一种高集成多通道瓦片式T/R组件及排布方法技术

本发明专利技术公开了一种高集成多通道瓦片式T/R组件及排布方法，该高集成多通道瓦片式T/R组件为方形，由底板、盖板、前板、后板、左板和右板作壁围成安装腔体，其特征在于：所述底板上安装有n组第一连接器，每组第一连接器分别由一收一发两个连接器组成，每组第一连接器各自与底板垂直，盖板上安装有1组第二连接器，该第二连接器为接收输出和发射输入的合路端口，盖板上设置有通槽，安装腔体内设置有三层。本发明专利技术集成多个射频通道实现小型化，能有效降低有源相控阵天线的剖面高度，并且T/R组件内部发热器件紧贴热沉，达到快速导热的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成多通道瓦片式T/R组件及排布方法
本专利技术涉及航天领域，并且更具体地，涉及一种高集成多通道瓦片式T/R组件、有源相控阵天线及高集成多通道瓦片式T/R组件的排布方法。
技术介绍
有源相控阵天线已广泛应用于雷达、通信等军民领域。T/R组件是此类天线中最关键的部件，传统的砖块式T/R组件的射频信号走向与组件安装方向平行，具有电路简单、工艺成熟、成本低的优点。但是，一方面，随着工作频率的增加，有源相控阵天线的阵元间距变得很小，一般阵元间距是频率的半波长左右，当工作频率1GHz时阵元间距为150mm左右，当工作频率提高到10GHz时阵元间距为15mm左右，导致砖块组件的厚度很薄，甚至难以工程实现；另一方面，组件离冷板较远，散热路径长、热阻大，散热结构复杂。同时安装方式决定了其纵向尺寸大，使整个有源天线的剖面很难降低，不能胜任空间尺寸受限、装载平台特殊或共形阵列等有低剖面需求的有源相控阵天线应用。
技术实现思路
针对上述问题，一方面，本专利技术提供一种高集成多通道瓦片式T/R组件，该高集成多通道瓦片式T/R组件集成多个射频通道实现小型化，能有效降低有源相控阵天线的剖面高度，并且T/R组件内部发热器件紧贴热沉，达到快速导热的目的。一种高集成多通道瓦片式T/R组件，该高集成多通道瓦片式T/R组件为方形，由底板、盖板、前板、后板、左板和右板作壁围成安装腔体，所述底板上安装有n组第一连接器，每组第一连接器分别由一收一发两个连接器组成，每组第一连接器各自与底板垂直，盖板上安装有1组第二连接器，该第二连接器为接收输出和发射输入的合路端口，盖板上设置有通槽，安装腔体内设置有三层，第一层设置有微波印制电路片、功放模块和限幅和低噪放电路，第二层设置有多功能模块，第一层与第二层之间设置有第一转接模块，第三层设置有功分模块，第二层与第三层之间设置有第二转接模块，微波印制电路片分别与第一连接器、功放模块和限幅和低噪放电路连接，第一转接模块与多功能模块连接，多功能模块与第二转接模块连接，第二转接模块与功分模块连接，功分模块与第二连接器连接。作为优选，所述n组第一连接器为4组第一连接器。作为优选，所述多功能模块包括与通道数量相等的多功能模块用多功能芯片、多功能模块用控制芯片和第一LTCC多层基板，多功能模块用多功能芯片和多功能模块用控制芯片分别连接接到第一LTCC多层基板上。作为优选，所述功分模块包括为通道数量一半的功分模块用驱动芯片、1个功分模块用控制芯片、1个功分模块用电源芯片和第二LTCC多层基板，功分模块用驱动芯片、功分模块用控制芯片和功分模块用电源芯片分别连接到第二LTCC多层基板上。作为优选，所述第一转接模块包括第一金属隔墙，第一金属隔墙内设置有第一毛钮扣载体单元、第二毛钮扣载体单元和第三毛钮扣载体单元，第一毛钮扣载体单元、第二毛钮扣载体单元和第三毛钮扣载体单元上分别安装有毛钮扣。作为优选，所述第二转接模块包括第二金属隔墙，第二金属隔墙内设置有第二毛钮扣载体单元、第三毛钮扣载体单元和第四毛钮扣载体单元，第二毛钮扣载体单元、第三毛钮扣载体单元和第四毛钮扣载体单元上分别安装有毛钮扣。作为优选，所述功放模块包括功放芯片、功放芯片电容、功放芯片电阻、功放贴片电容和钼铜载板，功放芯片、功放芯片电容、功放芯片电阻、功放贴片电容安装在钼铜载板上。作为优选，所述限幅和低噪放电路由与通道数量相等的限幅和低噪放电路单元组成，每一限幅和低噪放电路单元包括限幅和低噪放驱动芯片、限幅器和低噪放，每一限幅器、低噪放连接到微波印制电路片上，每一限幅和低噪放驱动芯片与微波印制电路片连接。一方面，本专利技术还提供一种有源相控阵天线。一种有源相控阵天线，包括有源相控阵天线前端，该有源相控阵天线前端从上到下顺次包括天线阵面层、环形器层、热沉层和T/R组件层，T/R组件层内装有T/R组件，天线阵面层中的各阵元与环形器层的环形器连接，环形器其余两个端口与T/R组件层中的T/R组件的射频收发端口连接，热沉层内嵌液冷导热管道，所述T/R组件为上述的高集成多通道瓦片式T/R组件。作为优选，所述第一连接器与环形器连接，功放模块临近热沉层。一方面，本专利技术还提供一种高集成多通道瓦片式T/R组件的排布方法。一种高集成多通道瓦片式T/R组件的排布方法，该高集成多通道瓦片式T/R组件按射频信号所在平面分为三层，其中第一层为功放和低噪放层，第二层为多功能模块层，第三层为功分模块层，第一连接器垂直的与第一层的微波印制电路片连接，微波印制电路片与功放模块和限幅低噪放电路用金带或金丝连接，再通过第一转接模块连接到第二层的多功能模块底面触点，多功能模块正面触点通过第二转接模块连接到第三层的功分模块的正面触点，功分模块和载板用合金焊料烧结到金盖板上，功分模块底面触点与第二连接器内导体弹性连接，至端口输出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术高集成多通道瓦片式T/R组件的主要电路位于功放模块、多通道模块和功分模块，每个模块通过专用测试夹具能单独进行测试和调试，使整个组件具有非常好的可测性与可调试性。2、本专利技术多通道模块和功分模块通过转接模块弹性接触，实现射频信号和控制电源信号的可靠连接，便于拆卸替换，使T/R组件易于故障定位和维修。3、本专利技术整个T/R组件集成了四个收发通道，尺寸仅为40mm×40mm×10mm(不含环形器)，实现了多通道高密度集成，最大程度降低了组件高度，可实现低剖面的有源相控阵天线。4、本专利技术组件利用两块LTCC多层基板实现了三层平面的射频器件高密度堆叠，基板内部埋置射频功分器，通过合理划分多层电路和地回路，解决了射频、电源、数字等信号走线的互扰问题。5、第一转接模块、第二转接模块、多功能模块和功分模块置于铝合金腔体内，将腔体内部空间划分为多个封闭小空间，四个通道彼此相互隔离，可有效解决通道间的电磁兼容问题。6、本专利技术功放模块安装面与热沉紧密接触，功放工作产生的热量快速导出，可降低功放芯片及至整个有源天线阵的阵面温度，提高可靠性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术高集成多通道瓦片式T/R组件的俯视图示意图；图2是本专利技术高集成多通道瓦片式T/R组件的侧视图示意图；图3是本专利技术高集成多通道瓦片式T/R组件的仰视图示意图；图4是本专利技术高集成多通道瓦片式T/R组件的剖面结构示意图；图5为本专利技术一个优选的具体实施例中的多功能模块的俯视图示意图；图6为本专利技术一个优选的具体实施例中的多功能模块的侧视图示意图；图7为本专利技术一个优选的具体实施例中的多功能模块的仰视图示意图；图8为本专利技术一个优选的具体实施例中的功分模块的俯视图示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高集成多通道瓦片式T/R组件，该高集成多通道瓦片式T/R组件为方形，由底板、盖板、前板、后板、左板和右板作壁围成安装腔体，其特征在于：所述底板上安装有n组第一连接器，每组第一连接器分别由一收一发两个连接器组成，每组第一连接器各自与底板垂直，盖板上安装有1组第二连接器，该第二连接器为接收输出和发射输入的合路端口，盖板上设置有通槽，安装腔体内设置有三层，第一层设置有微波印制电路片、功放模块和限幅和低噪放电路，第二层设置有多功能模块，第一层与第二层之间设置有第一转接模块，第三层设置有功分模块，第二层与第三层之间设置有第二转接模块，微波印制电路片分别与第一连接器、功放模块和限幅和低噪放电路连接，第一转接模块与多功能模块连接，多功能模块与第二转接模块连接，第二转接模块与功分模块连接，功分模块与第二连接器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高集成多通道瓦片式T/R组件，该高集成多通道瓦片式T/R组件为方形，由底板、盖板、前板、后板、左板和右板作壁围成安装腔体，其特征在于：所述底板上安装有n组第一连接器，每组第一连接器分别由一收一发两个连接器组成，每组第一连接器各自与底板垂直，盖板上安装有1组第二连接器，该第二连接器为接收输出和发射输入的合路端口，盖板上设置有通槽，安装腔体内设置有三层，第一层设置有微波印制电路片、功放模块和限幅和低噪放电路，第二层设置有多功能模块，第一层与第二层之间设置有第一转接模块，第三层设置有功分模块，第二层与第三层之间设置有第二转接模块，微波印制电路片分别与第一连接器、功放模块和限幅和低噪放电路连接，第一转接模块与多功能模块连接，多功能模块与第二转接模块连接，第二转接模块与功分模块连接，功分模块与第二连接器连接。


