一种毫米波模块积木化搭建装置的制作方法

1.本实用新型涉及微波电路技术领域，特别涉及一种微波电路系统。


背景技术：

2.在微波工程领域，一个电子系统是由许多单功能器件(模块)和子系统组合构成的。
3.一般系统设计过程是先设计子电路进行验证，再设计系统电路。这样设计工作就需要做两次。在每次系统测试之前也需要先测试各个单功能/子系统模块的性能，确认所有单功能/子系统模块工作正常后才能进行系统测试。
4.在毫米波频段，通常是采用腔体模块结构进行电路设计，如何解决重复设计和重复测试问题，是个亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.发明目的：为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了一种毫米波模块积木化搭建装置。
6.技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种毫米波模块积木化搭建装置，其包括用于装载电子电路积木单元的模块载体；
7.所述电子电路积木单元包括标准模块、标准微带电路、连接器和波导过渡模块；
8.所述模块载体包括若干用于放置标准模块的第一单元方格和若干用于放置标准微带电路的第二单元方格；所述若干第一单元方格和若干第二单元方格呈矩阵式分布。
9.作为优选的，所述波导过渡模块设于模块载体的一侧。
10.作为优选的，所述模块载体还包括一个以上位于其侧边可用于安装连接器的侧壁。
11.进一步优选的，所述波导过渡模块设于模块载体上方；所述波导过渡模块为将信号从微带传输转为波导传输的过渡波导。
12.进一步优选的，所述侧壁包括位于下侧可用于安装连接器的下侧壁；和/或
13.位于左侧的可用于安装连接器的左侧壁；和/或
14.位于右侧的可用于安装连接器的右侧壁。
15.作为优选的，所述标准模块包括放大器模块和/或混频器模块和/或倍频器模块和/或直通模块。
16.同时作为优选的，所述标准微带电路包括180
°
直通微带和/或90
°
直通微带和/或滤波器微带电路和/或合路器微带电路和/或耦合器微带电路。
17.优选的，所述直通模块包括180
°
直通微带模块和/或90
°
直通微带模块。
18.优选的，所述标准模块的输入、输出均为绝缘针。
19.作为进一步优选的，所述矩阵式分布为m
×
n矩阵，其中m≥2，n≥3，且m、n为整数；
20.用于放置标准模块的第一单元方格均有用于放置标准微带电路的第二单元方格
与之相邻接；和/或
21.上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的用于放置标准模块的第一单元方格之间共顶点邻接；和/或
22.上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的若干用于放置标准微带电路的第二单元方格之间共顶点邻接；和/或
23.上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的若干用于放置标准微带电路的第二单元方格之间共边邻接。
24.作为优选的，用于放置标准微带电路的第二单元方格的底面为金属平面，标准微带电路粘接在该金属平面上；和/或
25.用于放置标准模块的第一单元方格的底部为台阶孔，标准模块嵌设于该台阶孔内。
26.作为进一步优选的，当侧壁上安装有连接器时，连接器与其中一个第二单元方格内的标准微带电路相连；
27.所述连接器的内导体对准与之相连的标准微带电路所在第二单元方格的中心。
28.作为进一步优选的，所述标准模块的输入、输出均为绝缘针；
29.用于放置标准微带电路的第二单元方格的底面为金属平面，标准微带电路粘接在该金属平面上；
30.设置在第一单元方格中的标准模块上的输入、输出绝缘针的圆柱面最低点，与设置在第二单元方格中的标准微带电路的微带线上表面的高度差不大于0.05mm。
31.优选的，所述侧壁为金属墙壁，所述金属墙壁上设有用于装配连接器的安装孔。
