RU2175821C1

RU2175821C1 - Radio electron unit

Info

Publication number: RU2175821C1
Application number: RU2000114456A
Authority: RU
Inventors: С.П. Ковита; В.Н. Корулин; А.Н. Солдатенков; И.В. Устинов; В.Н. Иванов; В.И. Малашин; С.Б. Писарев; Б.В. Шебшаевич
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-11-10

Abstract

FIELD: radio electronics. SUBSTANCE: radio electron unit has supporting member coming in the form of bearing printed circuit board-flat monolithic multilayer printed circuit board with N ≥ 5 conducting layers. Printed conductors, lands, electric and radio elements and connectors for external connection are located in its outer conducting layers. Its inner conducting layers house the rest of printed conductors of electric circuit intended for reception, frequency conversion and digital processing of input SHF signals. Electric and radio elements arranged on bearing printed circuit board are grouped according to functional zones: one zone incorporates analog electric and radio elements and the other zones includes digital electric and radio elements. At least one screening grounding plane made in one of inner conducting layers of bearing printed circuit board corresponds to each functional zone. Strip lines of SHF units of first functional zone are placed directly on bearing printed circuit board with the use of printed conductors located in its conducting layers. In case of presence of asymmetrical strip line signal conductor of strip line is positioned in outer conducting layer of bearing printed circuit board. Grounding plane of first functional zone located in adjacent inner conducting layer is employed as screen. EFFECT: improved operational reliability of radio electron unit. 4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности радиоэлектронных блоков, предназначенных для приема и обработки сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС). The invention relates to electronics and can be used in the construction of blocks of electronic equipment, in particular radio electronic blocks, designed to receive and process signals from satellite radio navigation systems (SRNS).

Особенностью конструирования радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС, является необходимость использования в них разнородных функциональных узлов - различных аналоговых сверхвысокочастотных (СВЧ) и высокочастотных (ВЧ) схем, реализующих процессы приема и частотного преобразования шумоподобных сигналов СРНС, а также различных цифровых устройств - корреляторов, синтезаторов, синхронизаторов, процессоров, работающих на существенно более низких частотах и реализующих операции корреляционного поиска, слежения и цифровой обработки сигналов [1, с. 112, рис. 47; с. 126, рис. 64]. A feature of the design of radio-electronic units that receive and process SRNS signals is the need to use heterogeneous functional units in them - various analog ultra-high-frequency (microwave) and high-frequency (HF) circuits that implement the processes of receiving and frequency conversion of noise-like SRNS signals, as well as various digital devices - correlators, synthesizers, synchronizers, processors operating at substantially lower frequencies and implementing correlation search operations, after signal and digital signal processing [1, p. 112, fig. 47; from. 126, fig. 64].

Поскольку конструкция радиоэлектронного блока, осуществляющего прием и обработку сигналов СРНС, должна соединять в себе указанные разнородные элементы и узлы, к тому же работающие с сигналами в диапазоне от сверхвысоких (СВЧ) частот до низких (НЧ) частот, то возникает проблема их конструктивного объединения с обеспечением электромагнитной совместимости и исключением взаимного влияния друг на друга в условиях плотной компоновки в рамках одной конструкции. При этом, в частности, имеет место чисто конструкторская задача совместного выполнения в одном блоке входных СВЧ узлов, осуществляющих прием и начальное преобразование сигналов СРНС, и последующих узлов, осуществляющих дальнейшее преобразование сигналов по частоте, цифровую их обработку и формирование выходных низкочастотных сигналов, несущих навигационную информацию, необходимую потребителю. Поскольку такая конструкторская задача не имеет общепринятого решения, то при разработке конкретных образцов техники приходится применять индивидуальные конструкторские решения и приемы. Since the design of the radio-electronic unit that receives and processes SRNS signals must combine the indicated heterogeneous elements and nodes, besides working with signals in the range from ultra-high (microwave) frequencies to low (LF) frequencies, the problem of their constructive combination with ensuring electromagnetic compatibility and eliminating the mutual influence of each other in a dense arrangement within the same design. In this case, in particular, there is a purely design task of joint execution in one block of input microwave nodes that receive and initially convert the SRNS signals, and subsequent nodes that further convert the signals by frequency, digitally process them and generate output low-frequency signals that carry navigation information needed by the consumer. Since such a design problem does not have a generally accepted solution, when developing specific models of equipment, individual design decisions and techniques have to be applied.

Например, известны относящиеся к технике активных фазированных антенных решеток конструкции высокочастотных объемных модулей [2 - 4], в которых осуществляется прием СВЧ сигналов, их преобразование и цифровая обработка. Основной принцип конструирования, реализованный в [2 - 4], заключается в том, что функциональные узлы электрической схемы выполняются на отдельных микроплатах, в том числе на СВЧ микроплатах с полосковыми линиями. Эти микроплаты устанавливаются, например, в металлических рамках, а затем собираются в виде пакета в корпусе объемного интегрального герметизированного модуля. Электрические связи между микроплатами осуществляются посредством коммутационной платы, устанавливаемой перпендикулярно к торцам микроплат. Особенностью рассматриваемых высокочастотных объемных модулей является то, что собираемые в пакет микроплаты близки по конструкции, используемой элементной базе и технологии изготовления. В частности, при изготовлении микроплат используется однотипная элементная база - бескорпусные элементы IV поколения, а также единая технология типа тонкопленочной технологии изготовления интегральных СВЧ микросхем. В качестве конструкционных материалов, используемых для изготовления микроплат, применяются преимущественно поликор, полиамид, сапфир, плавленный кварц, арсенид галлия, а для коммутационной платы - брокерит. При выполнения проводников, в том числе проводников полосковых линий, производятся операции вакуумного напыления и фотолитографии. Все это удорожает рассмотренные конструкции и ограничивает область практического их использования рамками конкретной области техники, а именно техники активных фазированных антенных решеток. For example, the constructions of high-frequency surround modules [2 - 4] related to the technique of active phased antenna arrays are known, in which microwave signals are received, converted, and digitally processed. The basic design principle, implemented in [2 - 4], is that the functional units of the electric circuit are performed on separate microcards, including microwave circuit boards with strip lines. These microboards are installed, for example, in metal frames, and then assembled in the form of a package in the body of a volumetric integrated sealed module. The electrical connections between the microboards are carried out by means of a patch board installed perpendicular to the ends of the microboards. A feature of the considered high-frequency volume modules is that the microboards assembled in a package are close in design, used elemental base and manufacturing technology. In particular, in the manufacture of microcards, the same type of element base is used - open-frame elements of the fourth generation, as well as a single technology such as thin-film technology for the manufacture of integrated microwave circuits. As construction materials used for the manufacture of microplates, mainly used are polycor, polyamide, sapphire, fused silica, gallium arsenide, and brokerite for the circuit board. When carrying out conductors, including conductors of strip lines, the operations of vacuum deposition and photolithography are performed. All this makes the considered constructions more expensive and limits the area of their practical use to the framework of a particular technical field, namely, the technology of active phased antenna arrays.

