的，如上任一所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其中，所述微波裸芯片与微带电路板上各引线连接点之间金丝键合。
本申请和现有方案相比具有如下技术效果:
本申请所提供的SCX波段小型化多功能TR组件，其具有：由第一功分器所连接的两路SC波段输出链路构成的SC波段发射通道，由X波段衰减器、X波段推动放大器、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器逐级连接形成的X波段发射通道，以及连接收发开关的另一端口，由限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器逐级连接形成的三波段接收通道。本申请利用微组装装配工艺，将各通道上相应电路单元的芯片分别烧结在微带电路板上的钼铜载体表面，将各芯片直接安装在腔体的金属壳体底部。由此，本申请能够在保障收发链路稳定运行的同时，利用微组装装配工艺的微波裸芯片压缩组件整体体积、减轻其重量，并有效提高组件整体的可靠性和微波性能。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1为本申请所采用的SC波段小型化多功能TR组件的原理框图；
图2为本申请所采用的X波段小型化多功能TR组件的原理框图；
图3为本申请SCX波段小型化多功能TR组件所采用的绝缘子正面结构图；
图4为本申请SCX波段小型化多功能TR组件所采用的绝缘子反面结构图；
图5为本申请SCX波段小型化多功能TR组件所采用的微带电路板的安装示意图；
图6为本申请SCX波段小型化多功能TR组件所采用的连接器和接头的安装示意图；
图7为本申请SCX波段小型化多功能TR组件中金丝键合整件预览图；
图8为图7中X1区域的局部放大图；
图9为图7中X2区域的局部放大图；
图10为图7中X7区域的局部放大图；
图11为图7中SC2区域的局部放大图；
图12为图7中SC9区域的局部放大图；
图13为本申请SCX波段小型化多功能TR组件的正面结构图；
图14为本申请SCX波段小型化多功能TR组件的反面结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于金属壳体本身而言，指向金属壳体内部所设微带电路板的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
本申请中所述的“正反”的含义指的是使用者正对金属壳体时，由芯片所设的一侧指向金属壳体盖板的方向即为反，由金属壳体的盖板指向芯片所设的一侧即为正，而非对本申请的装置机构的特定限定。
本申请所提供的SCX波段小型化多功能TR组件，其具有由两路SC波段输出链路构成的SC波段发射通道，由两路X波段器件构成的X波段发射通道，以及由四路分别工作在不同波段的滤波器和放大器构成的三波段接收通道。由此，本申请能够通过其中的收发开关，利用各通道的冗余链路实现S频段与X频段的同时收发。
具体参照图1及图2所示，本申请的SCX波段小型化多功能TR组件包括：
SC波段发射通道，其包括由第一功分器连接的两路SC波段输出链路，两路所述SC波段输出链路均分别由SC波段衰减器、SC波段移相器、SC波段前级放大器、SC波段次级放大器、SC波段推动放大器、SC波段末级放大器、SC波段隔离器和SC波段滤波器逐级连接；
X波段发射通道，其由X波段衰减器、X波段推动放大器、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器逐级连接；
三波段接收通道，其连接收发开关的另一端口，由限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器逐级连接。
其中，X波段发射通道内的X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器分别设置为并列的两路，两路之间连接有极化选择开关及电桥，由极化选择开关切换两路之间通断状态。所述极化选择开关的公共端连接X波段推动放大器的输出端，极化选择开关的两输出端口分别连接第一电桥的两输入口；两路X波段末级放大器分别在其接收端连接第一电桥的两输出口，两路X波段末级放大器分别在其输出端连接第二电桥的两输入口；所述第二电桥的输出口分别连接两路X波段隔离器，分别通过两路收发开关连接两路X波段滤波器。
