一种瓦片式X波段TR组件制造技术

本申请公开了一种瓦片式X波段TR组件，涉及天线技术领域，包括结构腔体及其内部的基板，基板采用高频多层PCB板，结构腔体的表面固定有环形器盖板，组件电路中的元器件布设在高频多层PCB板的表面、内层、底层，还布设在环形器盖板的内侧，布设在基板的不同层的元器件之间通过基板的同轴垂直结构相连，收发支路中布设在基板上的元器件与布设在环形器盖板中的元器件通过隔离框架上的毛纽扣垂直互连结构相连；该TR组件采用3D立体构建技术形成空间立体结构，节约了平面面积体积，提高了TR组件的集成度。集成度。集成度。

【技术实现步骤摘要】
一种瓦片式X波段TR组件


[0001]本申请涉及天线
，尤其是一种瓦片式X波段TR组件。

技术介绍

[0002]TR组件是构成有源相控阵雷达天线的基础，是有源相控阵雷达的核心部件，它的重量、体积、性能、质量、成本和可靠性等指标直接影响有源相控阵雷达相应的整机性能。
[0003]TR组件高度集成化是现代有源相控阵雷达的需要，为减小TR组件到天线阵元的传输损耗，要求TR组件与阵元直接连接，装入有源相控阵雷达天线孔径。对于载体为卫星、飞机和舰艇等的有源相控阵雷达天线要求天线阵面轻薄，因此都需要TR组件通过高度集成化技术达成孔径适装要求。传统的“砖块式”TR组件采用平面电路布局的结构形式，所有的电路从收/发的信号输入到信号输出都分布在同一层电路板上。该结构的特点是电路布局简单、生产工艺简单，但缺点是“砖块”较长，容易导致有源相控阵天线较厚，整体体积和重量都比较大，难以满足有源相控阵雷达天线的使用需求。

