专利名称：基于x波段的宽带上、下一二次变频模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于雷达技术领域。具体涉及射频收发系统中变频模块的结构上的改迸，尤其涉及一种射频收发系统中的上下变频模块的高度集成化设计，是应用于雷达领域的小型化变频模块及系统。
技术背景 随着数字技术的高速发展，数字阵列相控阵雷达的高可靠性、灵活性和良好的可重复性越来越受到重视。数字阵列雷达的重要组成部分是数字化多通道收发单元，数字阵列雷达单元数目众多，其中的每个收发通道均包含着上下变频通道，因此，上下变频通道的高集成化设计对于减少数字化多通道收发单元的体积、重量，提高数字阵列雷达的可靠性，拓宽数字阵列雷达的应用领域均至关重要。常规雷达中的上变频通道和下变频通道均采用分立设计，电路角度上，上下变频分属两个不同的功能模块，分别包含有各自的混频器和滤波器；エ艺角度上，将带封装器件、印刷微带电路板，采用普通焊接或表贴焊技术进行装配，然后用螺钉固定于金属屏蔽盒。相控阵雷达由于单元众多，对单个通道的集成度、体积、重量要求甚高，如果采用传统的独立式变频通道，可靠性方面不高，也无法满足高集成度、重量轻、体积小的要求。因此，变频通道的设计应充分考虑集成度、可靠性、体积、重量、成本、可制造性等因素。本实用新型是针对现有技术存在的上述问题，对数字阵列雷达变频通道进行创新设计，电路上，对上变频通道和下变频通道进行整合设计；エ艺上，将裸芯片器件、高精度微带基板，采用新型的微组装エ艺进行装配，由此设计完成的上、下变频模块，也可广泛应用于军用、民用收发ー体化雷达以及通信收发一体化的系统中，具有广阔的应用范围。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻、可靠性高、成本低的，适合数字阵列雷达小型化要求的上、下一二次变频模块。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下基于X波段的宽带上、下一二次变频模块包括扁形的盒体，盒体的顶部设有上盖板14，底部设有下盖板15，盒体外侧均布设有四块固定法兰I. 4，盒体内中部通过隔板3分割为上腔体I和下腔体2 ；所述上腔体I内的隔板3上分別设有射频微带板7. I、一本振一中频微带板7. 3和低频ニ本振微带板7. 2 ;所述射频微带板7. I和一本振一中频微带板7. 3相邻，二者之间分别由第一隔筋I. I和第三隔筋I. 3隔开；所述低频ニ本振微带板7. 2和一本振一中频微带板7. 3相邻，低频ニ本振微带板7. 2和一本振一中频微带板7. 3之间由第二隔筋I. 2隔开；所述射频微带板7. I上集成有第一射频开关8. I、第二射频开关8. 2、下变频高频放大链路10. I和上变频高频放大链路10. 4 ;所述第一隔筋I. I和第三隔筋I. 3之间设有高频混频器9. I ;所述一本振一中频微带板7. 3上集成有第一中频开关8. 3、第二中频开关8. 4、下变频低频放大链路10. 2和上变频低频放大链路10. 3 ;与第二隔筋I. 2对应的低频ニ本振微带板7. 2和一本振一中频微带板7. 3上设有中频带通滤波器11. I ;所述低频ニ本振微带板7. 2上集成有第一低频开关8. 5、第二低频开关8. 6、低频混频器9. 2和低频滤波器 11. 2 ;射频 信号绝缘子4. I的一端连接着射频微带板7. 1，另一端伸至上腔体I外；一本振信号绝缘子4. 2的一端连接着一本振一中频微带板7. 3，另一端伸至上腔体I外；ニ本振开关信号绝缘子4. 3的一端、低频信号绝缘子4. 4的一端和中频信号绝缘子4. 5的一端分别连接着低频ニ本振微带板7. 2，三者的另一端分别伸至上腔体I外；所述下腔体2内的隔板3上分别设有14只低频绝缘子，其中4只低频绝缘子的一端连接着射频微带板7. 1，5只低频绝缘子的一端连接着低频ニ本振微带板7. 2，5只低频绝缘子的一端连接着一本振一中频微带板7. 3 ;下腔体2内还设有印制电路板12 ;印制电路板12的外侧面上设有9芯插座13 ;印制电路板12 —侧的下腔体2上设有ニ本振绝缘子5。所述下腔体2内的周边分别设有四个高度相等的凸台，所述印制电路板12的周边分别与四个凸台固定连接。所述第一射频开关8. I、第二射频开关8. 