Известны радиоэлектронные блоки, представляющие плоскостные конструкции, например [5, с. 51-50, рис. 2.9; с. 70-71, рис. 3.6], [6], в которых микроплаты отдельных узлов электрической схемы, в том числе и микроплаты с полосковыми линиями, размещаются горизонтально в соответствующих гнездах металлического основания, выполненного в виде монолитного корпуса, например из титана, снабженного герметично закрываемой металлической крышкой. Металлическое основание является несущим элементом конструкции, а также выполняет функции экрана. Размещение микроплат в гнездах основания, отделенных друг от друга слоем металла, позволяет в таких конструкциях решать задачи электромагнитной совместимости и исключения взаимного влияния разнородных узлов электрической схемы друг на друга. При этом использование металлического основания одновременно в качестве несущего элемента конструкции и средства для экранирования увеличивает массу и габариты конструкции. Known electronic blocks representing planar structures, for example [5, p. 51-50, fig. 2.9; from. 70-71, fig. 3.6], [6], in which microboards of individual components of the electric circuit, including microboards with strip lines, are placed horizontally in the corresponding sockets of the metal base, made in the form of a monolithic body, for example, of titanium, equipped with a hermetically sealed metal cover. The metal base is a structural supporting element, and also serves as a screen. The placement of microplates in the base sockets, separated from each other by a metal layer, makes it possible to solve the problems of electromagnetic compatibility in such structures and to eliminate the mutual influence of dissimilar nodes of the electrical circuit on each other. At the same time, the use of a metal base simultaneously as a supporting structural element and means for shielding increases the mass and dimensions of the structure.

Известен радиоэлектронный блок [7, с. 24, рис. 3.2], представляющий плоскостную конструкцию, в которой микроплаты СВЧ узлов электрической схемы, в том числе микроплаты с полосковыми линиями, установлены горизонтально на нижней стороне несущей коммутационной платы, на верхней стороне которой размещены дискретные электрорадиоэлементы. Несущая коммутационная плата установлена в герметизированном корпусе. Микроплаты и электрорадиоэлементы на несущей коммутационной плате сгруппированы по функциональным зонам. Функциональные зоны разделены экранирующими металлическими перегородками, которые размещены на верхней стороне несущей коммутационной платы. Указанная группировка по функциональным зонам и разделение функциональных зон внешними экранирующими перегородками - конструкторский прием, позволяющий в данной конструкции решить задачи электромагнитной совместимости и исключения взаимного влияния разнородных функциональных узлов друг на друга. При этом использование коммутационной платы в качестве общего несущего элемента для микроплат и электрорадиоэлементов дает возможность уменьшить габариты данной конструкции по сравнению с конструкциями, где микроплаты размещаются в гнездах металлического основания. Known electronic unit [7, p. 24, fig. 3.2], which represents a planar structure in which micro-boards of microwave components of an electric circuit, including micro-boards with strip lines, are mounted horizontally on the lower side of the carrier switching board, on the upper side of which discrete electrical radio elements are placed. The carrier patch board is installed in a sealed enclosure. Micro-boards and radio-electronic elements on the carrier switching board are grouped by functional zones. The functional areas are separated by shielding metal partitions, which are located on the upper side of the carrier switching board. The indicated grouping by functional zones and the separation of functional zones by external shielding partitions is a design technique that allows solving the problems of electromagnetic compatibility in this design and eliminating the mutual influence of heterogeneous functional nodes on each other. At the same time, the use of a circuit board as a common load-bearing element for microboards and electro-radio elements makes it possible to reduce the dimensions of this design in comparison with designs where microboards are located in the sockets of the metal base.

Общим для рассмотренных плоскостных конструкций является применение в них СВЧ узлов, выполненных на отдельных микроплатах. Такой конструкторский прием соответствует принципу конструирования, изложенному например в [5, с. 11-13], суть которого заключается в объединении простых конструктивно законченных структурных единиц в более сложные. Привлекательность такого конструкторского приема связана с простотой реализации отдельных структурных единиц. Для случая полосковой линии это можно объяснить, в частности, следующим. Как известно, характеристики полосковой линии напрямую определяются совокупностью ее геометрических размеров и свойствами используемого диэлектрического материала, который непосредственно участвует в формировании электромагнитных колебаний [5, с. 15-21]. Поэтому заданные характеристики полосковой линии проще получить и проконтролировать при выполнении ее в виде конструктивно законченного и функционально самостоятельного СВЧ узла, изготовленного, например, с использованием тонкопленочной технологии [5, с. 41-43]. Однако преимущества, связанные с относительной простотой конструктивной реализации отдельных СВЧ узлов, в том числе с полосковыми линиями, на практике приводят к увеличению габаритов и усложнению в целом конструкции радиоэлектронного блока. Common to the considered planar structures is the use of microwave components in them, made on separate microboards. Such a design technique corresponds to the design principle set forth, for example, in [5, p. 11-13], the essence of which is to combine simple structurally completed structural units into more complex ones. The attractiveness of this design technique is associated with the ease of implementation of individual structural units. For the strip line case, this can be explained, in particular, by the following. As you know, the characteristics of the strip line are directly determined by the combination of its geometric dimensions and the properties of the used dielectric material, which is directly involved in the formation of electromagnetic waves [5, p. 15-21]. Therefore, it is easier to obtain and control the specified characteristics of the strip line when it is performed in the form of a structurally complete and functionally independent microwave unit made, for example, using thin-film technology [5, p. 41-43]. However, the advantages associated with the relative simplicity of the structural implementation of individual microwave components, including strip lines, in practice lead to an increase in size and complexity of the overall design of the electronic unit.

В качестве прототипа заявляемого радиоэлектронного блока принят радиоэлектронный блок, описанный в [8], в котором решается задача конструктивного объединения разнородных функциональных узлов (СВЧ, ВЧ и НЧ узлов) с обеспечением их электромагнитной совместимости, исключением взаимного влияния друг на друга, устранением паразитных наводок и наведенных помех в условиях плотной компоновки в рамках одной плоскостной конструкции. As a prototype of the claimed radio-electronic unit, a radio-electronic unit is adopted, described in [8], which solves the problem of constructively combining dissimilar functional units (microwave, high-frequency and low-frequency units) with ensuring their electromagnetic compatibility, eliminating mutual influence on each other, eliminating spurious interference and induced interference in a dense arrangement within a single planar structure.

Радиоэлектронный блок [8], принятый в качестве прототипа, содержит несущий элемент, выполненный в виде плоской монолитной многослойной печатной платы - несущей печатной платы - с N ≥ 6 проводящими слоями, в которой в наружных проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". The radio electronic unit [8], adopted as a prototype, contains a supporting element made in the form of a flat monolithic multilayer printed circuit board - a supporting printed circuit board - with N ≥ 6 conductive layers, in which printed conductors, contact pads, radio electronic elements and connectors for external connections, and in the internal conductive layers - the remaining printed conductors of the electrical circuit designed for receiving, frequency conversion and digital processing of input microwave signals, for example SRNS signals measures "GLONASS" and "GPS".

Электрорадиоэлементы, размещенные на несущей печатной плате, сгруппированы по функциональным зонам. Первая из функциональных зон является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные - зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. В первой функциональной зоне размещен также высокочастотный соединитель, предназначенный для подключения приемной антенны, а в последней - по крайней мере один низкочастотный соединитель, предназначенный для подключения внешних устройств. Electro-radio elements placed on a supporting printed circuit board are grouped by functional zones. The first of the functional areas is the functional placement area of the analogue radio electronic elements, and the rest are the functional placement areas of the digital electronic radioelements. In the first functional area there is also a high-frequency connector designed to connect a receiving antenna, and in the last at least one low-frequency connector designed to connect external devices.