技术实现思路

[0004]本申请人针对上述问题及技术需求，提出了一种瓦片式X波段TR组件，本申请的技术方案如下：
[0005]一种瓦片式X波段TR组件，该瓦片式X波段TR组件包括结构腔体，以及布设在结构腔体的内部的基板，基板采用高频多层PCB板，结构腔体的表面固定有环形器盖板，结构腔体内部在基板和环形器盖板之间还设置有隔离框架；结构腔体的底面设置有垂直构型的集合口和低频接口，环形器盖板的外表面设置有垂直构型的N个天线口，N为参数；
[0006]结构腔体内部布设的组件电路包括射频模组、电源管理模组和波控模组，射频模组包括双向放大网络、功分网络和N个收发支路，双向放大网络的一端连接结构腔体的底面的集合口、另一端连接功分网络，功分网络连接N个收发支路，每个收发支路分别连接环形器盖板表面的一个天线口；电源管理模组和波控模组的输入端均连接结构腔体的底面的低频接口，电源管理模组的输出端连接组件电路的各个用电元器件，波控模组的输出端连接并控制电源管理模组和射频模组；
[0007]电源管理模组和波控模组均布设在结构腔体的底部，双向放大网络的元器件布设在基板的表层，功分网络的元器件布设在基板的表层、内层和底层，N个收发支路的元器件布设在基板的表层和底层以及环形器盖板的内侧；
[0008]布设在基板的不同层的元器件之间通过基板的同轴垂直结构相连，收发支路中布设在基板上的元器件与布设在环形器盖板中的元器件通过隔离框架上的毛纽扣垂直互连结构相连，布设在环形器盖板的内侧的元器件连接环形器盖板上的N个天线口。
[0009]本申请的有益技术效果是：
[0010]本申请公开了一种瓦片式X波段TR组件，采用3D立体构建技术，利用高频多层PCB板技术，将组件电路中的元器件布设在高频多层PCB板的不同层级，并利用同轴垂直结构相
连形成空间立体结构，还将部分器件布设在环形器盖板上并利用隔离框架上的毛纽扣垂直互连结构相连，从而形成空间立体结构，节约了平面面积体积，体积小，纵向尺寸薄、重量轻，提高了TR组件的集成度。而且的毛纽扣垂直互连结构和同轴垂直结构形成的垂直互联方式简单、实用、损耗低、可靠性高。
[0011]每个收发支路中包含接收双平衡结构，可以替代双环环形器中隔离的作用，提高了该TR组件防负载牵引能力，能够更好地兼顾高增益匹配和低噪声匹配，使得可选用单环环形器，从而降低空间占用和布局压力，释放隔离器占用损耗。该X波段TR组件的发射峰值输出功率可以大于20W，效率可以大于25％，使用效率高。
附图说明
[0012]图1是本申请一个实施例中的瓦片式X波段TR组件的结构爆炸图。
[0013]图2是本申请一个实施例中的瓦片式X波段TR组件的底面的结构示意图。
[0014]图3是本申请一个实施例中的射频模组的电路结构图。
[0015]图4是本申请一个实施例中的双向放大网络的电路结构图。
[0016]图5是本申请一个实施例中的每个收发支路的电路结构图。
[0017]图6是本申请一个实施例中环形器盖板内侧布设的单环环形器的示意图。
[0018]图7是本申请一个实施例中的电源管理模组的电路图。
[0019]图8是本申请一个实施例中的负电检测电路的电路图。
[0020]图9是本申请一个实施例中的栅压偏置电路的电路图。
[0021]图10是本申请一个实施例中的波控模组的电路图。
[0022]图11是本申请一个实施例中的第一发射调制电路和第二发射调制电路的电路图。
[0023]图12是本申请一个实施例中的第三发射调制电路的电路图。
[0024]图13是本申请一个实施例中的接收调制电路的电路图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本申请的具体实施方式做进一步说明。
[0026]本申请公开了一种瓦片式X波段TR组件，请参考图1所示爆炸图，该瓦片式X波段TR组件包括结构腔体1，以及布设在结构腔体1的内部的基板2，基板2采用高频多层PCB板。结构腔体1的表面固定有环形器盖板4，结构腔体1内部在基板2和环形器盖板4之间还设置有隔离框架3。如图2所示，结构腔体1的底面设置有垂直构型的集合口5和低频接口6。如图1所示，环形器盖板4的外表面设置有垂直构型的N个天线口7，N为参数。在一个实施例中，该瓦片式X波段TR组件为16通道的瓦片式X波段TR组件，则N＝16，16个天线口在环形器盖板4上排列形成4*4的阵列结构。
[0027]结构腔体1内部布设的组件电路包括射频模组、电源管理模组和波控模组，其中，射频模组包括双向放大网络、功分网络和N个收发支路，请参考图3，以包含16个收发支路为例。双向放大网络的一端连接结构腔体1的底面的集合口5、另一端连接功分网络，功分网络连接N个收发支路，每个收发支路分别连接环形器盖板4表面的一个天线口。
[0028]其中，双向放大网络的元器件布设在基板2的表层，功分网络的元器件布设在基板2的表层、内层和底层，N个收发支路的元器件布设在基板2的表层和底层以及环形器盖板4
的内侧。