2、第一中频开关8. 3、第二中频开关8. 4、第一低频开关8. 5和第二低频开关8. 6均为单刀双掷开关。本实用新型的构思阐述如下让收发系统中的二次上变频通道和二次下变频通道合ニ为一，一次上变频通道和一次下变频通道合ニ为ー；采用多芯片集成技术在基板上完成上、下变频功能。由于上、下一二次变频系统中，上下变频的频率都一祥，利用混频器的可逆工作原理，可以将高频混频器9. I、低频混频器9. 2为上变频和下变频共用，利用六个单刀双掷开关进行上下变频支路的切換；同样的道理，中频带通滤波器11. I也作为可逆器件，进行上变频和下变频共用，其余滤波采用低通实现。由此，电路上各节省了 2只体积、重量以及成本不容忽视的混频器和滤波器，接口上，上、下一二次变频两种本振只需各提供一路。六个单刀双掷开关集成在模块内部，因此外接接口数也减少一倍，电路内部采用9芯插座13馈入电源和控制信号，方便应用。另外，设计上，宽带上、下一二次变频模块全部选用准宽带器件，电路接入不同频段、不同带宽的滤波器就可满足系统对信号频段和带宽的不同需求，扩展模块的应用范围。总之，本实用新型大大減少了上下两次变频模块的体积与元器件数量，提高了模块的集成度，降低了成本。本实用新型的有益技术效果体现在以下I、将一、二次上下变频电路集成于ー个模块内，减少了体积、重量；2、上、下一二次变频电路共用混频器、滤波器等关键器件，提高了模块的集成度，減少了元器件数目，降低了成本；3、采用单刀双掷开关进行上、下变频的切換，分别将信号切換至上变频支路和下变频支路，达到灵活控制的目的；4、采用9芯插座，输入控制信号为TTL方式，简化了系统接ロ要求；5、壳体采用Kovar金属框架与绝缘子,经高温烧结而成,具备良好的气密性和可靠性；6、宽带上、下二次变频MCM模块封ロ采用冠状倒扣焊接エ艺，封ロ操作简便，密封性能好，并具备一定的可拆卸性；7、宽带上、下一二次变频模块全部选用准宽带器件，电路接入不同频段、不同带宽的滤波器就可满足系统对信号频段和带宽的不同需求，扩展模块的应用范围。
图I为本实用新型整体结构示意图。图2为本实用新型纵剖图。 图3为图2的A-A剖视图。图4为图2的B-B剖视图。图5为图2的C-C剖视图。上图中序号上腔体I、第一隔筋I. I、第二隔筋I. 2、第三隔筋I. 3、固定法兰I. 4、下腔体2、凸台2. I、隔板3、射频绝缘子4、射频信号绝缘子4. I、一本振信号绝缘子4. 2、ニ本振开关信号绝缘子4. 3、低频信号绝缘子4. 4、中频信号绝缘子4. 5、ニ本振绝缘子5、低频绝缘子6 (共14只)、射频微带板7. I、低频ニ本振微带板7. 2、一本振一中频微带板7. 3、第一射频开关8. I、第二射频开关8. 2、第一中频开关8. 3、第二中频开关8. 4、第一低频开关
8.5、第二低频开关8. 6、高频混频器9. I、低频混频器9. 2、下变频高频放大链路10. I、下变频低频放大链路10. 2、上变频低频放大链路10. 3、上变频高频放大链路10. 4、中频带通滤波器11. I、低频滤波器11. 2、印制电路板12、9芯插座13、上盖板14、下盖板15。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进ー步地描述。实施例參见图I和图2，基于X波段的宽带上、下一二次变频模块包括扁形的盒体，盒体的顶部安装有上盖板14，底部安装有下盖板15，盒体外侧均布设有四块固定法兰I. 4，盒体内中部通过隔板3分割为上腔体I和下腔体2。上腔体I内的隔板3上分別设有射频微带板7. I、一本振一中频微带板7. 3和低频ニ本振微带板7. 2。射频微带板7. I和一本振一中频微带板7. 3相邻，二者之间分别由第一隔筋I. I和第三隔筋I. 3隔开；低频ニ本振微带板7. 2和一本振一中频微带板7. 3相邻，低频ニ本振微带板7. 2和一本振一中频微带板7. 3之间由第二隔筋I. 2隔开。參见图3，射频微带板7. I上集成有第一射频开关8. I、第二射频开关8. 2、下变频高频放大链路10. I和上变频高频放大链路10. 4 ;第ー隔筋I. I和第三隔筋I. 3之间设有高频混频器9. I。一本振一中频微带板7. 3上集成有第一中频开关8. 3、第二中频开关8. 4、下变频低频放大链路10. 2和上变频低频放大链路10. 3 ;与第二隔筋I. 2对应的低频ニ本振微带板7. 2和一本振一中频微带板7. 3上设有中频带通滤波器11. I ;低频ニ本振微带板