Каждой из функциональных зон соответствует по меньшей мере одна экранирующая земляная плоскость, выполненная в одном из внутренних проводящих слоев несущей печатной платы. Каждая из функциональных зон имеет также индивидуальные цепи электропитания, расположенные в соответствии с расположением функциональных зон. Each of the functional zones corresponds to at least one shielding ground plane made in one of the inner conductive layers of the supporting printed circuit board. Each of the functional areas also has individual power circuits arranged in accordance with the location of the functional areas.

В первой функциональной зоне поступающие с приемной антенны аналоговые СВЧ сигналы, например сигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются с понижением несущей частоты с помощью соответствующих СВЧ и ВЧ функциональных узлов электрической схемы. В последующих функциональных зонах сигналы преобразуются в цифровой вид, подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре и интерфейсных элементах с формированием низкочастотных (НЧ) выходных сигналов, несущих навигационную информацию для потребителя. In the first functional area, analogue microwave signals coming from the receiving antenna, for example, GLONASS and GPS signals with frequencies in the range from 1200 to 1700 MHz, are amplified, filtered out from interference and converted with decreasing carrier frequency using the corresponding microwave and RF functional nodes of the electrical circuit. In the subsequent functional areas, the signals are converted to digital form, subjected to multi-channel correlation processing, processing in a digital processor and interface elements with the formation of low-frequency (LF) output signals that carry navigation information for the consumer.

Таким образом, в процессе своей обработки в радиоэлектронном блоке сигналы проходят последовательно от одной функциональной зоны к другой. При этом за счет внутриплатного экранирования, реализуемого, в частности, с помощью экранирующих земляных плоскостей функциональных зон, обеспечивается устранение паразитных наводок и наведенных помех. Thus, in the process of processing in the electronic unit, the signals pass sequentially from one functional zone to another. In this case, due to the internal circuit shielding, implemented, in particular, using shielding earth planes of the functional zones, the elimination of spurious interference and induced interference is ensured.

Конструкторские решения и приемы, реализованные в блоке-прототипе, позволяют решать задачи электромагнитной совместимости и исключения взаимного влияния разнородных функциональных СВЧ, ВЧ и НЧ узлов в условиях их плотной компоновки в рамках одной плоскостной конструкции. При этом в блоке-прототипе остается нерешенной задача оптимизации конструкции, в частности задача обеспечения технологического и конструктивного единообразия в выполнении СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов, выполняемых на несущей печатной плате блока. Design solutions and techniques implemented in the prototype block allow solving electromagnetic compatibility problems and eliminating the mutual influence of heterogeneous functional microwave, high-frequency, and low-frequency nodes in the conditions of their tight arrangement within the framework of one planar structure. At the same time, in the prototype block, the design optimization problem remains unsolved, in particular, the task of ensuring technological and constructive uniformity in the implementation of microwave nodes with strip lines and other printed elements performed on the block's printed circuit board.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности технологического и конструктивного единообразия в выполнении элементов СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов электрической схемы радиоэлектронного блока, осуществляющего прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", в конкретных условиях его реализации на плоской монолитной многослойной печатной плате, являющейся несущим элементом конструкции. The technical problem to which the claimed invention is directed is to enable technological and structural uniformity in the implementation of elements of microwave components with strip lines and other printed elements of the electrical circuit of a radio electronic unit that receives, frequency converts and digitally processes input microwave signals, such as SRNS signals " GLONASS "and" GPS ", in the specific conditions of its implementation on a flat monolithic multilayer printed circuit board, which is the supporting element Design.

Решение этой задачи дает возможность отказаться от использования СВЧ узлов с полосковыми линиями в микроплатном исполнении, что позволяет в целом упростить конструкцию радиоэлектронного блока, повысить технологичность его изготовления и уменьшить при прочих равных условиях габариты радиоэлектронного блока. The solution to this problem makes it possible to abandon the use of microwave components with strip lines in micro-board design, which generally simplifies the design of the electronic unit, improves the manufacturability of its manufacture and reduces, other things being equal, the dimensions of the electronic unit.

Сущность изобретения заключается в том, что в радиоэлектронном блоке, содержащем несущий элемент, выполненный в виде плоской монолитной многослойной печатной платы - несущей печатной платы - с N проводящими слоями, в которой в наружных проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов, причем электрорадиоэлементы, размещенные на несущей печатной плате, сгруппированы по функциональным зонам, первая из которых является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные - зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, при этом каждой из функциональных зон соответствует по меньшей мере одна экранирующая земляная плоскость, выполненная в одном из внутренних проводящих слоев несущей печатной платы, полосковые линии СВЧ узлов первой функциональной зоны выполнены непосредственно на несущей печатной плате с помощью печатных проводников, расположенных в ее проводящих слоях, причем в случае несимметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается в наружном проводящем слое несущей печатной платы, а в качестве экрана используется расположенная в соседнем с ним внутреннем проводящем слое земляная плоскость первой функциональной зоны, в случае симметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается во внутреннем i-ом проводящем слое несущей печатной платы, где 3 ≤ i ≤ (N - 2), N ≥ 5, а соответствующие экраны располагаются в соседних с ним (i - 1)-ом и (i + 1)-ом внутренних проводящих слоях, электрорадиоэлементы, по крайней мере связанные с полосковыми линиями, смонтированы на несущей печатной плате по технологии поверхностного монтажа, а сама несущая печатная плата выполнена с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного слоистого пластика с нормированным значением диэлектрической проницаемости в пределах 4,0 - 5,5 и толщиной слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм. The essence of the invention lies in the fact that in a radio electronic unit containing a carrier element, made in the form of a flat monolithic multilayer printed circuit board - a carrier printed circuit board - with N conductive layers, in which outer conductive layers are placed printed conductors, contact pads, radio electronic elements and connectors for external connections, and in the internal conductive layers - the remaining printed conductors of the electrical circuit designed for receiving, frequency conversion and digital processing of input microwave system signals, moreover, the radio-electronic elements placed on the supporting printed circuit board are grouped by functional zones, the first of which is the zone of the functional placement of the analogue radio-electronic elements, and the rest are the zones of the functional placement of the digital radio-electronic elements, at least one shielding ground plane corresponds to each of the functional zones, made in one of the inner conductive layers of the supporting printed circuit board, the strip lines of the microwave nodes of the first functional area are made on Directly on the carrier PCB using printed conductors located in its conductive layers, moreover, in the case of an asymmetric strip line, the signal conductor of the strip line is located in the outer conductive layer of the carrier PCB, and the ground plane located in the adjacent inner conductive layer is used as a screen the first functional zone, in the case of a symmetrical strip line, the signal conductor of the strip line is located in the inner i-th conductive layer of the carrier furnace circuit board, where 3 ≤ i ≤ (N - 2), N ≥ 5, and the corresponding screens are located in the adjacent (i - 1) th and (i + 1) th internal conductive layers, radio and electronic elements, at least connected with strip lines are mounted on a carrier printed circuit board using surface mounting technology, and the carrier printed circuit board itself is made using foil laminate as a structural material with a normalized dielectric constant of 4.0 - 5.5 and a laminate thickness between adjacent prov layers as coming within 0.18 - 0.76 mm.

