專利名稱：毫米波超薄tr組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及毫米波器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是毫米波超薄TR組件。
背景技術(shù)：
目前，微波信號(hào)轉(zhuǎn)變成毫米波信號(hào)主要依靠的是毫米波TR組件，它是毫米波系統(tǒng)的重要組成部分。鑒于毫米波的大氣傳播特性，以及其高分辨率、氣象特性(雨、霧、懸浮顆粒等)不敏感性等特點(diǎn)，使得毫米波雷達(dá)在氣象、通訊、導(dǎo)航、反恐安防、交通測(cè)速、測(cè)距、醫(yī)療器械等方面相比微波雷達(dá)具有較大的優(yōu)勢(shì)。毫米波TR組件要求集成度高、一致性好、體積小、重量輕，能適應(yīng)不同的工作平臺(tái)和環(huán)境。而對(duì)于輸入輸出為波導(dǎo)接ロ的毫米波TR組件，由于波導(dǎo)本身固有尺寸大，在保證性能前提下實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)到微帶過(guò)渡探針的過(guò)渡，完成信號(hào)的傳輸，難度很高。特別是單個(gè)組件的厚度必須滿足天線陣元之間的特定厚度(與波長(zhǎng)相關(guān)，一般不超過(guò)5mm)，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)微帶過(guò)渡TR組件很難滿足上述要求。同軸形式的毫米波TR組件雖然能實(shí)現(xiàn)組件要求的特定厚度，但其輸出的二次諧波高、組件與天線陣同軸連接可靠性較低、組件與天線之間的饋線損耗大、批量一致性難以保障。因此必須采用新的波導(dǎo)過(guò)渡形式，以適應(yīng)組件特殊厚度的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種輸出二次諧波小、與天線陣連接簡(jiǎn)單可靠、組件與天線之間的饋線損耗小、批量一致性好，能滿足毫米波相控陣組陣用途的毫米波超薄TR組件。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)毫米波超薄TR組件，包括ー個(gè)由左側(cè)射頻絕緣子、右側(cè)射頻絕緣子和金屬壁組成的射頻芯片集成腔體，左側(cè)射頻絕緣子和右側(cè)射頻絕緣子內(nèi)設(shè)有微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針，左側(cè)射頻絕緣子和右側(cè)射頻絕緣子的外側(cè)分別設(shè)有減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B，減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B的外端部分別設(shè)有階梯過(guò)渡段A和階梯過(guò)渡段B，右側(cè)射頻絕緣子伸入射頻芯片集成腔體內(nèi)，位于其內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針通過(guò)數(shù)控移相器與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A連接，左側(cè)射頻絕緣子伸入射頻芯片集成腔體內(nèi)，位于其內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B連接，收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B之間分別連接由兩個(gè)低噪聲放大器組成的接收支路和由驅(qū)動(dòng)放大器和功率放大器組成的發(fā)射支路，發(fā)射支路與接收支路之間由金屬腔體壁分腔隔離；射頻芯片偏置電路通過(guò)線纜連接控制電路，射頻芯片偏置電路及控制電路布置于射頻芯片腔的背面。所述的射頻芯片的載體采用O. 127mm、介電常數(shù)2. 2的軟基材微帶線介質(zhì)板，軟基材通過(guò)導(dǎo)電膠粘接到鋁腔體表面。標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)過(guò)渡到微帶的總厚度介于4. 7mm 5. Omm之間。所述的減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B與蓋板之間采用導(dǎo)電膠進(jìn)行粘接封焊。[0009]所述的異形波導(dǎo)與微帶過(guò)渡的匹配短路面具有90°折彎。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)微帶過(guò)渡探針進(jìn)行特殊減高處理，綜合組件散熱、功率量級(jí)等功能要求，采用微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針過(guò)渡以及其他小型化集成技木，設(shè)計(jì)的一種射頻輸出功率量級(jí)覆蓋W級(jí)或W級(jí)以下、工作頻段覆蓋整個(gè)Ka頻段(通過(guò)類似方式進(jìn)行Ka全頻段拓展)、TR組件總厚度介于4. 7mm 5. Omm之間的毫米波超薄TR組件，滿足相控陣組陣應(yīng)用的高可靠性。該毫米波TR組件具有良好的輸入輸出匹配特性，回波損耗優(yōu)于_15dB，并具有較高的生產(chǎn)批量一致性。相比傳統(tǒng)的同軸TR組件，性能指標(biāo)優(yōu)異、可靠性高，具有輸出二次諧波小、與天線陣連接簡(jiǎn)單可靠、組件與天線之間的饋線損耗小等特點(diǎn)，滿足各種應(yīng)用平臺(tái)的特定厚度。通過(guò)調(diào)整或更改減高波導(dǎo)過(guò)渡各組成部分的參數(shù)，可使減高波導(dǎo)過(guò)渡的工作頻率覆蓋整個(gè)Ka頻段。