專利名稱:超小型化低功耗北斗rdss模塊貼片的制作方法
【專利摘要】一種超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載在PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽罩內(nèi)；所述PCB板的與屏蔽罩下沿位置對(duì)應(yīng)處布有多個(gè)接地焊盤，各個(gè)接地焊盤上都焊接有屏蔽罩支腿，所述屏蔽罩罩在屏蔽罩支腿上；在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型應(yīng)用在北斗導(dǎo)航領(lǐng)域用于接收和發(fā)送射頻信號(hào)，體積可以減小到約38mm×38mm×3.5mm，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的各功能電路嵌入在一個(gè)屏蔽罩貼片內(nèi)，均可以有效防止外部干擾和內(nèi)部電磁場向外輻射，保證了信號(hào)的真實(shí)性。
【專利說明】超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及的是一種超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，屬于射頻器件技 術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)RDSS是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡短數(shù)字報(bào)文通 信和授時(shí)服務(wù)的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可滿足當(dāng)前我國陸、海、空運(yùn)輸導(dǎo)航 定位的需求。
[0003] RDSS收發(fā)模塊是北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。用戶利用RDSS收發(fā)模塊可以進(jìn) 行快速定位、簡短數(shù)字報(bào)文通信和授時(shí)，在定位、導(dǎo)航和通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。收發(fā)模 塊可以嵌入其它需要定位通信和授時(shí)的設(shè)備內(nèi)部，也可與天線一體安裝。傳統(tǒng)的RDSS模塊 將LNA (低噪聲放大器）低噪放、射頻通道、PA (功率放大器）功放和基帶處理四個(gè)功能模塊 內(nèi)置于金屬腔體內(nèi)，通過連接器與外接電路的接口連接，整個(gè)產(chǎn)品的接口復(fù)雜、體積大、功 耗高，增加了再次開發(fā)的難度，且僅可使用于大型設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用，無法深入推廣使用； 因而研發(fā)接口簡單、體積小、功耗低的RDSS模塊顯得十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)出一種專注于提供一種接口簡單、體積小、功耗低的 RDSS嵌入式模塊，解決傳統(tǒng)北斗RDSS模塊體積大、功耗大、二次開發(fā)復(fù)雜等問題。本實(shí)用新 型的技術(shù)方案如下：
[0005] -種超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載 在PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；
[0006] 所述電路部分包括基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大器、功率放大器 和電源管理模塊；電源管理模塊為基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大器和功率 放大器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源；外部信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器后、再 經(jīng)收發(fā)處理通道模塊傳到基帶處理模塊（電源管理模塊可采用電源管理芯片實(shí)現(xiàn)）；輸出 信號(hào)為：基帶處理模塊的輸出信號(hào)經(jīng)收發(fā)處理通道模塊后，再經(jīng)功率放大器即得本模塊貼 片的輸出信號(hào)；
[0007] 所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽 罩內(nèi)；所述PCB板的與屏蔽罩下沿位置對(duì)應(yīng)處布有多個(gè)接地焊盤，各個(gè)接地焊盤上都焊接 有屏蔽罩支腿，所述屏蔽罩罩在屏蔽罩支腿上；
[0008] 在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳；
[0009] 在PCB板的左右兩邊的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為2. 0mm，引腳深度為 I. 5mm ；
[0010] PCB板兩邊的郵票孔式引腳中，外部信號(hào)和本模塊貼片的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的引腳在 PCB板的一邊，電源管理模塊的電源輸入端對(duì)應(yīng)引腳在PCB板的另一邊。
[0011] 所述PCB板的寬度為38. 00mm，長度為38.00mm。
[0012] 所述的低噪聲放大器包括按照信號(hào)傳輸方向依次連接的帶通濾波器、放大器、聲 表面波濾波器、放大器和聲表面波濾波器。
[0013] 所述收發(fā)通道模塊采用的是博納雨田公司研發(fā)的BN622X芯片。
[0014] 所述電源管理模塊包括接收電源模塊、發(fā)射電源極模塊和基帶電源模塊；接收電 源模塊為低噪聲放大器供電；發(fā)射電源極模塊為收發(fā)處理通道模塊和功率放大器供電；基 帶電源模塊為基帶處理模塊供電；在郵票孔式引腳中，接收電源模塊、發(fā)射電源極模塊和基 帶電源模塊各自的電源輸入端對(duì)應(yīng)單獨(dú)的引腳。
