本發(fā)明涉及一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊，尤其適用于毫米波波導結構，屬于微波技術領域。

背景技術：

常規(guī)微波射頻模塊通常采用同軸結構，但隨著工作頻率的提高，在毫米波甚至更高的頻段，同軸結構會使產品的射頻性能下降，為了保證良好的射頻性能，通常采用波導結構取代同軸結構，波導結構傳輸損耗低、端口回波損耗小。因為該結構中存在有源模塊，需要在波導腔體內部安裝電路片和射頻芯片，所以波導模塊無法采用一體化加工方式，通常采用兩體或多體結構的形式，例如通過上、下金屬殼體的配合以及定位螺釘的固定，形成可以傳輸毫米波信號的波導腔體。

在實際工程應用中，由于結構件機械加工精度以及表面鍍層處理等原因，無法保證上、下金屬殼體完全閉合，會導致毫米波信號從上、下金屬殼體之間的縫隙中泄露出來，模塊射頻的穩(wěn)定性較差、可靠性較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術解決問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊，通過在上殼體和下殼體的接觸面上埋設用于安裝射頻芯片的安裝腔體和用于傳輸毫米波信號的波導腔體，增強了射頻芯片與有源電路的配合，解決了傳統(tǒng)的波導模塊穩(wěn)定性較差的問題；通過合理設置定位銷和緊固螺釘，最大限度的消除了毫米波信號的泄露，彌補了傳統(tǒng)的波導模塊可靠性較低的缺陷。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊，包括上殼體、下殼體、安裝腔體和波導腔體；上殼體和下殼體均采用立方體結構并相互扣合，上殼體和下殼體的接觸面上均埋設有用于安裝射頻芯片的安裝腔體和用于傳輸毫米波信號的波導腔體，上殼體與下殼體通過定位銷和緊固螺釘固定連接。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述安裝腔體的形狀為矩形，所述安裝腔體的數量不少于4個，所述安裝腔體中設有增壓槽，所述增壓槽的深度為0.2mm。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述波導腔體的形狀為L形，所述波導腔體的數量為個，所述波導腔體相互對稱，所述波導腔體中設有波導，所述波導的形狀為圓形或矩形，所述波導為表面波波導。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述上殼體、下殼體、定位銷和緊固螺釘的材料均采用黃銅。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述安裝腔體和所述波導腔體之間的間距范圍是1.5mm～3mm。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述定位銷設置在上殼體和下殼體的對角線上，并且位于所述安裝腔體中。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述緊固螺釘均勻布設在上殼體和下殼體中，并且每個安裝腔體中至少設有一個緊固螺釘，所述緊固螺釘的數量不少于5個。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述波導腔體邊緣均設有用于安裝有源電路的孔。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述定位銷的數量不少于2個。

在上述的一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊中，所述緊固螺釘的間距不小于10mm，所述緊固螺釘旋入下殼體的深度為所述緊固螺釘直徑的1.5倍。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：

1、本發(fā)明通過在上殼體和下殼體的接觸面上埋設用于安裝射頻芯片的安裝腔體和用于傳輸毫米波信號的波導腔體，加強了射頻芯片與有源電路的配合，解決了傳統(tǒng)的波導模塊穩(wěn)定性較差的問題。

2、本發(fā)明通過合理設置定位銷和緊固螺釘，最大限度的消除了毫米波信號的泄露，彌補了傳統(tǒng)的波導模塊可靠性較低的缺陷。

3、本發(fā)明通過在上殼體和下殼體的安裝腔體中設置增壓槽，并在上殼體和下殼體的波導邊緣設置用于安裝有源電路的孔，減小了上殼體和下殼體的接觸面積，提高了電通道周邊接觸面的壓強，增強了上殼體和下殼體中，波導和射頻芯片的實際使用效果。

4、本發(fā)明通過設置緊固螺釘的排布方式以及旋入深度，進一步提升了上殼體和下殼體的接觸面壓緊力，從而使得毫米波波導模塊在不增加機械加工精度和表面處理工藝難度的前提下，確保毫米波信號的有效傳輸。

5、本發(fā)明經濟實用、效果明顯，相較于傳統(tǒng)的波導結構，具有廣闊的市場運用前景。

6、本發(fā)明的定位銷和緊固螺釘的數量可根據實際情況靈活設置，過程安全可靠，適用范圍較廣，優(yōu)化了操作空間，減輕了工作人員的操作負擔。

7、本發(fā)明的定位銷和緊固螺釘均為常規(guī)零件，拆裝方便、無需特制，而且便于維修和更換，大幅降低了生產成本。

8、本發(fā)明整體結構緊湊，適用于多種工作環(huán)境，在復雜工況下依然能夠正常使用，可操作性強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構圖