本實(shí)用新型毫米波TR組件特別適用于工作頻率Ka頻段，工作帶寬1000MHz、輸出功率IW的相控陣?yán)走_(dá)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型的組成原理框圖圖中，I-左側(cè)射頻絕緣子，2-右側(cè)射頻絕緣子，3-射頻芯片集成腔體，4-微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針，5-減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A，6-減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B，7-階梯過(guò)渡段A，8-階梯過(guò)渡段B，9-數(shù)控移相器，10-收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A，11-收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B，12-低噪聲放大器組，13-驅(qū)動(dòng)放大器，14-功率放大器，15-射頻芯片偏置電路及控制電路，16-短路面，17-軟基材。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的描述如圖I、圖2所示，毫米波超薄TR組件，包括ー個(gè)由左側(cè)射頻絕緣子I、右側(cè)射頻絕緣子2和金屬壁組成的射頻芯片集成腔體3，左側(cè)射頻絕緣子I和右側(cè)射頻絕緣子2內(nèi)設(shè)有微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針4，左側(cè)射頻絕緣子I和右側(cè)射頻絕緣子2的外側(cè)分別設(shè)有減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A5和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B6，減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A5和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B6的外端部分別設(shè)有階梯過(guò)渡段A7和階梯過(guò)渡段B8，右側(cè)射頻絕緣子2伸入射頻芯片集成腔體3內(nèi)，位于其內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針4通過(guò)數(shù)控移相器9與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)AlO連接，左側(cè)射頻絕緣子I伸入射頻芯片集成腔體3內(nèi)，位于其內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針4與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)Bll連接，收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)AlO與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)Bll之間分別連接由兩個(gè)低噪聲放大器組12成的接收支路和由驅(qū)動(dòng)放大器13和功率放大器14組成的發(fā)射支路，發(fā)射支路與接收支路之間由金屬腔體壁分腔隔離；射頻芯片偏置電路通過(guò)線纜連接控制電路，射頻芯片偏置電路及控制電路15布置于射頻芯片腔的背面。對(duì)發(fā)射支路和接收支路的射頻芯片的供電進(jìn)行電源脈沖調(diào)制，收發(fā)電源調(diào)制作用于在低噪聲放大器與功率放大器14，射頻輸出功率量級(jí)覆蓋W級(jí)或W級(jí)以下；具備數(shù)控移相功能；具備收發(fā)支路快速切換功能，具備上電時(shí)序保護(hù)的功能。[0018]所述的射頻芯片的載體采用O. 127mm、介電常數(shù)2. 2的軟基材17微帶線介質(zhì)板，軟基材17通過(guò)導(dǎo)電膠粘接到鋁腔體表面。絕緣子與腔體之間采用導(dǎo)電膠進(jìn)行密封，腔體材料采用LY-12硬鋁材料。射頻芯片偏置電路及控制電路15的互聯(lián)采用漆包線或細(xì)導(dǎo)電線纜進(jìn)行連接。射頻輸出功率量級(jí)覆蓋W瓦級(jí)或W瓦級(jí)以下、工作頻段覆蓋整個(gè)Ka頻段，通過(guò)類似方式進(jìn)行Ka全頻段拓展。標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)過(guò)渡到微帶的總厚度介于4. 7mm 5. Omm之間。所述的減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A5和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B6與蓋板之間采用導(dǎo)電膠進(jìn)行粘接封焊。毫米波超薄TR組件通過(guò)減小與工作頻率匹配的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)的窄邊長(zhǎng)度，使之成為異形波導(dǎo)，并結(jié)合匹配的微帶過(guò)渡探針過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)微帶到異形波導(dǎo)的信號(hào)傳輸；對(duì)異形波導(dǎo)與微帶過(guò)渡的匹配短路面16進(jìn)行90°折彎，短路面16的等效長(zhǎng)度可微調(diào)，與工作頻率相匹配。實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)與射頻工作頻率對(duì)應(yīng)的等效長(zhǎng)度，從而使波導(dǎo)接ロ類TR組件總厚度變薄，實(shí)現(xiàn)射頻輸出功率W級(jí)或W級(jí)以下毫米波超薄TR組件的集成，以滿足毫米波頻段相控陣組陣使用的應(yīng)用。射頻芯片偏置電路通過(guò)漆包線或細(xì)導(dǎo)電線纜連接控制電路，射頻芯片偏置電路及控制電路15布置于射頻芯片腔的背面；射頻芯片偏置電路及控制電路15采用厚度為 O. 127_、介電常數(shù)為的軟基材17作為載體；射頻芯片偏置電路及控制電路15與射頻芯片有通孔，并用漆包線進(jìn)行芯片與供電的連接；加電及控制接ロ采用微矩形連接器或絕緣子。組件的總厚度介于4. 7mm-5. Omm之間，通過(guò)階梯過(guò)渡段完成與工作頻率對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)到減高波導(dǎo)的變換。