В преимущественных вариантах реализации, имеющих практическое значение, несущая печатная плата выполнена с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного эпоксидного стеклотекстолита марки FR4, а толщина слоистого пластика между соседними проводящими слоями несущей печатной платы, в которых расположены сигнальный проводник и экран полосковой линии, составляет 0,18 мм, 0,46 мм или 0,76 мм. In preferred embodiments of practical importance, the carrier circuit board is made using foil-coated epoxy fiberglass of the FR4 grade as the structural material, and the thickness of the laminate between adjacent conductive layers of the carrier circuit board in which the signal conductor and the strip line screen are located is 0. 18 mm, 0.46 mm or 0.76 mm.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются на примере конструкции радиоэлектронного блока, выполняющего функцию навигационного приемника-процессора СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", использующего в качестве несущего элемента конструкции несущую печатную плату с шестью проводящими слоями (N = 6). The essence of the invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the example of the design of the radio electronic unit, which performs the function of the navigation receiver-processor SRNS "GLONASS" and "GPS", using as the supporting structural element a supporting printed circuit board with six conductive layers (N = 6).

Чертежи, поясняющие данный пример реализации радиоэлектронного блока, представлены на фиг. 1 - 9. The drawings explaining this example implementation of the electronic unit are presented in FIG. 19.

На фиг. 1 представлен вид в разрезе несущей печатной платы радиоэлектронного блока в рассматриваемом примере реализации с N = 6 проводящими слоями (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий межслойных соединений - условное);
на фиг. 2 - пример, иллюстрирующий группировку по функциональным зонам электрорадиоэлементов, размещенных в наружном первом проводящем слое несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны элементов первого слоя, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 3 - пример, иллюстрирующий группировку по функциональным зонам электрорадиоэлементов, размещенных в наружном шестом проводящем слое несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны);
на фиг. 4 - пример рисунка печати наружного первого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока;
на фиг. 5 - пример рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 6 - пример рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 7 - пример рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 8 - пример рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);
на фиг. 9 - пример рисунка печати наружного шестого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные).In FIG. 1 shows a sectional view of a carrier printed circuit board of an electronic unit in the present example of implementation with N = 6 conductive layers (arrangement of printed conductors and metallized holes of interlayer connections is conditional);
in FIG. 2 is an example illustrating the grouping by functional zones of electro-radio elements located in the outer first conductive layer of the carrier printed circuit board in the considered example of the implementation of the electronic block (view from the side of the elements of the first layer, printed conductors are not shown conventionally);
in FIG. 3 is an example illustrating the grouping by functional zones of electro-radio elements located in the outer sixth conductive layer of a carrier printed circuit board in the considered example of implementation of an electronic block (view from the side of the first layer, layers conditionally transparent, printed conductors are not shown conventionally);
in FIG. 4 is an example of a print pattern of the outer first conductive layer of a carrier printed circuit board in the considered example of implementation of the electronic unit;
in FIG. 5 is an example of a print pattern of the inner second conductive layer of the carrier circuit board in the considered example of the implementation of the electronic unit (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 6 is an example of a print pattern of the inner third conductive layer of the carrier circuit board in the considered example of implementation of the electronic unit (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 7 is an example of a print pattern of the inner fourth conductive layer of a carrier printed circuit board in the considered example of implementation of an electronic block (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 8 is an example of a print pattern of the inner fifth conductive layer of a carrier printed circuit board in the considered example of implementation of an electronic block (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent);
in FIG. 9 is an example of a print pattern of the outer sixth conductive layer of a carrier printed circuit board in the considered example of implementation of an electronic block (view from the side of the first layer, the layers are conditionally transparent).

Заявляемый радиоэлектронный блок в рассматриваемом примере реализации (фиг. 1 - 9) содержит несущий элемент, выполненный в виде несущей печатной платы 1 - плоской монолитной многослойной печатной платы с N = 6 проводящими слоями. Наружный первый проводящий слой 2 несущей печатной платы 1 образует ее лицевую сторону, а наружный шестой проводящий слой 3 - тыльную сторону. Внутренние проводящие слои несущей печатной платы 1 - второй проводящий слой 4, третий проводящий слой 5, четвертый проводящий слой 6 и пятый проводящий слой 7 - отделены друг от друга и от наружных проводящих слоев 2 и 3 изолирующими слоями 8 (фиг. 1). The inventive electronic block in this example implementation (Fig. 1 - 9) contains a carrier element made in the form of a carrier circuit board 1 - a flat monolithic multilayer printed circuit board with N = 6 conductive layers. The outer first conductive layer 2 of the carrier circuit board 1 forms its front side, and the outer sixth conductive layer 3 forms the back side. The inner conductive layers of the carrier circuit board 1 — the second conductive layer 4, the third conductive layer 5, the fourth conductive layer 6 and the fifth conductive layer 7 — are separated from each other and from the outer conductive layers 2 and 3 by the insulating layers 8 (Fig. 1).

Несущая печатная плата 1 как несущий элемент конструкции несет на себе контактные площадки 9, печатные проводники 10, электрорадиоэлементы 11, а также высокочастотный 12 и низкочастотные 13 (13₁ и 13₂) соединители для внешних подключений, являющиеся конструктивными элементами электрической схемы, осуществляющей прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов - в рассматриваемом случае сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". При этом в наружных проводящих слоях 2 и 3 несущей печатной платы 1 размещаются контактные площадки, электрорадиоэлементы, соединители для внешних подключений и печатные проводники, а во внутренних проводящих слоях 4, 5, 6 и 7 - только печатные проводники. Межслойные соединения печатных проводников в несущей печатной плате 1 осуществляются посредством соответствующих металлизированных отверстий 14 межслойных соединений (на фиг. 1 выполнение металлизированных отверстий 14 показано условно). В случае, когда металлизированные отверстия межслойных соединений должны проходить через печатные проводники без электрического контакта с ними, в этих проводниках выполняются соответствующие окна, лишенные металлизации.The supporting printed circuit board 1, as the supporting structural element, carries on it pads 9, printed conductors 10, electro-radio elements 11, as well as high-frequency 12 and low-frequency 13 (13 ₁ and 13 ₂ ) connectors for external connections, which are structural elements of the receiving electrical circuit, frequency conversion and digital processing of input microwave signals — in the case under consideration, the GLONASS and GPS GPS signals. In this case, in the outer conductive layers 2 and 3 of the supporting printed circuit board 1, pads, electronic components, connectors for external connections and printed conductors are placed, and in the inner conductive layers 4, 5, 6 and 7, only printed conductors. The interlayer connections of the printed conductors in the carrier printed circuit board 1 are carried out by means of the corresponding metallized holes 14 of the interlayer connections (in Fig. 1, the implementation of the metallized holes 14 is shown conditionally). In the case when the metallized holes of the interlayer connections must pass through the printed conductors without electrical contact with them, the corresponding windows are deprived of metallization in these conductors.

В рассматриваемом примере реализации заявляемого радиоэлектронного блока, т. е. в блоке навигационного приемника-процессора СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", электрорадиоэлементы на несущей печатной плате 1 сгруппированы последовательно по трем функциональным зонам 15, 16 и 17 (фиг. 2, 3). In this example, the implementation of the inventive radio-electronic unit, that is, in the navigation receiver-processor block of the SRNS "GLONASS" and "GPS", the radio electronic elements on the carrier printed circuit board 1 are grouped sequentially in three functional zones 15, 16 and 17 (Fig. 2, 3 )

Первая функциональная зона 15 является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, осуществляющих преобразование входных аналоговых сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с понижением их несущей частоты до значения, требуемого из условий осуществления последующего аналого-цифрового преобразования. В этой же функциональной зоне размещен и высокочастотный соединитель 12, предназначенный для подключения приемной антенны. The first functional area 15 is a functional placement area of analogue radio electronic elements that convert the input analog signals of the SRNS GLONASS and GPS with a decrease in their carrier frequency to the value required from the conditions for the subsequent analog-to-digital conversion. In the same functional area is placed and high-frequency connector 12, designed to connect a receiving antenna.

