一种微波垂直互连接组件的制作方法

本发明涉及微波雷达领域，具体涉及一种微波垂直互连接组件。

背景技术：

微波组件是有源相控阵雷达中的关键部件之一，是通过装在盒体内的微波器件来实现雷达微波信号的功率放大、低噪声放大和变频等功能。随着雷达技术和微波集成电路技术的发展，对其尺寸的要求进一步提高。

现有的微波组件各个模块和单元之间主要采用电缆连接或者焊接的方式实现互连。在射频微波组件中，由于信号通道较多，各部件之间采用电缆连接使得组件整体结构较大，占用较多空间。并且由此带来加工过程难度大、容易损坏电子器件等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种微波垂直互连接组件，包括由上至下层叠设置的天线层、信号收发层、电路板层、结构合件层和环形器层；其中

所述天线层的下表面设有多个用于传输微波信号的第一连接器；

所述信号收发层设有多个用于传输微波信号并贯穿该层的第二连接器，所述第二连接器的第一端通过转接器与所述第一连接器插接；

所述电路板层上表面的信号端子与所述第二连接器的第二端连接；

所述结构合件层的上表面与所述电路板的下表面铆接，用于加固所述电路板层，所述结构合件层设有多个用于传输微波信号且贯穿该层的介质体合件，所述介质体合件的第一端与所述电路板层下表面的信号端子连接；

所述环形器层的上表面与所述介质体合件的第二端连接。

可选地，所述第一连接器包括内导体、外导体和介质体，其中所述外导体作为连接所述天线层的下表面的安装座。

可选地，所述第二连接器包括内导体、外导体和介质体，其中所述内导体为插针形，所述内导体的第一端作为与所述转接器连接的插针；所述外导体为套筒形，环绕所述内导体，所述介质体设置在所述内导体和外导体之间。

可选地，所述转接器包括内导体、外导体和介质体，其中所述内导体为插孔形，其第一端与所述第一连接器的内导体插接，其第二端与所述第二连接器的内导体的第一端插接。

可选地，所述第二连接器的内导体的第二端为弹性毛纽扣，从所述信号收发层的表面伸出，弹性压接所述电路板层上表面的信号端子。

可选地，所述弹性毛纽扣表面镀金。

可选地，所述结构合件层还设有多个第一屏蔽环和多个第二屏蔽环，其中所述第一屏蔽环设置在上表面，所述第二屏蔽环设置在下表面。

可选地，所述介质体合件的第一端包括：

柱状介质体，其内部设有通孔，填充有第一弹性体，其外圈与所述结构件的缝隙内填充有第二弹性体；

接触帽，设置在所述通孔中，与所述第一弹性体接触，并且其至少部分伸出所述结构合件层表面；

金属套筒，环绕所述柱状介质体，并与所述第二弹性体接触，并且其至少部分伸出所述结构合件层表面。

可选地，所述介质体合件的第二端包括：

柱状介质体，其内部设有通孔，填充有第一弹性体，其外圈与所述结构件的缝隙内填充有第二弹性体；

接触帽，设置在所述通孔中，与所述第一弹性体接触，并且其至少部分伸出所述结构合件层表面；

金属套筒，环绕所述柱状介质体，并与所述第二弹性体接触，并且其至少部分伸出所述结构合件层表面。

可选地，所述环形器层的上表面设有多个插座，与所述接触帽连接。

根据本发明提供的微波垂直互连接组件，垂直互连的天线层和信号收发层之间通过连接器和转接器相互连接，这种连接方式可以提高二者的配合容差，在组装时起到保护天线组件和收发组件的作用，组装后可以降低二者的受力；垂直互连的信号收发层与电路板层之间通过接触式连接器相连，实现二者间的免焊连接，可以起到保护电路板元器件的作用；其中的结构合件层起到加固电路板的作用，并且其中设置了介质体合件，同时起到垂直串联电路板层和环形器层的作用。根据上述结构可以将各个部件的厚度设置的更加轻薄，使组件整体小型化，同时有效降低各部件的受力，使组件不易损坏，提高可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的微波垂直互连接组件的结构示意图；

图2为本发明实施例中的第一连接器的结构示意图；

图3为本发明实施例中的第二连接器的结构示意图；

图4为本发明实施例中的转接器的结构示意图；

图5为本发明实施例中的结构合件层的结构示意图；

图6为本发明实施例中的介质体合件的剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供了一种微波垂直互连接组件，可以作为相控阵雷达中的一个小型天线单元。如图1所示，该组件包括由上至下层叠设置的天线层1、信号收发层2、电路板层3、结构合件层4和环形器层5，这些层之间电性连接，可在垂直方向上传递微波信号。在本发明实施例中，组成微波组件的部件均为薄板状，它们的厚度为毫米级。

最上层的天线层1包括天线壳体和smp(射频)连接器(第一连接器11)，第一连接器11设置在天线层1的下表面，用于传输微波信号。具体地，第一连接器11作为机械连接部件和电连接部件，用于连接信号收发层2。天线层1可以通过第一连接器11向信号收发层2传输信号，也可以通过第一连接器11接收信号收发层2传输的信号。