權(quán)利要求1.毫米波超薄TR組件，包括一個(gè)由左側(cè)射頻絕緣子(I)、右側(cè)射頻絕緣子(2)和金屬壁組成的射頻芯片集成腔體(3)，其特征在于左側(cè)射頻絕緣子(I)和右側(cè)射頻絕緣子(2)內(nèi)設(shè)有微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針(4)，左側(cè)射頻絕緣子(I)和右側(cè)射頻絕緣子(2)的外側(cè)分別設(shè)有減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A (5)和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B (6)，減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A (5)和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B (6)的外端部分別設(shè)有階梯過(guò)渡段A (7)和階梯過(guò)渡段B (8)，右側(cè)射頻絕緣子(2)伸入射頻芯片集成腔體(3)內(nèi)，位于其內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針(4)通過(guò)數(shù)控移相器(9)與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A (10)連接，左側(cè)射頻絕緣子(I)伸入射頻芯片集成腔體(3)內(nèi)，位于其內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針(4)與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B (11)連接，收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A (10)與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B (11)之間分別連接由兩個(gè)低噪聲放大器組(12)成的接收支路和由驅(qū)動(dòng)放大器(13)和功率放大器(14)組成的發(fā)射支路，發(fā)射支路與接收支路之間由金屬腔體壁分腔隔離；射頻芯片偏置電路通過(guò)線纜連接控制電路，射頻芯片偏置電路及控制電路(15)布置于射頻芯片腔的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毫米波超薄TR組件，其特征在于所述的射頻芯片的載體采用0. 127mm、介電常數(shù)2. 2的軟基材(17)微帶線介質(zhì)板，軟基材(17)通過(guò)導(dǎo)電膠粘接到鋁腔體表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毫米波超薄TR組件，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)過(guò)渡到微帶的總厚度介于4. 7mm-5. Omm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毫米波超薄TR組件，其特征在于所述的減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體A (5)和減高過(guò)渡波導(dǎo)腔體B (6)與蓋板之間采用導(dǎo)電膠進(jìn)行粘接封焊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的毫米波超薄TR組件，其特征在于所述的異形波導(dǎo)與微帶過(guò)渡的匹配短路面(16)具有90°折彎。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了毫米波超薄TR組件，包括一個(gè)由左側(cè)射頻絕緣子(1)、右側(cè)射頻絕緣子(2)和金屬壁組成的射頻芯片集成腔體(3)，位于右側(cè)射頻絕緣子(2)內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針(4)通過(guò)數(shù)控移相器(9)與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A(10)連接，位于左側(cè)射頻絕緣子(1)內(nèi)部的微帶波導(dǎo)過(guò)渡探針(4)與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B(11)連接，收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)A(10)與收發(fā)單刀雙擲開(kāi)關(guān)B(11)之間分別連接有接收支路和發(fā)射支路，射頻芯片偏置電路及控制電路(15)布置于射頻芯片腔的背面。本實(shí)用新型的有益效果是性能指標(biāo)優(yōu)異、可靠性高，輸出二次諧波小、與天線陣連接簡(jiǎn)單可靠、組件與天線之間的饋線損耗小。
文檔編號(hào)H01P1/16GK202373675SQ201120524060
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者何濤, 楊松 申請(qǐng)人:成都雷思特電子科技有限責(zé)任公司