С помощью электрорадиоэлементов, а также за счет соответствующей топологии в первой функциональной зоне выполнены полосковые линии, СВЧ полосовые фильтры, малошумящие СВЧ усилители, смесители, полосовые фильтры на поверхностно-акустических волнах, синтезаторы частот, опорный генератор. Электрорадиоэлементы первой функциональной зоны 15 представляют собой дискретные электрорадиоэлементы - конденсаторы, резисторы, электрорадиоэлементы низкой степени интеграции, например аналогичные микросхемам типа MGA-87563 фирмы HEWLETT-PACKARD (США) или МААМ 12021 М/А СОМ фирмы MOTOROLA (США) (малошумящие СВЧ усилители), а также электрорадиоэлементами средней степени интеграции, например аналогичными микросхемам типа LMX23 3 ОАТМ фирмы MOTOROLA (США) (синтезаторы частот), UPC2753 фирмы NEC (США) (преобразователи сигналов - усилители), MC13142D фирмы Motorola (США) (смесители), TX0255AR 10,00 MHz, 3V фирмы RAKON (США) (опорный генератор). Представленные примеры электрорадиоэлементов первой функциональной зоны 15 - это примеры элементной базы V поколения для техники поверхностного монтажа. Using radio-electronic elements, as well as due to the corresponding topology, strip lines, microwave band-pass filters, low-noise microwave amplifiers, mixers, band-pass filters on surface acoustic waves, frequency synthesizers, and a reference oscillator are made in the first functional area. The electro-radio elements of the first functional zone 15 are discrete electro-radio elements - capacitors, resistors, low-integration electro-radio elements, for example, similar to microchips of the type MGA-87563 from HEWLETT-PACKARD (USA) or MAAM 12021 M / A COM from MOTOROLA (USA) (low-noise microwave amplifiers) as well as medium-sized radio electronic elements, for example, similar to LMX23 3 OATM microcircuits from MOTOROLA (USA) (frequency synthesizers), UEC2753 from NEC (USA) (signal converters - amplifiers), MC13142D from Motorola (USA) (mixers), TX0255AR 10.00 MHz, 3V manufactured by RAKON (USA) (reference generator). The presented examples of the electro-radio elements of the first functional zone 15 are examples of the V generation elemental base for surface mounting techniques.

Техника (технология) поверхностного монтажа [9, с. 107-110], используемая в заявляемом радиоэлектронном блоке, позволяет реализовать максимальную плотность компоновки и минимальные габариты несущей печатной платы 1, при этом в отличие от применения бескорпусных электрорадиоэлементов IV поколения не требуется дополнительной общей герметизации радиоэлектронного блока, поскольку элементная база V поколения - это корпусированные электрорадиоэлементы. Technique (technology) of surface mounting [9, p. 107-110], used in the inventive electronic block, allows to realize the maximum layout density and minimum dimensions of the carrier printed circuit board 1, while in contrast to the use of unpacked generation IV radio-electronic elements, additional general sealing of the electronic block is not required, since the generation base V is packaged electro radio elements.

Последующие вторая 16 и третья 17 функциональные зоны несущей печатной платы 1 являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. The subsequent second 16 and third 17 functional zones of the carrier printed circuit board 1 are zones of the functional placement of digital electronic radio elements.

Вторая функциональная зона 16 является зоной, где осуществляется преобразование в цифровой вид сигналов, поступающих из первой зоны 15. В состав электрорадиоэлементов второй функциональной зоны 16 входят компараторы, аналогичные, например, компараторам средней степени интеграции типа MAX962ESA фирмы MAXIM (США). Указанные компараторы относятся к электрорадиоэлементам V поколения, предназначенным для поверхностного монтажа. The second functional zone 16 is the zone where the signals from the first zone 15 are converted to digital form. The electronic components of the second functional zone 16 include comparators, similar, for example, to comparators of medium integration type MAX962ESA manufactured by MAXIM (USA). The specified comparators belong to the V generation radio-electronic elements intended for surface mounting.

Третья функциональная зона 17 является зоной чисто цифровой обработки сигналов. В этой зоне размещены электрорадиоэлементы сверхвысокой степени интеграции, осуществляющие многоканальное корреляционное преобразование сигналов СРНС, например цифровые корреляторы типа 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01 (Россия) или ASIC фирмы SAMSUNG (Корея). В этой же зоне размещены функциональные узлы вычислителя, например процессор типа ТМС320С203Р или TMS320 LC203PZA фирмы TEXAS INSTRUMENTS (США) и запоминающие устройства типа KM616V1002AT-15 фирмы SAMSUNG (Корея), представляющие собой электрорадиоэлементы сверхвысокой и высокой степени интеграции. На выходе зоны 17 размещены интерфейсные электрорадиоэлементы, например микросхемы высокой степени интеграции типа МАХ3223ЕАР фирмы MAXIM (США), а также низкочастотные соединители 13 (13₁ и 13₂), предназначенные для подключения внешних устройств и источника питания. Представленные примеры электрорадиоэлементов третьей функциональной зоны - это электрорадиоэлементы V поколения, предназначенные для поверхностного монтажа.The third functional area 17 is a purely digital signal processing area. In this zone, ultra-high integration radio electronic elements are located that carry out multichannel correlation conversion of SRNS signals, for example, digital correlators of the type 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01 (Russia) or ASIC from SAMSUNG (Korea). Functional nodes of the calculator are located in the same zone, for example, a processor of the TMS320C203P or TMS320 LC203PZA type by TEXAS INSTRUMENTS (USA) and memory devices of the KM616V1002AT-15 type from SAMSUNG (Korea), which are ultra-high and high degree of electrical integration. At the output of zone 17 there are interface electro-radio elements, for example, microcircuits of a high degree of integration of the MAXIM type MAXIM company (USA), as well as low-frequency connectors 13 (13 ₁ and 13 ₂ ), designed to connect external devices and a power source. The presented examples of electro-radio elements of the third functional area are V-generation electro-radio elements intended for surface mounting.

В рассматриваемом примере реализации заявляемого радиоэлектронного блока первой функциональной зоне 15 соответствуют две экранирующие земляные плоскости 18 и 19, выполненные во внутренних втором 4 и пятом 7 проводящих слоях несущей печатной платы 1 (фиг. 5, 8). Второй функциональной зоне 16 соответствует экранирующая земляная плоскость 20, а третьей функциональной зоне 17 - экранирующая земляная плоскость 21, выполненные в том же внутреннем втором проводящем слое 4, что и земляная плоскость 18 первой функциональной зоны 15 (фиг. 5). Земляные плоскости 18, 20 и 21 связаны между собой (конструктивно и электрически) с помощью земляных перемычек 22 (фиг. 5). In this example implementation of the inventive electronic unit, the first functional area 15 corresponds to two shielding ground planes 18 and 19, made in the inner second 4 and fifth 7 conductive layers of the carrier printed circuit board 1 (Fig. 5, 8). The second functional zone 16 corresponds to the shielding earth plane 20, and the third functional zone 17 corresponds to the shielding earth plane 21 made in the same inner second conductive layer 4 as the ground plane 18 of the first functional zone 15 (Fig. 5). Earthen planes 18, 20 and 21 are interconnected (structurally and electrically) using earthing jumpers 22 (Fig. 5).