7.2上集成有第一低频开关8. 5、第二低频开关8. 6、低频混频器9. 2和低频滤波器11. 2。所述第一射频开关8. I、第二射频开关8. 2、第一中频开关8. 3、第二中频开关8. 4、第一低频开关8. 5和第二低频开关8. 6均为单刀双掷开关。[0036]參见图3，射频信号绝缘子4. I的一端连接着射频微带板7. 1，另一端伸至上腔体I外；一本振信号绝缘子4. 2的一端连接着一本振一中频微带板7. 3，另一端伸至上腔体I外；ニ本 振开关信号绝缘子4. 3的一端、低频信号绝缘子4. 4的一端和中频信号绝缘子4. 5的一端分别连接着低频ニ本振微带板7. 2，三者的另一端分别伸至上腔体I外；下腔体2内的隔板3上分别设有14只低频绝缘子6，14只低频绝缘子6的中间体焊接在隔板3上；为上腔体内的器件提供电源和控制信号；其中4只低频绝缘子的上针焊接在射频微带板7. I上，5只低频绝缘子的上针焊接在低频ニ本振微带板7. 2上，5只低频绝缘子的上针焊接在一本振一中频微带板7. 3上。所有低频绝缘子的下针焊接在印制电路板12上。參见图4，下腔体2内的周边分别设有四个高度相等的凸台2. 1，印制电路板12的周边分别通过与四个凸台固定连接安装在下腔体2内；印制电路板12的外侧面上设有9芯插座13 ;印制电路板12 —侧的下腔体2上安装有ニ本振绝缘子5，ニ本振绝缘子5为盲插形式，中间体焊接在隔板3上，上针焊接在低频ニ本振微带板7. 2上，见图5。本实用新型工作信号流程如下本实用新型的二次上变频电路，低频信号绝缘子4. 4上的信号经低频滤波器11. 2滤波和驻波特性调整后进入低频混频器9. 2进行第一次上变频，经调整驻波后，由第一低频开关8. 5切換到公共支路通过中频带通滤波器11. I进行滤波和调整，再由第二中频开关
8.4切換到上变频低频放大链路10. 3进行放大，经过第一中频开关8. 3切換到高频混频器
9.I进行混频、衰减器调整驻波，经第二射频开关8. 2切換到上变频高频放大链路10. 4进行射频放大，经第一射频开关8. I切換到公共支路，通过射频信号绝缘子4. I形成需要的微波信号;本实用新型的二次下变频电路，射频信号绝缘子4. I上的信号经第一射频开关8. I选通进入下变频通路,经过下变频高频放大链路10. I放大后，通过第二射频开关8. 2选通进入衰减器调整驻波后进入高频混频器9. I进行第一次下变频，经驻波调整，带通滤波后，由第一中频开关8. 3选通进入下变频低频放大链路10. 2，经第二中频开关8. 4切換到公共支路进行驻波调整和中频带通滤波器11. I滤波，再通过第一低频开关8. 5选通进入低频混频器9. 2进行第二次下混频，电路调整和低频滤波器11. 2滤波之后，通过低频信号绝缘子4. 4形成需要的低频信号；本实用新型的一次上变频电路，中频信号绝缘子4. 5上的中频信号经第一低频开关8. 5切换进入公共支路，经中频带通滤波器11. I滤波后，由第二中频开关8. 4切換到上变频低频放大链路10. 3进行放大，再经第一中频开关8. 3切换到公共电路滤波、高频混频器9. I上混频、衰减器调整驻波特性，经第二射频开关8. 2切換到上变频高频放大链路10. 4进行放大，经第一射频开关8. I切換到公共支路，通过射频信号绝缘子4. I形成需要微波信号;本实用新型的一次下变频电路，射频信号绝缘子4. I上的微波信号进入内部，经过第一射频开关8. I选通后进入下变频通路，经过下变频高频放大链路10. I放大后，通过第二射频开关8. 2选通进入衰减器调整驻波特性后进入高频混频器9. I进行第一次下变频，之后经过驻波特性调整，带通滤波后，由第一中频开关8. 3选通进入下变频低频放大链路10. 2放大，经第二中频开关8. 4切換到公共支路进行驻波特性调整和中频带通滤波器11. I滤波，再通过第一低频开关8. 5选通，进行滤波之后，通过中频信号绝缘子4. 5形成需要的中频信号；本实用新型中的上、下变频电路共用高频混频器9. I和低频混频器9. 2，共用中频带通滤波器11. I，共用射频信号绝缘子4. I、一本振信号绝缘子4. 2以及ニ本振绝缘子5 ；共用第一射频开关8. I、第二射频开关8. 2、第一中频开关8. 3、第二中频开关8. 4、第一低频开关8. 5和第二低频开关8. 6。上、下一二次变频所需要的一本振信号通过一本振信号绝缘子4. 2提供，ニ本振信号通过ニ本振绝缘子5和第二低频开关8. 6提供；所需的电压和控 制信号先通过9芯插座13再通过低频绝缘子6提供。