[0015] 所述屏蔽罩支腿上設(shè)有多根筋條；基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大 器和功率放大器在PCB板上的區(qū)域相互獨(dú)立，各根筋條的底部密貼在各個(gè)區(qū)域之間的PCB 板表面，屏蔽罩罩在屏蔽罩支腿上，屏蔽罩與筋條圍成的區(qū)域構(gòu)成隔腔；帶處理模塊、收發(fā) 處理通道模塊、低噪聲放大器和功率放大器分別在一個(gè)隔腔內(nèi)。
[0016] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 本實(shí)用新型應(yīng)用在北斗導(dǎo)航領(lǐng)域用于接收和發(fā)送射頻信號(hào)，體積可以減小到約 38mmX 38mmX 3. 5mm,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小的優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 本實(shí)用新型的各功能電路嵌入在一個(gè)屏蔽罩貼片內(nèi)，均可以有效防止外部干擾和 內(nèi)部電磁場向外輻射，保證了信號(hào)的真實(shí)性。
[0019] 本實(shí)用新型采用北斗專用射頻通道芯片，將接收通道與發(fā)射通道集成在一塊芯片 上，只需配置簡單的外圍電路，即可實(shí)現(xiàn)北斗一代射頻信號(hào)的接收和發(fā)射。降低了模塊的開 發(fā)難度、降低了成本、減小了模塊的體積的同時(shí)也大大的降低了模塊的功耗。
[0020] 本實(shí)用新型預(yù)留IO接口，便于用戶二次開發(fā)。
[0021] 本實(shí)用新型生產(chǎn)采用先將器件及屏蔽架支腳焊接在多層PCB上，然后再將屏蔽罩 扣在屏蔽架支腳上。主要元器件在扣屏蔽罩前，都是裸露的，方便調(diào)試及維修，利于批量生 產(chǎn)。
[0022] 本實(shí)用新型采用郵票孔貼片安裝，便于整機(jī)客戶的集成與生產(chǎn)的同時(shí)，大大提高 整機(jī)設(shè)備的可靠性。

【附圖說明】

：
[0023] 圖1 :本實(shí)施例外觀及對(duì)外接口的定義圖；
[0024] 圖2 :本實(shí)施例結(jié)構(gòu)尺寸圖；
[0025] 圖3 :是本發(fā)明實(shí)施例功能模塊框圖；
[0026] 圖4 :是本實(shí)施例的電原理框圖。

【具體實(shí)施方式】：
[0027] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明如下：
[0028] -種超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載 在PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；
[0029] 如圖3、4,所述電路部分包括基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大器、功 率放大器和電源管理模塊；電源管理模塊為基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大 器和功率放大器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源；外部信號(hào)經(jīng)低噪聲放大 器后、再經(jīng)收發(fā)處理通道模塊傳到基帶處理模塊；輸出信號(hào)為：基帶處理模塊的輸出信號(hào) 經(jīng)收發(fā)處理通道模塊后，再經(jīng)功率放大器即得本模塊貼片的輸出信號(hào)；
[0030] 所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽 罩內(nèi)；所述PCB板的與屏蔽罩下沿位置對(duì)應(yīng)處布有多個(gè)接地焊盤，各個(gè)接地焊盤上都焊接 有屏蔽罩支腿，所述屏蔽罩罩在屏蔽罩支腿上；
[0031] 在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳；在PCB板的左右兩邊的郵票孔式引 腳中，相鄰引腳的間距為2. 0_，引腳深度為1.5_，PCB板兩邊的郵票孔式引腳中，外部信 號(hào)和本模塊貼片的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的引腳在PCB板的一邊，電源管理模塊的電源輸入端對(duì)應(yīng) 引腳在PCB板的另一邊。
[0032] 在屏蔽罩內(nèi)按低噪聲放大器、射頻通道、功率放大器、基帶處理四個(gè)功能模塊分 區(qū)，電源模塊部分對(duì)應(yīng)置于各個(gè)分區(qū)內(nèi)，北斗RDSS模塊貼片對(duì)外設(shè)有數(shù)個(gè)郵票孔，通過郵 票孔焊盤將北斗RDSS模塊貼片固定在擴(kuò)展PCB板上。
[0033] 屏蔽罩支腿采用焊接的方式固定在多層PCB主板的接地焊盤上，屏蔽罩待器件與 屏蔽罩支腿貼片完畢后直接扣在屏蔽罩支腿上方。屏蔽罩支腿含有多根筋條，與多層PCB 上的接地焊盤進(jìn)行焊接，組成隔腔，進(jìn)行射頻隔離。各功能模塊單元置于屏蔽罩支腿與多層 PCB板組成的射頻隔腔內(nèi)，電源模塊分別置于各功能模塊內(nèi)。
[0034] 如圖1、2所示，多層PCB板上設(shè)有郵票孔，用于超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼 片與外圍擴(kuò)展板之間的焊接。PCB板的寬度為38. 00mm，長度為38. 00mm。郵票孔焊盤的數(shù) 量為36,其焊盤間的間距為2. 0mm，焊盤的長度為I. 5mm，郵票孔各引腳的定義如圖1所示。
[0035] 在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)候：
[0036] 低噪聲放大器單元，由一個(gè)高通或帶通濾波器、兩級(jí)低噪放芯片和兩級(jí)SAW組成。
[0037] 射頻通道采用博納雨田公司研發(fā)的BN622X芯片，該芯片集成了接收通道和發(fā)射 通道。內(nèi)部集成2位ADC可同時(shí)輸出中頻模擬信號(hào)和量化信號(hào)。芯片內(nèi)集成了接收發(fā)射頻 率綜合器及相應(yīng)的壓控振蕩器，并可向基帶提供采樣時(shí)鐘。通過片外少許的元件即可實(shí)現(xiàn) 北斗一代射頻信號(hào)的接收和發(fā)射。