Проводники питания первой 15 и второй 16 функциональных зон выполнены в виде печатных проводников 23 и 24, расположенных во внутреннем третьем проводящем слое 5 несущей печатной платы 1 (фиг. 6). Проводник питания третьей функциональной зоны 17 выполнен в виде металлизированной плоскости 25 цифрового питания, расположенной во внутреннем четвертом проводящем слое 6 несущей печатной платы 1 (фиг. 7). Проводники питания 23, 24 и плоскость цифрового питания 25 электрически связаны с помощью соответствующих печатных проводников и развязывающих фильтров питания (не показаны) с соответствующим выводом для подвода питания соединителя 13₁.The power conductors of the first 15 and second 16 functional zones are made in the form of printed conductors 23 and 24 located in the inner third conductive layer 5 of the carrier printed circuit board 1 (Fig. 6). The power conductor of the third functional zone 17 is made in the form of a metallized plane 25 of digital power located in the inner fourth conductive layer 6 of the carrier printed circuit board 1 (Fig. 7). The power conductors 23, 24 and the digital power plane 25 are electrically connected using the appropriate printed conductors and decoupling power filters (not shown) with the corresponding output for supplying power to the connector 13 ₁ .

В первой функциональной зоне 15 поступающие на высокочастотный соединитель 12 аналоговые СВЧ сигналы, например сигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются с понижением несущей частоты (до десятков мегагерц) с помощью соответствующих СВЧ и ВЧ функциональных узлов электрической схемы - СВЧ полосовых фильтров, малошумящих СВЧ усилителей, полосовых фильтров на поверхностно акустических волнах, а также смесителей. В последующих функциональных зонах 16 и 17 сигналы преобразуются в цифровой вид, подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре и интерфейсных элементах с формированием низкочастотных (НЧ) выходных сигналов, несущих навигационную информацию для потребителя, которые снимаются с соответствующих контактов низкочастотных соединителей 13. In the first functional zone 15, analog microwave signals arriving at the high-frequency connector 12, for example, the GLONASS and GPS signals, with frequencies in the range from 1200 to 1700 MHz, are amplified, filtered out from interference, and converted with decreasing carrier frequency (to tens of megahertz) using the appropriate microwave and RF functional units of the electrical circuit - microwave bandpass filters, low-noise microwave amplifiers, bandpass filters on surface acoustic waves, as well as mixers. In the subsequent functional zones 16 and 17, the signals are converted to digital form, subjected to multi-channel correlation processing, processing in a digital processor and interface elements with the formation of low-frequency (LF) output signals that carry navigation information for the consumer, which are removed from the corresponding contacts of the low-frequency connectors 13.

Таким образом, в процессе своей обработки в радиоэлектронном блоке сигналы проходят последовательно от одной функциональной зоны к другой. При этом за счет группировки электрорадиоэлементов по функциональным зонам и внутриплатного экранирования, реализуемого с помощью земляных плоскостей функциональных зон, обеспечивается, как и в прототипе, устранение паразитных наводок и наведенных помех, что позволяет обеспечить электромагнитную совместимость и исключить взаимное влияние разнородных функциональных СВЧ, ВЧ и НЧ узлов в условиях их плотной компоновки в рамках одной плоскостной конструкции. Thus, in the process of processing in the electronic unit, the signals pass sequentially from one functional zone to another. At the same time, due to the grouping of electro-radio elements by functional zones and on-board shielding implemented using the earthen planes of the functional zones, it is possible, as in the prototype, to eliminate spurious interference and induced interference, which allows for electromagnetic compatibility and eliminates the mutual influence of heterogeneous functional microwave, RF, and LF nodes in the conditions of their tight arrangement within the framework of one planar structure.

Одновременно с этим в заявляемом радиоэлектронном блоке решается задача по обеспечению технологического и конструктивного единообразия в выполнении элементов СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов электрической схемы радиоэлектронного блока, осуществляющего прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов СРНС. At the same time, the claimed radio-electronic unit solves the problem of ensuring technological and constructive uniformity in the implementation of the elements of microwave nodes with strip lines and other printed elements of the electrical circuit of the radio-electronic unit that receives, frequency converts and digitally processes the input microwave signals of the SRNS.

Эта задача решается за счет предлагаемого выполнения полосковых линий СВЧ узлов первой функциональной зоны 15 печатными проводниками, расположенными непосредственно на несущей печатной плате 1, общей для всех элементов электрической схемы радиоэлектронного блока, и использования в этих полосковых линиях в качестве экранов уже имеющихся экранирующих земляных плоскостей несущей печатной платы 1. При этом для обеспечения возможности реализации полосковых линий непосредственно на несущей печатной плате 1 с сохранением ее функции - несущего элемента конструкции - предлагается выполнять несущую печатную плату 1 с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного слоистого пластика, например эпоксидного стеклотекстолита, с нормированным значением диэлектрической проницаемости в пределах 4,0-5,5 и толщиной слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм. This problem is solved due to the proposed implementation of the strip lines of the microwave nodes of the first functional area 15 by printed conductors located directly on the carrier printed circuit board 1, common to all elements of the electrical circuit of the electronic unit, and the use in these strip lines as screens of existing carrier shielding earth planes printed circuit board 1. At the same time, to ensure the possibility of the implementation of strip lines directly on the carrier printed circuit board 1 while maintaining its function - is not essential about the structural element - it is proposed to carry the printed circuit board 1 using foil laminate, for example epoxy fiberglass, as a structural material, with a normalized dielectric constant of 4.0-5.5 and a laminate between adjacent conductive layers within 0, 18 - 0.76 mm.

В случае несимметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается в наружном проводящем слое несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15, а в качестве экрана используется расположенная в соседнем с ним внутреннем проводящем слое земляная плоскость этой зоны. Например, для сигнальных проводников 26 несимметричных полосковых линий, расположенных в наружном первом проводящем слое 2 несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15 (фиг. 4), в качестве экрана используется земляная плоскость 18 этой зоны, расположенная во внутреннем втором проводящем слое 4 (фиг. 5). Для сигнального проводника 27 несимметричной полосковой линии, расположенного в наружном шестом проводящем слое 3 несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15 (фиг. 9), в качестве экрана используется земляная плоскость 19 этой зоны, расположенная во внутреннем пятом проводящем слое 7 (фиг. 8). In the case of an asymmetric strip line, the signal line of the strip line is located in the outer conducting layer of the carrier PCB 1 in the first functional area 15, and the ground plane of this zone located in the adjacent inner conducting layer is used as a screen. For example, for signal conductors 26 of asymmetrical strip lines located in the outer first conductive layer 2 of the carrier PCB 1 in the first functional area 15 (Fig. 4), the ground plane 18 of this zone located in the inner second conductive layer 4 ( Fig. 5). For the signal conductor 27 of the asymmetric strip line located in the outer sixth conductive layer 3 of the carrier PCB 1 in the first functional area 15 (FIG. 9), the ground plane 19 of this zone located in the inner fifth conductive layer 7 (FIG. 8).