圖2為本發(fā)明安裝示意圖

圖3為本發(fā)明下殼體俯視圖

圖4為本發(fā)明下殼體側剖視圖圖

圖5為本發(fā)明無增壓槽的應力分布圖

圖6為本發(fā)明有增壓槽的應力分布圖

圖7為本發(fā)明實測應力分布圖

圖8為傳統(tǒng)的毫米波波導有源模塊結構的射頻性能測試圖

圖9為本發(fā)明增益和平坦度的測試結果圖

圖10為本發(fā)明駐波和噪聲系數的測試結果圖

其中：1上殼體；2下殼體；3定位銷；4緊固螺釘；5安裝腔體；6波導腔體；7增壓槽；

具體實施方式

下面結合附圖說明和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述：

如圖1～4所示，一種防射頻信號泄露的毫米波高可靠性波導模塊，包括上殼體1、下殼體2、安裝腔體5和波導腔體6；上殼體1和下殼體2均采用立方體結構并相互扣合，上殼體1和下殼體2的接觸面上均埋設有用于安裝射頻芯片的安裝腔體5和用于傳輸毫米波信號的波導腔體6，上殼體1與下殼體2通過定位銷3和緊固螺釘4固定連接。

所述安裝腔體5的形狀為矩形，所述安裝腔體5的數量不少于4個，所述安裝腔體5中設有增壓槽7，所述增壓槽7的深度為0.2mm。

所述波導腔體6的形狀為L形，所述波導腔體6的數量為2個，所述波導腔體6相互對稱，所述波導腔體6中設有波導，所述波導的形狀為圓形或矩形，所述波導為表面波波導。

所述上殼體1、下殼體2、定位銷3和緊固螺釘4的材料均采用黃銅。

所述安裝腔體5和所述波導腔體6之間的間距范圍是1.5mm～3mm。

所述定位銷3設置在上殼體1和下殼體2的對角線上，并且位于所述安裝腔體5中。

所述緊固螺釘4均勻布設在上殼體1和下殼體2中，并且每個安裝腔體5中至少設有一個緊固螺釘4，所述緊固螺釘4的數量不少于5個。

所述波導腔體6邊緣均設有用于安裝有源電路的孔。

所述定位銷3的數量不少于2個。

所述緊固螺釘4的間距不小于10mm，所述緊固螺釘4旋入下殼體2的深度為所述緊固螺釘4直徑的1.5倍。

如圖5所示，波導模塊在無增壓槽7設計時的應力分布圖，從圖中可以看到，上殼體1和下殼體2只有在緊固螺釘4周圍很小的面積范圍內有較大的壓緊力，在上殼體1和下殼體2接觸面的其余部分應力幾乎為零，無法保證毫米波信號在上殼體1和下殼體2閉合后的有效傳輸。

如圖6所示，相同條件下，波導模塊在有增壓槽7設計時的應力分布圖，從圖中明顯可以看到，上殼體1和下殼體2接觸面的應力覆蓋范圍顯著擴大，波導腔體6和安裝腔體5的閉合效果改善明顯。

如圖7所示，波導模塊在采用本發(fā)明設計時的應力分布圖，從圖中可以看到，上殼體1和下殼體2接觸面的應力范圍實現(xiàn)了全覆蓋，波導腔體6和安裝腔體5的閉合效果達到工程應用需求。

如圖8所示，未采用本發(fā)明的毫米波波導低噪聲放大器模塊的射頻性能測試結果很差，整個電路出現(xiàn)了自激的現(xiàn)象，帶內增益、增益平坦度等指標都與設計指標相差甚遠，不能滿足實際工程需求。

本實施例用于微波成像探測儀的37GHz接收前端組件。

其中，系統(tǒng)對該波導模塊的指標要求如下：

工作頻率：37GHz±500MHz；

帶內增益：≥35dB；

增益平坦度：≤0.5dB；

噪聲系數：≤2.5dB；

端口駐波：≤2.0；

波導型號：BJ320。

如果采用現(xiàn)有的微波波導模塊結構實現(xiàn)毫米波低噪聲放大器，在實際工程應用中毫米波信號很容易出現(xiàn)從波導模塊上、下金屬殼體的縫隙中泄露，出現(xiàn)該毫米波有源模塊自激的現(xiàn)象，從而導致其射頻性能惡化。因此，在不改變射頻電路的前提下，本實例所用的波導模塊結構采用本發(fā)明，其實測結果如圖9～10所示，可以看出在36.5GHz到37.5GHz頻率范圍內，待測設備增益大于35dB，帶內平坦度約為0.24dB，輸入、輸出端口駐波小于1.8，噪聲系數小于2.1dB。

此外，對另外11只相同的毫米波低噪聲放大器模塊進行了測試，指標相當，一致性較好；足以證明本發(fā)明最大限度的消除了毫米波信號從波導模塊上、下金屬殼體的縫隙中泄露，保證了產品的性能，提高了產品批量生產的成品率。

本發(fā)明的工作原理是：

首先，在目前常規(guī)機械加工精度和表面處理工藝條件下，將管殼結構整體分為上下兩半，分別作為上殼體1和下殼體2，接著在上殼體1和下殼體2中挖腔，形成波導腔體6和安裝腔體5，然后在上殼體1和下殼體2接觸面進行增壓槽7設計、緊固螺釘4分布設計以及緊固螺釘4旋入下殼體2的深度設計，最終，確保波導模塊的射頻性能穩(wěn)定可靠。

本發(fā)明說明書中未詳細描述的內容為本領域技術人員公知技術。