[0038] 功率放大器采用博納雨田公司研發(fā)的BN161P功放芯片。此芯片在5V供電下可輸 出37dBm的功率，輸入功率范圍為6?10dBm。BN161P通過北斗RDSS基帶專用芯片提供的 使能，實(shí)現(xiàn)發(fā)射控制。
[0039] 所述的基帶處理部分，采用成熟的北斗RDSS專用基帶芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻數(shù)字信號(hào) 的解調(diào)處理，并與用戶級(jí)進(jìn)行通信；將用戶需發(fā)送的信息調(diào)制成BPSK信號(hào)，同時(shí)北斗RDSS 專用基帶芯片還為功率放大單元提供使能信號(hào)。此外，本方案將北斗RDSS專用基帶芯片的 串口及I/O 口通過郵票孔焊盤引出，用戶可以根據(jù)使用需要，直接對(duì)I/O 口進(jìn)行配置，達(dá)到 其想要的功能。這樣就簡化了開發(fā)流程。
[0040] 電源處理部分，由接收電源、發(fā)射電源及基帶電源三部分組成。對(duì)外接口中包含 接收電源及發(fā)射電源兩個(gè)電源接口，便于用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以針對(duì)各部分 的供電要求來設(shè)計(jì)電源，同時(shí)也可以避免電源間的相互干擾，影響北斗RDSS模塊貼片的正 常工作。
[0041] 采用此方案超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片技術(shù)指標(biāo)主要是：
[0042] (1)輸入電源
[0043] 電源接口包含：VCC和VCC_PA，其中VCC為模塊基帶及接收電路供電，VCC_PA為PA 供電。
[0044] 電源（VCC) : ?工作電壓：+4. 2V ?+5. 5V
[0045] ?典型電壓：+5V
[0046] ?工作電流：160mA (待機(jī)）
[0047] 發(fā)射電源（VCC_PA) : ?工作電壓：+4. 9V?+5. 2V
[0048] ?工作電流：2· 5A (峰值）
[0049] ⑵功耗：
[0050] 不發(fā)射時(shí)：S0.8W
[0051] 發(fā)射時(shí) X12.5W
[0052] (3)性能指標(biāo)如下表：
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載在 PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)，其特征是 所述電路部分包括基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大器、功率放大器和電 源管理模塊；電源管理模塊為基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大器和功率放大 器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源；外部信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器后、再經(jīng)收 發(fā)處理通道模塊傳到基帶處理模塊；輸出信號(hào)為：基帶處理模塊的輸出信號(hào)經(jīng)收發(fā)處理通 道模塊后，再經(jīng)功率放大器即得本模塊貼片的輸出信號(hào)； 所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽罩內(nèi)； 所述PCB板的與屏蔽罩下沿位置對(duì)應(yīng)處布有多個(gè)接地焊盤，各個(gè)接地焊盤上都焊接有屏蔽 罩支腿，所述屏蔽罩罩在屏蔽罩支腿上； 在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳； 在PCB板的左右兩邊的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為2.0mm，引腳深度為 I. 5mm ； PCB板兩邊的郵票孔式引腳中，外部信號(hào)和本模塊貼片的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的引腳在PCB 板的一邊，電源管理模塊的電源輸入端對(duì)應(yīng)引腳在PCB板的另一邊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述PCB板的 寬度為38. 00mm，長度為38. 00mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述的低噪聲 放大器包括按照信號(hào)傳輸方向依次連接的帶通濾波器、放大器、聲表面波濾波器、放大器和 聲表面波濾波器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述收發(fā) 通道模塊采用的是博納雨田公司研發(fā)的BN622X芯片。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述電源管理 模塊包括接收電源模塊、發(fā)射電源極模塊和基帶電源模塊；接收電源模塊為低噪聲放大器 供電；發(fā)射電源極模塊為收發(fā)處理通道模塊和功率放大器供電；基帶電源模塊為基帶處理 模塊供電；在郵票孔式引腳中，接收電源模塊、發(fā)射電源極模塊和基帶電源模塊各自的電源 輸入端對(duì)應(yīng)單獨(dú)的引腳。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述屏蔽罩支 腿上設(shè)有多根筋條；基帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲放大器和功率放大器在PCB 板上的區(qū)域相互獨(dú)立，各根筋條的底部密貼在各個(gè)區(qū)域之間的PCB板表面，屏蔽罩罩在屏 蔽罩支腿上，屏蔽罩與筋條圍成的區(qū)域構(gòu)成隔腔；帶處理模塊、收發(fā)處理通道模塊、低噪聲 放大器和功率放大器分別在一個(gè)隔腔內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01S19-13GK204269829SQ201420690289
【發(fā)明者】余華偉, 沈春樂 [申請(qǐng)人]江蘇博納雨田通信電子有限公司