В случае симметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается во внутреннем i-ом проводящем слое несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15, где 3 ≤ i ≤ (N - 2), N ≥ 5, а соответствующие экраны располагаются в соседних с ним (i - 1)-ом и (i + 1)-ом внутренних проводящих слоях. В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока на шестислойной (N = 6) несущей печатной плате 1 сигнальный проводник симметричной полосковой линии располагается в третьем 5 или четвертом 6 внутреннем проводящем слое несущей печатной платы 1. Например, как показано на фиг. 7, 6 и 8, сигнальные проводники 28 симметричных полосковых линий располагаются во внутреннем четвертом (i = 4) проводящем слое 6 несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15 (фиг. 7), при этом соответствующий им первый экран 29 располагается во внутреннем третьем проводящем слое 5 (фиг. 6), а в качестве второго экрана используется экранирующая земляная плоскость 19 первой функциональной зоны 15, расположенная во внутреннем пятом проводящем слое 7 (фиг. 8). In the case of a symmetrical strip line, the signal line of the strip line is located in the inner i-th conductive layer of the carrier PCB 1 in the first functional area 15, where 3 ≤ i ≤ (N - 2), N ≥ 5, and the corresponding screens are located in neighboring the (i - 1) th and (i + 1) th inner conducting layers. In the considered example of implementation of the radio-electronic block on a six-layer (N = 6) carrier printed circuit board 1, the signal conductor of the symmetrical strip line is located in the third 5 or fourth 6 inner conducting layer of the carrier printed circuit board 1. For example, as shown in FIG. 7, 6 and 8, the signal conductors 28 of the symmetrical strip lines are located in the inner fourth (i = 4) conductive layer 6 of the carrier PCB 1 in the first functional area 15 (Fig. 7), while the corresponding first screen 29 is located in the inner third conductive layer 5 (FIG. 6), and as a second screen, a shielding ground plane 19 of the first functional zone 15 is used, located in the inner fifth conductive layer 7 (FIG. 8).

Соединение печатных проводников полосковых линий, расположенных во внутренних проводящих слоях несущей печатной платы 1, с контактными площадками и электрорадиоэлементами, расположенными в наружных проводящих слоях, осуществляется (как и в случаях межслойных соединений других печатных проводников несущей печатной платы 1) посредством металлизированных отверстий 14 межслойных соединений. The connection of printed conductors of strip lines located in the inner conductive layers of the carrier circuit board 1, with pads and radio elements located in the outer conductive layers, is carried out (as in the case of interlayer connections of other printed conductors of the carrier circuit board 1) through metallized holes 14 of the interlayer connections .

В заявляемом радиоэлектронном блоке электрорадиоэлементы, связанные с полосковыми линиями, являются корпусированными электрорадиоэлементами V поколения, которые смонтированы на несущей печатной плате 1 по технологии поверхностного монтажа. Это обеспечивает требуемую плотность компоновки, а также в случае, когда и остальные электрорадиоэлементы радиоэлектронного блока являются корпусированными, позволяет отказаться от герметизации блока, обязательной при применении бескорпусных электрорадиоэлементов IV поколения. Практически, в этом случае для обеспечения функционирования заявляемого радиоэлектронного блока в условиях неблагоприятной окружающей среды, например в условиях повышенной влажности, достаточно покрыть несущую печатную плату 1 с установленными на ней электрорадиоэлементами защитным лаком или иным защитным покрытием, применяемым в технологии изготовления печатных схем. In the inventive electronic block, the radioelements associated with the strip lines are encased V generation radio-electronic elements that are mounted on a carrier circuit board 1 using surface mounting technology. This ensures the required density of the arrangement, as well as in the case when the other electro-radio elements of the radio-electronic unit are packaged, eliminating the need for hermetic sealing of the unit, which is mandatory when using unpacked IV radio-electronic elements. In practice, in this case, in order to ensure the functioning of the inventive radio electronic unit in adverse environmental conditions, for example, in conditions of high humidity, it is sufficient to cover the supporting printed circuit board 1 with the electrical radio elements installed on it with a protective varnish or other protective coating used in the technology for manufacturing printed circuits.

Несущая печатная плата 1 в заявляемом радиоэлектронном блоке, как уже отмечалось выше, выполнена с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного слоистого пластика, например эпоксидного стеклотекстолита, с нормированным значением диэлектрической проницаемости ε в пределах 4,0 - 5,5 и толщиной слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм. Например, в качестве конструкционного материала может использоваться фольгированный эпоксидный стеклотекстолит марки FR4 [10, с. 15-23], характеризующийся значением ε = 4,2 и тангенсом угла диэлектрических потерь tg δ = 0,035. Использование конструкционного материала с указанными характеристиками позволяет выполнить несущую печатную плату 1 многослойной (с числом проводящих слоев N ≥ 5), обладающей необходимой механической прочностью и жесткостью, при этом обеспечивается возможность реализации на ней полосковых линий, работающих в диапазоне частот рассматриваемых сигналов СРНС. The carrier printed circuit board 1 in the inventive electronic unit, as noted above, is made using foil laminate, for example epoxy fiberglass, as a structural material, with a normalized dielectric constant ε in the range of 4.0 - 5.5 and the thickness of the laminate between adjacent conductive layers in the range of 0.18 - 0.76 mm For example, as a structural material, foil-coated epoxy fiberglass FR4 brand can be used [10, p. 15-23], characterized by a value of ε = 4.2 and a dielectric loss tangent tan δ = 0.035. The use of structural material with the indicated characteristics makes it possible to carry a bearing printed circuit board 1 multilayer (with the number of conductive layers N ≥ 5) having the necessary mechanical strength and rigidity, while it is possible to implement strip lines on it operating in the frequency range of the considered SRNS signals.

Само выполнение несущей печатной платы 1 осуществляется по стандартной технологии изготовления многослойных печатных плат, например, использующей метод склеивания слоев с нанесенным рисунком металлизации и последующее осуществление межслойных соединений с помощью металлизированных отверстий [11, с. 53 - 57, 64 и 65]. The very implementation of the carrier printed circuit board 1 is carried out according to the standard manufacturing technology of multilayer printed circuit boards, for example, using the method of gluing layers with a printed metallization pattern and the subsequent implementation of interlayer connections using metallized holes [11, p. 53 - 57, 64 and 65].

Использование конструкционного материала с нормированным значением диэлектрической проницаемости обеспечивает повторяемость электрических характеристик полосковых линий в различных образцах продукции, относящихся к разным партиям изготовления. The use of structural material with a normalized value of dielectric constant ensures the repeatability of the electrical characteristics of strip lines in various product samples related to different production batches.

Выбор толщины слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм при указанных значениях диэлектрической проницаемости в пределах 4,0 - 5,5 позволяет оптимизировать размеры полосковых линий, исходя из удобства их конструктивного и технологического выполнения в рассматриваемых условиях диапазона частот сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" 1200 - 1700 МГц. The choice of the thickness of the laminated plastic between adjacent conductive layers in the range of 0.18 - 0.76 mm with the indicated values of the dielectric constant in the range of 4.0 - 5.5 allows us to optimize the size of the strip lines, based on the convenience of their structural and technological performance in the considered range conditions frequencies of signals of SRNS "GLONASS" and "GPS" 1200 - 1700 MHz.

Из практических соображений удобно ограничить номенклатуру возможных значений толщины слоистого пластика между соседними проводящими слоями, в которых расположены сигнальный проводник и экран полосковой линии, тремя значениями: 0,18 мм, 0,46 мм и 0,76 мм. Эти значения отвечают реальной номенклатуре значений толщины слоистого пластика в эпоксидном стеклотекстолите марки FR4, поставляемом на рынок. При выборе указанных значений толщины слоистого пластика (0,18 мм, 0,46 мм и 0,76 мм) в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока ширина сигнальных проводников полосковых линий реально составляет 0,53 мм, 0,95 мм и 1,43 мм. For practical reasons, it is convenient to limit the range of possible values of the thickness of the laminate between adjacent conductive layers in which the signal conductor and the strip line screen are located to three values: 0.18 mm, 0.46 mm and 0.76 mm. These values correspond to the real nomenclature of the thicknesses of laminated plastic in epoxy fiberglass brand FR4, supplied to the market. When choosing the indicated values of the thickness of the laminated plastic (0.18 mm, 0.46 mm and 0.76 mm) in the considered example of the implementation of the electronic block, the width of the signal conductors of the strip lines is actually 0.53 mm, 0.95 mm and 1.43 mm .