同时，上述组件中的三波段接收通道可具体设置为包括分别连接在两路收发开关上的两路SC波段接收通道和两路X波段接收通道。其中的一路SC波段接收通道和一路X波段接收通道可由第一接收通道功分器和第一接收通道隔离器连接在X波段发射通道其中一路收发开关的一个切换端口上，并将该路收发开关的另一个切换端口连接一路X波段隔离器的输出端；其中的另一路SC波段接收通道和另一路X波段接收通道由第二接收通道功分器和第二接收通道隔离器连接在X波段发射通道其中另一路收发开关的一个切换端口上，并将该另一路收发开关的另一个切换端口连接另一路X波段隔离器的输出端。
由此，SC波段发射通道能够利用功分器、衰减器、移相器、前级放大器、次级放大器、推动放大器、末级放大器、隔离器和滤波器将2.7-6.2GHz信号功率放大输出两路50W。X波段发射通道能够利用衰减器、推动放大器、极化选择开关、电桥、末级放大器、隔离器、收发开关和滤波器将8-12GHz信号功率放大输出两路50W。S、C、X三波段接收通道则能够利用滤波器、收发开关、限幅器、功分器和放大器接收2.7-6.2GHz、8-12GHz信号。
此外，本申请还可通过相应的检测单元实现工作状态回传功能，将检波电压状态、功放状态、温度状态等通过SPI总线上传到监测设备，实现对收发组件的动态监管。
本申请的SC波段发射通道中：分器选用创天的0°两路功分器芯片GaPD2/6，工作频率2-6GHz，插入损耗0.7dB，插损波动±0.2dB。衰减器选用中科海高的衰减芯片HGC191-3L，工作频率DC-40GHz，衰减3dB。移相器选用十三所六位移相器芯片BW335D，工作频率2-6GHz，插入损耗14dB，移相范围5.625°～360°。前级放大器选用芯谷芯片ILA-0112E，工作频率1-12GHz，增益17dB，噪声系数1.3dB，输出P-1为19dBm。次级放大器选用五十五所芯片WFD020060-P26，工作频率2-6GHz，增益24dB，饱和输出功率26.5dBm。推动放大器选用两个五十五所芯片WFDN027062-P42合成，工作频率2.7-6.2GHz，增益32dB，饱和输出功率42dBm。末级放大器选用五十五所芯片WFPN027062-P51，工作频率2.7-6.2GHz，饱和输出功率51dBm。隔离器选用赛格微的CTP-2060BL，工作频率2.7-6.2GHz，插入损耗0.5dB。滤波器选用合肥星波SL6200-9，工作频率2.7-6.2GHz，带内损耗1dB。
本申请的X波段发射通道中，衰减器选用中科海高的衰减芯片HGC191-3L，工作频率DC-40GHz，衰减3dB。X推动放大选用五十五所芯片WFD080120-P33，工作频率8-12GHz，增益24dB，典型输出功率33.5dBm。极化选择开关选用五十五所单刀双掷开关芯片WKDN102A080120，工作范围8-12GHz，插入损耗0.8dB，隔离度30dB，开关时间20ns。电桥选用研通90°桥HC9000W03，工作频率6-12GHz，插入损耗0.35dB，隔离度17.5dB。末级放大选用五十五所芯片WFDN080120-P48-3，工作频率8-12GHz，增益33dB，典型输出功率49dBm。隔离器选用赛格微的XTP-8016BL，工作频率8-16GHz，插入损耗0.5dB。开关选用五十五所开关芯片WKDN102080120-7，工作频率8-12GHz，插入损耗0.85dB，隔离度32dB，切换时间20ns，输入最大功率54dBm。
本申请的SCX三波段接收通道中，限幅器选用中科海高芯片HGC181-1B，工作频率2-18GHz，插入损耗0.5dB，耐功率3W(CW)，限幅电平16dBm。功分器选用石家庄创天芯片GaPD2/18-2TA，工作频率2-18GHz，插入损耗1dB，插损波动0.6dB，隔离度15dB。SC滤波器选用中科海高低通滤波器芯片HGC171-8，通带频率DC-8GHz，通带损耗2dB。X滤波器选用石家庄创天的BMBP10/4-9DA，通带频率8-12GHz，通带损耗1.5dB。放大器选用芯谷的芯片ILA-0112E，工作频率1-12GHz，增益17dB，噪声系数1.3dB，输出P-1为19dBm。由此，SC波段接收通道和X波段接收通道可分别由匹配其接收频段的滤波器和接收放大器级联形成。
为实现小型化，本申请主要选用微组装装配工艺。在微组装过程中选用微波裸芯片实现SC波段发射通道中的第一功分器、SC波段衰减器、SC波段移相器、SC波段前级放大器、SC波段次级放大器、SC波段推动放大器、SC波段末级放大器，X波段发射通道中的X波段衰减器、X波段推动放大器、极化选择开关、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关，以及三波段接收通道中的限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器。由此，通过单片集成电路工艺，可通过将芯片烧结在钼铜上，直接安装在腔体的金属壳体底部，使得采用微组装装配工艺的微波裸芯片模块具有体积小、重量轻、可靠性高的优势，且提供非常好的微波性能。