权利要求1.基于X波段的宽带上、下一二次变频模块，其特征在于包括扁形的盒体，盒体的顶部设有上盖板(14)，底部设有下盖板(15)，盒体外侧均布设有四块固定法兰(I. 4)，盒体内中部通过隔板(3)分割为上腔体(I)和下腔体(2); 所述上腔体(I)内的隔板(3)上分別设有射频微带板(7. I)、一本振一中频微带板(7. 3)和低频ニ本振微带板(7. 2);所述射频微带板(7. I)和一本振一中频微带板(7. 3)相邻，二者之间分别由第一隔筋(I. I)和第三隔筋(I. 3)隔开；所述低频ニ本振微带板(7. 2)和一本振一中频微带板(7. 3)相邻，低频ニ本振微带板(7. 2)和一本振一中频微带板(7. 3)之间由第二隔筋(I. 2)隔开； 所述射频微带板(7. I)上集成有第一射频开关(8. I)、第二射频开关(8. 2)、下变频高频放大链路(10. I)和上变频高频放大链路(10. 4);所述第一隔筋(I. I)和第三隔筋(I. 3 )之间设有高频混频器(9.1);所述一本振一中频微带板(7.3)上集成有第一中频开关(8. 3)、第二中频开关(8. 4)、下变频低频放大链路(10. 2)和上变频低频放大链路(10. 3)；与第二隔筋(I. 2)对应的低频ニ本振微带板(7. 2)和一本振一中频微带板(7. 3)上设有中频带通滤波器(11. I);所述低频ニ本振微带板(7. 2)上集成有第一低频开关(8. 5)、第二低频开关(8. 6)、低频混频器(9. 2)和低频滤波器(11. 2); 射频信号绝缘子(4. I)的一端连接着射频微带板(7. 1)，另一端伸至上腔体(I)外；一本振信号绝缘子(4. 2)的一端连接着一本振一中频微带板(7. 3)，另一端伸至上腔体(I)外；ニ本振开关信号绝缘子(4. 3)的一端、低频信号绝缘子(4. 4)的一端和中频信号绝缘子(4.5)的一端分别连接着低频ニ本振微带板(7. 2)，三者的另一端分别伸至上腔体(I)外； 所述下腔体(2)内的隔板(3)上分别设有14只低频绝缘子，其中4只低频绝缘子的一端连接着射频微带板(7. 1)，5只低频绝缘子的一端连接着低频ニ本振微带板(7. 2)，5只低频绝缘子的一端连接着一本振一中频微带板(7. 3);下腔体(2)内还设有印制电路板(12)；印制电路板(12)的外侧面上设有9芯插座(13);印制电路板(12) —侧的下腔体(2)上设有ニ本振绝缘子(5)。
2.根据权利要求I所述的基于X波段的宽带上、下一二次变频模块，其特征在于所述下腔体(2)内的周边分别设有四个高度相等的凸台，所述印制电路板(12)的周边分别与四个凸台固定连接。
3.根据权利要求I所述的基于X波段的宽带上、下一二次变频模块，其特征在于所述第一射频开关(8. I)、第二射频开关(8. 2)、第一中频开关(8. 3)、第二中频开关(8. 4)、第一低频开关(8. 5)和第二低频开关(8. 6)均为单刀双掷开关。
专利摘要本实用新型涉及基于X波段的宽带上、下一二次变频模块。包括扁形的盒体，盒体内中部通过隔板分割为上腔体和下腔体，上下两层之间利用绝缘子对穿连接，保证了射频气密性；上腔体内的隔板上分别设有射频微带板单元、一本振一中频微带板单元和低频二本振微带板单元；下腔体设有印制电路板。本实用新型将收发系统中的二次上变频通道和二次下变频通道合二为一，一次上变频通道和一次下变频通道合二为一。采用混频器、滤波器共用技术，大大缩小通道体积，降低器材成本。采用9芯盲插插座，解决了与系统相连馈电和控制的问题；结构上，充分结合系统的尺寸要求充分利用空间。
文档编号G01S7/03GK202421493SQ20112052422
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者刘建勇, 李佩, 王光池, 祝加秀, 陈兴国 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所