Таким образом, из рассмотренного видно, что заявляемый радиоэлектронный блок технически осуществим, промышленно реализуем и решает поставленную техническую задачу по обеспечению возможности технологического и конструктивного единообразия в выполнении элементов СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов электрической схемы в заданных условиях реализации на плоской монолитной многослойной печатной плате, несущей электрическую схему, предназначенную для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". Решение данной задачи дает возможность отказаться от использования в заявляемом радиоэлектронном блоке СВЧ узлов с полосковыми линиями в микроплатном исполнении, что позволяет в целом упростить конструкцию радиоэлектронного блока, повысить технологичность его изготовления и уменьшить при прочих равных условиях габаритные размеры, что особенно важно при выполнении малогабаритных, например "карманных", приборов. Thus, from the above it is seen that the inventive electronic unit is technically feasible, industrially feasible and solves the stated technical problem of ensuring the possibility of technological and constructive uniformity in the implementation of the elements of the microwave nodes with strip lines and other printed elements of the electrical circuit in the given implementation conditions on a flat monolithic multilayer a printed circuit board carrying an electrical circuit for receiving, frequency converting and digital input processing data microwave signals, such as signals SRNS "GLONASS" and "GPS". The solution to this problem makes it possible to abandon the use of microwave components with strip lines in the inventive radio electronic unit with microplate design, which generally simplifies the design of the electronic unit, improves the manufacturability of its manufacture and reduces, other things being equal, overall dimensions, which is especially important when performing small-sized, for example, "handheld" appliances.

Источники информации
1. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. / Кудрявцев И.В., Мищенко И. Н., Волынкин А.И. и др.; под ред. Шебшаевича В.С. - М.: Транспорт, 1988.Sources of information
1. On-board devices of satellite radio navigation. / Kudryavtsev I.V., Mishchenko I.N., Volynkin A.I. and etc.; under the editorship of Shebshaevich V.S. - M .: Transport, 1988.

2. Авт. свид. СССР N 1700789 (A1), кл. H 05 К 7/02, опубл. 23.12.91. 2. Auth. testimonial. USSR N 1700789 (A1), class H 05 K 7/02, publ. 12/23/91.

3. Авт. свид. СССР N 1786695 (A1), кл. H 05 К 7/02, опубл. 07.01.93. 3. Auth. testimonial. USSR N 1786695 (A1), class H 05 K 7/02, publ. 01/07/93.

4. Авт. свид. СССР N 1829127 (A1), кл. H 05 К 7/02, опубл. 23.07.93. 4. Auth. testimonial. USSR N 1829127 (A1), class H 05 K 7/02, publ. 07/23/93.

5. Филатов И.Н., Бакрунов О.А., Панасенко П.В. Микроэлектронные СВЧ-устройства. - М.: Высшая школа, 1987. 5. Filatov I.N., Bakrunov O.A., Panasenko P.V. Microelectronic microwave devices. - M.: Higher School, 1987.

6. Свидетельство РФ на полезную модель N 11644 (U1), кл. H 05 К 1/00, опубл. 16.10.99. 6. Certificate of the Russian Federation for utility model N 11644 (U1), cl. H 05 K 1/00, publ. 10/16/99.

7. Яшин А. А. Конструирование микроблоков с общей герметизацией. - М.: Радио и связь, 1985. 7. Yashin A. A. Design of microblocks with general sealing. - M .: Radio and communications, 1985.

8. Патент РФ N 2125775 (C1), кл. H 05 К 1/00, 3/46, опубл. 27.01.99 (прототип). 8. RF patent N 2125775 (C1), cl. H 05 K 1/00, 3/46, publ. 01/27/99 (prototype).

9. Конструирование радиоэлектронных средств. / Борисов В.Ф., Лавренов О. П. , Назаров А.С., Чекмарев А.Н.; под ред. Назарова А.С. - М.: Издательство МАИ, 1996. 9. The design of electronic equipment. / Borisov V.F., Lavrenov O.P., Nazarov A.S., Chekmarev A.N .; under the editorship of Nazarova A.S. - M.: Publisher MAI, 1996.

10. Лунд П. Прецизионные печатные платы: Конструирование и производство. - М.: Энергоатомиздат, 1983. 10. Lund P. Precision Printed Circuit Boards: Design and Production. - M .: Energoatomizdat, 1983.

11. Многослойный печатный монтаж в приборостроении, автоматике и вычислительной технике. / Ошарин В.И., Борисов И.В., Московкин Л.Н., Белевцев А.Т. ; под ред. Белевцева А.Т. - М.: Машиностроение, 1978. 11. Multilayer printed wiring in instrumentation, automation and computer technology. / Osharin V.I., Borisov I.V., Moskovkin L.N., Belevtsev A.T. ; under the editorship of Belevtseva A.T. - M.: Mechanical Engineering, 1978.

Claims

1. A radio electronic unit containing a carrier element made in the form of a flat monolithic multilayer printed circuit board - a carrier printed circuit board - with N conductive layers, in which printed conductors, contact pads, radio-electronic elements and connectors for external connections are placed in the outer conductive layers, and in the internal conductive layers - the rest of the printed conductors of an electrical circuit designed for receiving, frequency conversion and digital processing of input microwave signals, moreover, The data on the supporting printed circuit board are grouped by functional zones, the first of which is the functional placement area of the analogue electrical radio elements, and the rest are the functional arrangement areas of the digital electrical radioelements, with each of the functional areas having at least one shielding ground plane made in one of the internal conductive layers of the carrier printed circuit board, characterized in that the strip lines of the microwave nodes of the first functional area are made directly on the carrier the printed circuit board using printed conductors located in its conductive layers, and in the case of an asymmetric strip line, the signal line of the strip line is located in the outer conductive layer of the carrier circuit board, and the ground plane of the first functional plane located in the adjacent inner conducting layer is used as a screen zone, in the case of a symmetrical strip line, the signal conductor of the strip line is located in the inner i-th conductive layer of the carrier circuit board, where 3 ≤ i ≤ (N - 2), N ≥ 5, and the corresponding screens are located in the adjacent (il) th and (i + I) th inner conductive layers, the radio-electronic elements, at least connected with the strip lines, are mounted on the supporting printed circuit board along surface mounting technology, and the carrier PCB itself is made using foil laminate as a structural material with a normalized dielectric constant of 4.0-5.5 and a laminate between adjacent conductive layers of 0.18 -0.76 mm.

2. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the carrier printed circuit board is made using a FR4 foil-coated epoxy fiberglass as a structural material.

3. The radio-electronic unit according to claim 1, characterized in that the thickness of the laminated plastic between adjacent conductive layers of the carrier printed circuit board in which the signal conductor and the strip line screen are located is 0.18 mm.

4. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the thickness of the laminated plastic between adjacent conductive layers of the carrier printed circuit board in which the signal conductor and the strip line screen are located is 0.46 mm.

5. The electronic unit according to claim 1, characterized in that the thickness of the laminated plastic between adjacent conductive layers of the carrier printed circuit board in which the signal conductor and the strip line screen are located is 0.76 mm.