本發(fā)明涉及一種防射頻信號(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊，尤其適用于毫米波波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，屬于微波技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

常規(guī)微波射頻模塊通常采用同軸結(jié)構(gòu)，但隨著工作頻率的提高，在毫米波甚至更高的頻段，同軸結(jié)構(gòu)會(huì)使產(chǎn)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(dǎo)結(jié)構(gòu)取代同軸結(jié)構(gòu)，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)傳輸損耗低、端口回波損耗小。因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)中存在有源模塊，需要在波導(dǎo)腔體內(nèi)部安裝電路片和射頻芯片，所以波導(dǎo)模塊無法采用一體化加工方式，通常采用兩體或多體結(jié)構(gòu)的形式，例如通過上、下金屬殼體的配合以及定位螺釘?shù)墓潭?，形成可以傳輸毫米波信?hào)的波導(dǎo)腔體。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于結(jié)構(gòu)件機(jī)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(huì)導(dǎo)致毫米波信號(hào)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(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種防射頻信號(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊，包括上殼體、下殼體、安裝腔體和波導(dǎo)腔體；上殼體和下殼體均采用立方體結(jié)構(gòu)并相互扣合，上殼體和下殼體的接觸面上均埋設(shè)有用于安裝射頻芯片的安裝腔體和用于傳輸毫米波信號(hào)的波導(dǎo)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(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊中，所述安裝腔體的形狀為矩形，所述安裝腔體的數(shù)量不少于4個(gè)，所述安裝腔體中設(shè)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(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊中，所述波導(dǎo)腔體的形狀為L(zhǎng)形，所述波導(dǎo)腔體的數(shù)量為個(gè)，所述波導(dǎo)腔體相互對(duì)稱，所述波導(dǎo)腔體中設(shè)有波導(dǎo)，所述波導(dǎo)的形狀為圓形或矩形，所述波導(dǎo)為表面波波導(dǎo)。

在上述的一種防射頻信號(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊中，所述上殼體、下殼體、定位銷和緊固螺釘?shù)牟牧暇捎命S銅。

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

在上述的一種防射頻信號(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊中，所述定位銷設(shè)置在上殼體和下殼體的對(duì)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(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊中，所述緊固螺釘均勻布設(shè)在上殼體和下殼體中，并且每個(gè)安裝腔體中至少設(shè)有一個(gè)緊固螺釘，所述緊固螺釘?shù)臄?shù)量不少于5個(gè)。

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

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

在上述的一種防射頻信號(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊中，所述緊固螺釘?shù)拈g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(shù)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(shè)用于安裝射頻芯片的安裝腔體和用于傳輸毫米波信號(hào)的波導(dǎo)腔體，加強(qiáng)了射頻芯片與有源電路的配合，解決了傳統(tǒng)的波導(dǎo)模塊穩(wěn)定性較差的問題。

2、本發(fā)明通過合理設(shè)置定位銷和緊固螺釘，最大限度的消除了毫米波信號(hào)的泄露，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的波導(dǎo)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(shè)置增壓槽，并在上殼體和下殼體的波導(dǎo)邊緣設(shè)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(qiáng)，增強(qiáng)了上殼體和下殼體中，波導(dǎo)和射頻芯片的實(shí)際使用效果。

4、本發(fā)明通過設(shè)置緊固螺釘?shù)呐挪挤绞揭约靶肷疃?，進(jìn)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(dǎo)模塊在不增加機(jī)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(hào)的有效傳輸。

5、本發(fā)明經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效果明顯，相較于傳統(tǒng)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，具有廣闊的市場(chǎng)運(yùn)用前景。

6、本發(fā)明的定位銷和緊固螺釘?shù)臄?shù)量可根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)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(fù)擔(dān)。

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(chǎn)成本。

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

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)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(cè)剖視圖圖