[0029]布设在基板2的不同层的元器件之间通过基板2的同轴垂直结构相连，收发支路中布设在基板2上的元器件与布设在环形器盖板4中的元器件通过隔离框架3上的毛纽扣垂直互连结构8相连，如图1中所示，布设在环形器盖板4的内侧的元器件连接环形器盖板4上的N个天线口7。通过基板2的同轴垂直结构或毛纽扣垂直互连结构8相连的通路包括射频模组中的元器件之间的射频信号通路、电源管理模组与其他元器件之间的供电信号通路、波控模组与其他元器件之间的控制信号通路。另外，隔离框架3还对不同收发支路中的元器件进行分隔和隔离。
[0030]如图4所示，双向放大网络中，第一切换开关SW1的固定端用于连接结构腔体1的底面的集合口5，第一切换开关SW1的第一活动端连接第一信号放大器PA1的输入端，第一信号放大器PA1的输出端连接第二切换开关SW2的第一活动端。第二切换开关SW2的第二活动端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓦片式X波段TR组件，其特征在于，所述瓦片式X波段TR组件包括结构腔体，以及布设在所述结构腔体的内部的基板，所述基板采用高频多层PCB板，所述结构腔体的表面固定有环形器盖板，所述结构腔体内部在所述基板和所述环形器盖板之间还设置有隔离框架；所述结构腔体的底面设置有垂直构型的集合口和低频接口，所述环形器盖板的外表面设置有垂直构型的N个天线口，N为参数；所述结构腔体内部布设的组件电路包括射频模组、电源管理模组和波控模组，所述射频模组包括双向放大网络、功分网络和N个收发支路，所述双向放大网络的一端连接所述结构腔体的底面的集合口、另一端连接所述功分网络，所述功分网络连接N个收发支路，每个收发支路分别连接所述环形器盖板表面的一个天线口；所述电源管理模组和所述波控模组的输入端均连接所述结构腔体的底面的低频接口，所述电源管理模组的输出端连接所述组件电路的各个用电元器件，所述波控模组的输出端连接并控制所述电源管理模组和所述射频模组；所述电源管理模组和所述波控模组均布设在所述结构腔体的底部，所述双向放大网络的元器件布设在所述基板的表层，所述功分网络的元器件布设在所述基板的表层、内层和底层，N个收发支路的元器件布设在所述基板的表层和底层以及所述环形器盖板的内侧；布设在所述基板的不同层的元器件之间通过所述基板的同轴垂直结构相连，收发支路中布设在所述基板上的元器件与布设在所述环形器盖板中的元器件通过所述隔离框架上的毛纽扣垂直互连结构相连，布设在所述环形器盖板的内侧的元器件连接所述环形器盖板上的N个天线口。2.根据权利要求1所述的瓦片式X波段TR组件，其特征在于，每个收发支路包括收发链路、单环环形器和接收双平衡式结构，所述收发链路的发射端连接所述单环环形器的第一端口，所述单环环形器的第二端口与一个天线口双向连接，所述单环环形器的第三端口通过所述接收双平衡式结构连接所述收发链路的接收端，所述收发链路的收发公共端口连接所述功分网络；所述单环环形器和所述接收双平衡式结构中的元器件均布设在所述环形器盖板的内侧，所述收发链路中的元器件均布设在所述基板上。3.根据权利要求2所述的瓦片式X波段TR组件，其特征在于，在所述接收双平衡式结构中，输入Lange电桥的输入端连接所述单环环形器的第三端口，所述输入Lange电桥的第一个输出端连接第三负载，所述输入Lange电桥的第二个输出端通过第一限幅器连接第一低噪声放大器的输入端，所述输入Lange电桥的第三个输出端通过第二限幅器连接第二低噪声放大器的输入端，所述第一低噪声放大器的输出端和所述第二低噪声放大器的输入端分别连接输出Lange电桥的两个不同的输入端，所述输出Lange电桥的第一个输出端连接第二负载，所述输出Lange电桥的第二个输出端用于连接所述收发链路的接收端。4.根据权利要求2所述的瓦片式X波段TR组件，其特征在于，在所述收发链路中，收发公共端口的一端双向连接所述功分网络，所述收发公共端口的另一端双向连接单刀双掷开关K1的固定端，单刀双掷开关K1的第一活动端连接单刀双掷开关K2的第一活动端，单刀双掷开关K2的固定端通过公共链路连接单刀双掷开关K3的固定端，单刀双掷开关K3的第一活动端连接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端通过第一调幅调相电路连接高功率放大器的输入端，所述高功率放大器的输出端作为所述收发链路的发射端连接所述单环环
形器的第一端口；所述公共链路包括依次串联的第三低噪声放大器、数控移相器、第四低噪声放大器、数控衰减器和第五低噪声放大器；单刀双掷开关K3的第二活动端连接单刀双掷开关K4的固定端，单刀双掷开关K4的第一活动端连接单刀双掷开关K1的第二活动端，单刀双掷开关K4的第二活动端连接第一负载；第二调幅调相电路的输入端作为所述收发链路的接收端连接所述接收双平衡式结构，所述第二调幅调相电路的输出端连接单刀双掷开关K2的第二活动端。5.根据权利要求4所述的瓦片式X波段TR组件，其特征在于，所述收发链路中的第一调幅调相电路和所述高功率放大器布设在所述基板的表层，所述收发链路中的其余元器件布设在所述基板的底层；所述高功率放大器的输出端通过所述隔离框架上的毛纽扣垂直互连结构连接所述单环环形器的第一端口，所述第一调幅调相电路的输入端通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹子君，
申请(专利权)人：无锡华测电子系统有限公司，
类型：新型
国别省市：