32.本实用新型同时提供了另一种毫米波模块积木化搭建装置，其包括用于装载电子电路积木单元的模块载体；
33.所述模块载体包括腔体、以及位于腔体下侧的可用于安装连接器的下侧壁和/或位于腔体左侧的可用于安装连接器的左侧壁和/或位于腔体右侧的可用于安装连接器的右侧壁；所述电子电路积木单元包括标准模块、标准微带电路、连接器和波导过渡模块；
34.所述腔体内设有若干用于放置标准模块的第一单元方格和若干用于放置标准微带电路的第二单元方格；所述若干第一单元方格和若干第二单元方格呈矩阵式分布设于腔体内。
35.有益效果：本实用新型提供的毫米波模块积木化搭建装置，基于其可用于装载电子电路积木单元的模块载体的结构构造，可灵活实现多种毫米波频段或简单或复杂的模块系统的搭建、设计、评估和测试，十分有利于毫米波频段采用模块/模块载体结构进行各类简单甚至复杂电路系统的灵活设计和评估测试。
36.同时可用于装载在模块载体中的各电子电路积木单元的基本性能只需预先完成过一次测试即可，应用该积木化搭建装置所搭建而成的各种复杂电路系统进行系统测试时，不再需要反复进行各个电子电路积木单元的基本性能测试，更有利于毫米波频段复杂电路系统的构建、设计和测试评估。
37.整体而言，巧妙灵活、通用性好，节省设计时间和加工、测试成本，易于在毫米波频段的集成电路设计中推广应用。
附图说明
38.图1是其中一种实施例提供的毫米波模块积木化搭建装置的俯视结构示意图；
39.图2是其中一种实施例提供的各类电子电路积木单元的示意图；
40.图3是其中一种应用中搭建出的毫米波混频器单功能模块设计/评估系统的结构示意图；
41.图4是其中一种应用中搭建出的发射通道模块系统的结构示意图。
具体实施方式
42.下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施列对本实用新型不构成限定。
43.本实施例提供的一种毫米波模块积木化搭建装置，其包括用于装载电子电路积木单元的模块载体；
44.所述电子电路积木单元包括标准模块、标准微带电路、连接器和波导过渡模块；
45.所述模块载体包括若干用于放置标准模块的第一单元方格和若干用于放置标准微带电路的第二单元方格；所述若干第一单元方格和若干第二单元方格呈矩阵式分布。
46.在某些实施例中，其中波导过渡模块设于模块载体的一侧。上述模块载体还包括一个以上位于其侧边可用于安装连接器的侧壁。在某些实施例中，上述侧壁包括位于下侧(模块载体下侧)可用于安装连接器的下侧壁；和/或位于左侧(模块载体左侧)的可用于安装连接器的左侧壁；和/或位于右侧(模块载体右侧)的可用于安装连接器的右侧壁。
47.具体在本实施例中，如图1所示，上述波导过渡模块设于模块载体上方；所述波导过渡模块为将信号从微带传输转为波导传输的过渡波导。具体在本实施例中，如图1所示，上述侧壁包括位于下侧可用于安装连接器的下侧壁1，和位于左侧的可用于安装连接器的左侧壁2，和位于右侧的可用于安装连接器的右侧壁3。
48.上述侧壁为金属墙壁。也即在本实施例中，上述下侧壁1、左侧壁2、右侧壁3为金属墙壁。所述金属墙壁上设有用于装配连接器的安装孔。上述安装孔为通孔或螺纹孔等。
49.图1中的下侧壁1、左侧壁2、右侧壁3，以及安装在右侧壁3上的连接器，仅为示意，实际应用中可根据应用场景需要，来选择设置/布设下侧壁和/或左侧壁和/或右侧壁，并将连接器安装在下侧壁1和/或左侧壁2和/或右侧壁3上。
50.在某些实施例中，所述标准模块包括放大器模块和/或混频器模块和/或倍频器模块和/或直通模块。在某些实施例中，上述直通模块包括180
°
直通微带模块和/或90
°
直通微带模块等。在某些实施例中，上述标准微带电路包括180
°
直通微带和/或90
°
直通微带和/或滤波器微带电路和/或合路器微带电路和/或耦合器微带电路等。上述标准微带电路的直通微带包括180
°
直通微带和/或90
°
直通微带。