圖5為本發(fā)明無增壓槽的應(yīng)力分布圖

圖6為本發(fā)明有增壓槽的應(yīng)力分布圖

圖7為本發(fā)明實(shí)測(cè)應(yīng)力分布圖

圖8為傳統(tǒng)的毫米波波導(dǎo)有源模塊結(jié)構(gòu)的射頻性能測(cè)試圖

圖9為本發(fā)明增益和平坦度的測(cè)試結(jié)果圖

圖10為本發(fā)明駐波和噪聲系數(shù)的測(cè)試結(jié)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(dǎo)腔體；7增壓槽；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如圖1～4所示，一種防射頻信號(hào)泄露的毫米波高可靠性波導(dǎo)模塊，包括上殼體1、下殼體2、安裝腔體5和波導(dǎo)腔體6；上殼體1和下殼體2均采用立方體結(jié)構(gòu)并相互扣合，上殼體1和下殼體2的接觸面上均埋設(shè)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(hào)的波導(dǎo)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(shù)量不少于4個(gè)，所述安裝腔體5中設(shè)有增壓槽7，所述增壓槽7的深度為0.2mm。

所述波導(dǎo)腔體6的形狀為L(zhǎng)形，所述波導(dǎo)腔體6的數(shù)量為2個(gè)，所述波導(dǎo)腔體6相互對(duì)稱，所述波導(dǎo)腔體6中設(shè)有波導(dǎo)，所述波導(dǎo)的形狀為圓形或矩形，所述波導(dǎo)為表面波波導(dǎo)。

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(dǎo)腔體6之間的間距范圍是1.5mm～3mm。

所述定位銷3設(shè)置在上殼體1和下殼體2的對(duì)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(shè)在上殼體1和下殼體2中，并且每個(gè)安裝腔體5中至少設(shè)有一個(gè)緊固螺釘4，所述緊固螺釘4的數(shù)量不少于5個(gè)。

所述波導(dǎo)腔體6邊緣均設(shè)有用于安裝有源電路的孔。

所述定位銷3的數(shù)量不少于2個(gè)。

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(dǎo)模塊在無增壓槽7設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)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(nèi)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(yīng)力幾乎為零，無法保證毫米波信號(hào)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(dǎo)模塊在有增壓槽7設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)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(yīng)力覆蓋范圍顯著擴(kuò)大，波導(dǎo)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(dǎo)模塊在采用本發(fā)明設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)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(yīng)力范圍實(shí)現(xiàn)了全覆蓋，波導(dǎo)腔體6和安裝腔體5的閉合效果達(dá)到工程應(yīng)用需求。

如圖8所示，未采用本發(fā)明的毫米波波導(dǎo)低噪聲放大器模塊的射頻性能測(cè)試結(jié)果很差，整個(gè)電路出現(xiàn)了自激的現(xiàn)象，帶內(nèi)增益、增益平坦度等指標(biāo)都與設(shè)計(jì)指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，不能滿足實(shí)際工程需求。

本實(shí)施例用于微波成像探測(cè)儀的37GHz接收前端組件。

其中，系統(tǒng)對(duì)該波導(dǎo)模塊的指標(biāo)要求如下：

工作頻率：37GHz±500MHz；

帶內(nèi)增益：≥35dB；

增益平坦度：≤0.5dB；

噪聲系數(shù)：≤2.5dB；

端口駐波：≤2.0；

波導(dǎo)型號(hào)：BJ320。

如果采用現(xiàn)有的微波波導(dǎo)模塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)毫米波低噪聲放大器，在實(shí)際工程應(yīng)用中毫米波信號(hào)很容易出現(xiàn)從波導(dǎo)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(dǎo)致其射頻性能惡化。因此，在不改變射頻電路的前提下，本實(shí)例所用的波導(dǎo)模塊結(jié)構(gòu)采用本發(fā)明，其實(shí)測(cè)結(jié)果如圖9～10所示，可以看出在36.5GHz到37.5GHz頻率范圍內(nèi)，待測(cè)設(shè)備增益大于35dB，帶內(nèi)平坦度約為0.24dB，輸入、輸出端口駐波小于1.8，噪聲系數(shù)小于2.1dB。

此外，對(duì)另外11只相同的毫米波低噪聲放大器模塊進(jìn)行了測(cè)試，指標(biāo)相當(dāng)，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(hào)從波導(dǎo)模塊上、下金屬殼體的縫隙中泄露，保證了產(chǎn)品的性能，提高了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的成品率。

本發(fā)明的工作原理是：

首先，在目前常規(guī)機(jī)械加工精度和表面處理工藝條件下，將管殼結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jìn)行增壓槽7設(shè)計(jì)、緊固螺釘4分布設(shè)計(jì)以及緊固螺釘4旋入下殼體2的深度設(shè)計(jì)，最終，確保波導(dǎo)模塊的射頻性能穩(wěn)定可靠。

本發(fā)明說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。