2.根据权利要求1所述的高集成多通道瓦片式T/R组件，其特征在于：所述n组第一连接器为4组第一连接器。


3.根据权利要求1或2任一所述的高集成多通道瓦片式T/R组件，其特征在于：所述多功能模块包括与通道数量相等的多功能模块用多功能芯片、多功能模块用控制芯片和第一LTCC多层基板，多功能模块用多功能芯片和多功能模块用控制芯片分别连接接到第一LTCC多层基板上。


4.根据权利要求1-3任一所述的高集成多通道瓦片式T/R组件，其特征在于：所述功分模块包括为通道数量一半的功分模块用驱动芯片、1个功分模块用控制芯片、1个功分模块用电源芯片和第二LTCC多层基板，功分模块用驱动芯片、功分模块用控制芯片和功分模块用电源芯片分别连接到第二LTCC多层基板上。


5.根据权利要求1-4任一所述的高集成多通道瓦片式T/R组件，其特征在于：所述第一转接模块包括第一金属隔墙，第一金属隔墙内设置有第一毛钮扣载体单元、第二毛钮扣载体单元和第三毛钮扣载体单元，第一毛钮扣载体单元、第二毛钮扣载体单元和第三毛钮扣载体单元上分别安装有毛钮扣。


6.根据权利要求1-5任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，陈自然，胡彦胜，何宁，
申请(专利权)人：航天科工通信技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51