專利名稱：一種高輸出功率t/r組件小型化、高可靠與emc設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一種高輸出功率T/R組件小型化、高可靠與EMC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。通過采用新式的“三明治”式雙面微波電路構(gòu)成形式，將兩塊相似的具有多個(gè)空腔結(jié)構(gòu)的金屬殼體上下扣住中間的一整塊雙面均高密度組裝器件的多層微波電路基板，電路基板表面鍍金條形接地平面和相對(duì)應(yīng)的組件殼體結(jié)構(gòu)筋條接觸后形成封閉腔體將各個(gè)功能電路模塊在空間上完全隔開，從而可減小高輸出功率T/R組件的體積重量，提高EMC性能和可靠性， 屬于射頻微波電路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前有源相控陣已成為相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展中的主流，幾乎所有先進(jìn)的、新研制的雷達(dá)均采用了有源相控陣體制。實(shí)現(xiàn)有源相控陣?yán)走_(dá)的關(guān)鍵在于其有源陣面，而有源陣面正是有數(shù)量眾多T/R組件的構(gòu)成。T/R組件是集射頻大信號(hào)、小信號(hào)、數(shù)字與電源變換等功能單元電路為一體的復(fù)雜電子設(shè)備。為提高雷達(dá)的探測(cè)距離性能，需要使用高輸出功率T/R 組件，一般要求每個(gè)T/R組件要能夠輸出數(shù)百瓦的射頻功率。傳統(tǒng)的高輸出功率T/R組件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法是采用單面兩層微帶電路基板(頂層微帶線線路底層接地面)，按組件功能電路的劃分分別設(shè)計(jì)制作電路板，再將電路板分別放入到預(yù)先設(shè)計(jì)的組件金屬殼體對(duì)應(yīng)的隔腔內(nèi)，將電路基板底層與殼體表面焊接或用螺釘擰接在一起。調(diào)試完成后再用蓋板完成密封。為了將位于不同隔腔內(nèi)的電路進(jìn)行互連，不得不使用大量的飛線穿墻進(jìn)行連接，不但破環(huán)了空間隔離，大功率的射頻能量經(jīng)輻射傳到擴(kuò)散到組件各處，使得EMC性能嚴(yán)重惡化；而且大量的飛線、焊點(diǎn)會(huì)造成很大的隱患，因而可靠性較差。高功率T/R組件由于內(nèi)部功放電路需要多級(jí)放大，加上儲(chǔ)能與供電，所占用的電路面積很大，而雙層電路基板一面是接地平面，所以只有一面可以安裝器件，空間利用率低下，因而很難縮減組件的體積重量，無法實(shí)現(xiàn)天線面陣的輕量化，從而影響雷達(dá)系統(tǒng)的適裝性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)高輸出功率T/R組件體積重量過大過重、EMC性能不理想的難題，通過采用“三明治”式雙面微波電路構(gòu)成形式，將兩塊相似的具有多個(gè)空腔結(jié)構(gòu)的金屬殼體上下扣住中間的一整塊多層微波電路基板，預(yù)先設(shè)計(jì)的電路基板表面鍍金條形接地平面和相對(duì)應(yīng)的組件殼體結(jié)構(gòu)筋條接觸后形成封閉腔體將各個(gè)功能電路模塊在空間上完全隔開，可提高空間隔離度，改善組件的EMC性能。由于將射頻地平面制作在了多層電路基板的內(nèi)部，因此可雙面組裝器件和設(shè)計(jì)微帶傳輸線。整個(gè)組件所有功能都制作在一整塊電路基板上，各功能電路之間均可在板上走線，無需使用飛線跨接，使得組件的可靠性與小型化方面也有顯著提高。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)解決方案為基于微波多層電路基板層壓工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)內(nèi)置射頻地平面的6層電路PCB基板，其上下表面均可安裝器件和刻蝕微帶傳輸線。并在表面層設(shè)計(jì)制作分隔不同功能單元的鍍金條狀接地環(huán)面，并通過過孔與內(nèi)層射頻地平面實(shí)現(xiàn)電連接。將預(yù)先設(shè)計(jì)加工好的兩個(gè)金屬殼體上下扣住電路基板，使得相對(duì)應(yīng)的接地環(huán)面與殼體筋條對(duì)齊并用螺釘緊固使得其良好接觸，形成具有小型化、高可靠與理想EMC性能特點(diǎn)的“三明治”形式的電路結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比可在不降低組件性能指標(biāo)的情況下，通過獨(dú)特的“三明治” 式電路構(gòu)成形式，可實(shí)現(xiàn)高輸出功率T/R組件的小型化、高可靠與較好EMC性能。具有電路形式簡潔，易裝配，可靠性高等特點(diǎn)。


附圖為“三明治”式電路形式示意圖
具體實(shí)施例方式1、多層微波電路基板的層壓工藝制作使用多塊陶瓷粉填充的樹脂型雙面覆銅板材和相應(yīng)的半固化粘接片高溫層壓制作6層PCB微波電路基板，再進(jìn)行過孔金屬化和機(jī)械切邊加工。2、多層微波電路電磁仿真與PCBLayout設(shè)計(jì)利用三維電磁仿真軟件進(jìn)行內(nèi)置射頻地平面多層板射頻電路的仿真設(shè)計(jì)并依據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行PCBLayout設(shè)計(jì)。3、組件金屬結(jié)構(gòu)殼體的設(shè)計(jì)制作根據(jù)PCBLayout設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行組件殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并選擇合適型材完成機(jī)械加工及相應(yīng)的表面處理工藝制作。4、裝配與測(cè)試將電裝完成的多層電路基板與金屬殼體配合安裝(見附圖)，保證正確對(duì)位后用螺釘緊固后進(jìn)行通電測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種有源相控陣?yán)走_(dá)用高輸出功率T/R組件的小型化與EMC設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。其特征采用“三明治”式雙面微波電路構(gòu)成形式，即將兩塊相似的具有多個(gè)空腔結(jié)構(gòu)的金屬殼體上下扣住中間的一整塊雙面均高密度組裝器件的多層微波電路基板的方式來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高輸出功率T/R組件以減小其體積重量提高可靠性與改善EMC性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多層電路基板與金屬殼體配合安裝方法。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于有源相控陣?yán)走_(dá)的高輸出功率T/R組件的小型化與EMC設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。用于解決傳統(tǒng)高輸出功率T/R組件體積重量過大過重、EMC性能不理想的、可靠性較差的難題。本發(fā)明采用“三明治”式雙面微波電路構(gòu)成形式，將兩塊相似的具有多個(gè)空腔結(jié)構(gòu)的金屬殼體上下扣住中間的一整塊雙面均高密度組裝器件的多層微波電路基板，電路基板表面鍍金條形接地平面和相對(duì)應(yīng)的組件殼體結(jié)構(gòu)筋條接觸后形成封閉腔體將各個(gè)功能電路模塊在空間上完全隔開，從而可有效減小高輸出功率T/R組件的體積重量提高可靠性與改善EMC性能。本發(fā)明提供的方法可直接應(yīng)用于有源相控陣?yán)走_(dá)高輸出功率T/R組件設(shè)計(jì)也可應(yīng)用于相關(guān)微波功能模塊的設(shè)計(jì)，具有電路形式簡潔，易裝配，可靠性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S7/02GK102565760SQ20111040976
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者吳蘇興, 耿亮 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所