装配工艺流程如下：
1、装配前准备：检查防静电措施是否到位，检查是否佩戴好防静电手腕；检查电烙铁、烧结台、键合台是否接地，是否工作正常。在显微镜下检查壳体及所有穿墙针孔边沿毛刺情况，用酒精棉球将壳体清理干净并凉干待用。
2、安装穿墙绝缘子：将穿墙绝缘子修剪合适长度，将加热台温度设置285℃，用255℃锡膏均匀涂覆在每个穿墙针烧结部位，按照图3及图4所示的装配图将各个绝缘子的穿墙针放在合适的位置，待全部安装完后将壳体放在预先加热的加热台上进行烧结，要求穿墙针要摆正、烧结牢固、无缝隙、无短路，待锡膏融化后将壳体移开加热台使壳体自然冷却。
3、安装微带电路板：先将图5所示的RT5880微带电路板毛刺清理干净，并按图纸试放是否合适，将加热台温度设置247℃，用217℃锡膏均匀涂覆在每块板子背面，按照装配图纸放在合适的位置，并用压块固定，待全部安装完后将壳体放在预先加热的加热台上进行烧结，要求微带电路板平整无损伤，待锡膏融化后将壳体移开加热台使壳体自然冷却。
4、安装连接器和接头：将加热台温度设置213℃，用183℃锡膏均匀涂覆在图6所示微带电路板中连接器和接头的焊接部位，按照装配图纸将相应的连接器和接头分别放在合适的位置，待全部安装完后将壳体放在预先加热的加热台上进行烧结，要求连接器和接头位置正确、牢固无缝隙、无短路，待锡膏融化后将壳体移开加热台使壳体自然冷却。用焊锡丝或183℃锡膏将连接器和接头针脚焊接好，使其符合电装工艺要求、焊锡量适中无短路。
5、芯片烧结(共晶)：将加热台温度设置300℃；用285℃锡膏均匀涂覆在图7所示微带电路板中各个芯片安装位置的钼铜载体上，放上相应芯片，待安装完后将载体放在预先加热的加热台上进行烧结，要求芯片烧结平整、焊锡光亮、牢固无缝隙、无短路，待锡膏融化后将载体移开加热台使载体自然冷却。由此本申请能够将各个微波裸芯片分别烧结在微带电路板上的钼铜载体表面，将所述微带电路板安装在封闭的腔体中，并利用金属壳体密封所述腔体，将所述微波裸芯片固定安装在所述金属壳体的底部，在实现各通道独立运行不受干扰的同时实现对整体组件体积的有效压缩。
6、器件烧结：将加热台温度设置168℃，用138℃锡膏均匀涂覆在芯片载体和表贴器件焊接位置，将芯片载体和表贴器件放在正确的位置，待全部安装完后将壳体放在预先加热的加热台上进行烧结，要求芯片载体牢固无缝隙、无短路，位置方向正确无误，待锡膏融化后将壳体移开加热台使壳体自然冷却。
7、导电胶粘接：用导电胶H20E均匀涂覆在滤波器、50欧薄膜电阻、WQD0042H芯片粘接部位，将它们放在正确的位置，待全部安装完后将壳体放在120℃烘箱烘2h，要求位置正确、牢固无缝隙、无短路，芯片无损伤。
8、金丝键合：对所有芯片进行金丝键合。将各个微波裸芯片与微带电路板上各引线连接点之间通过图8至图14所示的各个细微金属丝引线实现键合连接。
由此，本申请所提供的SCX波段小型化多功能TR组件，能够有效提高其结构空间利用率，提升其芯片及微带电路板集成度。本申请以微组装装配工艺为主，利用微波芯片体积小、重量轻、性能好的优势，使得采用微组装装配工艺所形成的组件模块具有体积小、重量轻、性能好的特点。本申请中，金属壳体的盖板可采用激光封焊，从而使得组各个模块内部射频信号完全屏蔽，能够适应恶劣的通信环境，满足现代通信对小型化、可靠性高的要求。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，包括：
SC波段发射通道，其包括由第一功分器连接的两路SC波段输出链路，两路所述SC波段输出链路均分别由SC波段衰减器、SC波段移相器、SC波段前级放大器、SC波段次级放大器、SC波段推动放大器、SC波段末级放大器、SC波段隔离器和SC波段滤波器逐级连接；
X波段发射通道，其由X波段衰减器、X波段推动放大器、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器逐级连接；
三波段接收通道，其连接收发开关的另一端口，由限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器逐级连接。
2.如权利要求1所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关和X波段滤波器分别设置为并列的两路，两路之间连接有极化选择开关及电桥，由极化选择开关切换两路之间通断状态。