信号收发层2，即t/r(transmitterandreceiver，发送和接收)组件层，其上表面连接天线层1的下表面，其下表面连接电路板层3的上表面，该层用于对天线层1和电路板层3传输的信号进行放大、移相、衰减。信号收发层2设有多个用于传输微波信号并贯穿该层的第二连接器21，第二连接器21的第一端(上端)通过转接器20与第一连接器11插接。具体地，在本实施例中第一连接器11和第二连接器21的连接端为插座，转接器20为双向插头；在其它实施例中第一连接器11和第二连接器21的连接端也可以为插头，转接器20为双向插座。它们可以是限位插座或插头、半限位插座或插头、锁紧式插座或插头等等。

电路板层3，用于生成、接收和处理微波信号，其上表面连接信号收发层2、下表面连接结构合件层4。具体地，电路板层3的基片边缘处设置焊盘，通过这些焊盘实现与上下层的固定连接。而电路板层3上表面的信号端子与第二连接器21的第二端(下端)连接，它们的连接方式为免焊连接。

结构合件层4的上表面与电路板层3的下表面铆接，用于加固电路板层3。结构合件层4设有多个用于传输微波信号且贯穿该层的介质体合件41，介质体合件41作为串联电路板层3和环形器层5的部件，介质体合件41的第一端与电路板层3下表面的信号端子连接；

环形器层5，作为使电磁波单向环形传输的器件，设置在最底层。其上表面连接结构合件层4的下表面，其中的信号端子与介质体合件41的第二端连接，它们的连接方式为免焊连接。

根据本发明实施例提供的微波垂直互连接组件，垂直互连的天线层1和信号收发层2之间通过连接器和转接器20相互连接，这种连接方式可以提高二者的配合容差，在组装时起到保护天线组件和收发组件的作用，组装后可以降低二者的受力；垂直互连的信号收发层2与电路板层3之间通过接触式连接器相连，实现二者间的免焊连接，可以起到保护电路板元器件的作用；其中的结构合件层4起到加固电路板的作用，并且其中设置了介质体合件41，同时起到垂直串联电路板层3和环形器层5的作用。根据上述结构可以将各个部件的厚度设置的更加轻薄，使组件整体小型化，同时有效降低各部件的受力，使组件不易损坏，提高可靠性。

在一个优选的实施例中，如图2所示，第一连接器11包括内导体111、外导体112和介质体113，其中外导体112作为连接天线层1的下表面的安装座。

在一个优选的实施例中，如图3所示，第二连接器21包括内导体211、外导体222和介质体，其中内导体221为插针形，内导体221的第一端作为与转接器20连接的插针；外导体222为套筒形，环绕内导体221，介质体设置在内导体221和外导体222之间。

如图4所示，转接器20包括内导体201、外导体202和介质体，其中内导体201为插孔形，其第一端与第一连接器11插接，其第二端与第二连接器21插接。

第二连接器21的内导体的第二端为弹性毛纽扣，从信号收发层2的表面伸出，弹性压接电路板层3上表面的信号端子，其中弹性毛纽扣表面镀金。这种优选的结构可以提高信号收发层2与电路板层3之间的电连接可靠性。

在一个优选的实施例中，如图5所示，结构合件层4的两面分别设有多个屏蔽环42。采取分区屏蔽的布置方式，用于避免其它信号对本路信号的干扰。

在一个优选的实施例中，如图6所示，介质体合件41的第一端(上端)包括：

柱状介质体411，其内部设有通孔，填充有第一弹性体(毛纽扣)，其外圈与结构件的缝隙内填充有第二弹性体(毛纽扣)；

接触帽412，设置在通孔中，与第一弹性体接触，并且其至少部分伸出结构合件层4表面；

金属套筒413，环绕柱状介质体，并与第二弹性体接触，并且其至少部分伸出结构合件层4表面。

上述优选方案中的弹性体为电路板层3与结构合件层4之间的连接提供轴向容差、径向容差和角度容差，提高二者连接关系的可靠性，同时作为缓冲部件保护垂直互连的部件不易被撕裂。

介质体合件41的第二端(下端)包括：

柱状介质体411，其内部设有通孔，填充有第一弹性体(毛纽扣)，其外圈与结构件的缝隙内填充有第二弹性体(毛纽扣)；

接触帽412，设置在通孔中，与第一弹性体接触，并且其至少部分伸出结构合件层4表面；

金属套筒413，环绕柱状介质体，并与第二弹性体接触，并且其至少部分伸出结构合件层4表面。

环形器层5的上表面设有多个插座，与接触帽412连接。

上述优选方案中的弹性体为环形器层5与结构合件层4之间的连接提供轴向容差、径向容差和角度容差，提高二者连接关系的可靠性，同时作为缓冲部件保护垂直互连的部件不易被撕裂。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。