3.如权利要求2所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述极化选择开关的公共端连接X波段推动放大器的输出端，极化选择开关的两输出端口分别连接第一电桥的两输入口；
两路X波段末级放大器分别在其接收端连接第一电桥的两输出口，两路X波段末级放大器分别在其输出端连接第二电桥的两输入口；
所述第二电桥的输出口分别连接两路X波段隔离器，分别通过两路收发开关连接两路X波段滤波器。
4.如权利要求3所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述三波段接收通道包括分别连接在两路收发开关上的两路SC波段接收通道和两路X波段接收通道。
5.如权利要求4所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，其中的一路SC波段接收通道和一路X波段接收通道由第一接收通道功分器和第一接收通道隔离器连接在X波段发射通道其中一路收发开关的一个切换端口上，该路收发开关的另一个切换端口连接一路X波段隔离器的输出端；
其中的另一路SC波段接收通道和另一路X波段接收通道由第二接收通道功分器和第二接收通道隔离器连接在X波段发射通道其中另一路收发开关的一个切换端口上，该另一路收发开关的另一个切换端口连接另一路X波段隔离器的输出端。
6.如权利要求5所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述SC波段接收通道和X波段接收通道均分别由匹配其接收频段的滤波器和接收放大器级联形成。
7.如权利要求6所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述SC波段发射通道中的第一功分器、SC波段衰减器、SC波段移相器、SC波段前级放大器、SC波段次级放大器、SC波段推动放大器、SC波段末级放大器，X波段发射通道中的X波段衰减器、X波段推动放大器、极化选择开关、X波段末级放大器、X波段隔离器、收发开关，以及三波段接收通道中的限幅器及其对应波段的功分器、滤波器和放大器，分别选用微波裸芯片。
8.如权利要求7所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述微波裸芯片烧结在微带电路板上的钼铜载体表面，所述微带电路板安装在封闭的腔体中，所述腔体由金属壳体密封，所述微波裸芯片固定安装在所述金属壳体的底部。
9.如权利要求8所述的SCX波段小型化多功能TR组件，其特征在于，所述微波裸芯片与微带电路板上各引线连接点之间金丝键合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322766760.0U CN221058292U (zh) | 2023-10-15 | 2023-10-15 | 一种scx波段小型化多功能tr组件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322766760.0U CN221058292U (zh) | 2023-10-15 | 2023-10-15 | 一种scx波段小型化多功能tr组件 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN221058292U true CN221058292U (zh) | 2024-05-31 |
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ID=91226098
Family Applications (1)
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| CN202322766760.0U Active CN221058292U (zh) | 2023-10-15 | 2023-10-15 | 一种scx波段小型化多功能tr组件 |
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2023
- 2023-10-15 CN CN202322766760.0U patent/CN221058292U/zh active Active
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