51.在本实用新型中，当侧壁上安装有连接器时，连接器与其中一个第二单元方格内的标准微带电路相连。具体在本实施例中，当下侧壁1和/或左侧壁2和/或右侧壁3上安装有连接器时，连接器与其中一个第二单元方格内的直通微带相连，上述直通微带为标准微带电路中的180
°
直通微带或90
°
直通微带。
52.其中一种实施例提供的毫米波模块积木化搭建装置中，上述各类电子电路积木单元(亦可称为电子电路基本单元，或电子积木基本单元)的示意图如图2所示，其中图2(a)为
放大器模块，图2(b)为混频器模块，图2(c)为倍频器模块，图2(d)为180
°
直通微带模块，图2(e)为90
°
直通微带模块，图2(f)为波导过渡模块也即过渡波导，图2(g)为连接器，图2(h)为180
°
直通微带，图2(i)为90
°
直通微带。上述滤波器微带电路、合路器微带电路、以及耦合器微带电路等图中未示出。
53.在该实施例中，可用于放置在第一单元方格中的标准模块包括放大器模块、混频器模块、倍频器模块和直通模块；其中直通模块包括180
°
直通微带模块和90
°
直通微带模块。同时在该实施例中，可用于放置在第二单元方格中的标准微带电路包括180
°
直通微带、90
°
直通微带、滤波器微带电路(图中未示出)、合路器微带电路(图中未示出)、和耦合器微带电路(图中未示出)。
54.其中标准模块的输入、输出均为绝缘针。
55.本实用新型提供的毫米波模块积木化搭建装置中，所述矩阵式分布为m
×
n矩阵，其中m≥2，n≥3，且m、n为整数。其中用于放置标准模块的第一单元方格均有用于放置标准微带电路的第二单元方格与之相邻接。也即：用于放置标准模块的各第一单元方格的正上方和/或正下方和/或正左方和/或正右方，均设置/布设有用于放置标准微带电路的第二单元方格。
56.在如图1所示的本实施例中，m＝2，n＝5。也即本实施例中，模块载体包括若干用于放置标准模块(图1中对应简称为模块)的第一单元方格和若干用于放置直通微带(图1中对应简称为微带)的第二单元方格；所述若干第一单元方格和若干第二单元方格整体呈2
×
5矩阵式分布设于模块载体内。其中用于放置标准模块的第一单元方格均有用于放置标准微带电路的第二单元方格与之相邻接。本实施例中如图1所示，从下往上依序编号为第一行和第二行，从左往右依序编号为第1列至第5列，具体的，第一行中第1、2、4、5列对应的位置以及第二行中第1、3、5列对应的位置处(也即图1中的空白方格处)布设用于放置标准微带电路的第二单元方格；第一行中第3列对应的位置以及第二行中第2、4列对应的位置处(也即图1中的阴影方格处)布设用于放置标准模块的第一单元方格。在如图1所示的本实施例中，包括两个位于模块载体上方的过渡波导。
57.在某些实施例中，上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的用于放置标准模块的第一单元方格之间共顶点邻接，也即上述矩阵式分布中相邻接的用于放置标准模块的第一单元方格之间呈对角线布置。
58.在某些实施例中，上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的用于放置标准微带电路的第二单元方格之间共顶点邻接和/或共边邻接。也即上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的若干(或部分)用于放置标准微带电路的第二单元方格之间共顶点邻接；和/或上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格和与之相邻的若干(或部分)用于放置标准微带电路的第二单元方格之间共边邻接。
59.也可以说是：上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格四周共边的位置，设置用于放置标准微带电路的第二单元方格，而不设置同类第一单元方格。上述矩阵式分布中，用于放置标准模块的第一单元方格四周共顶点的位置，可设置用于放置标准微带电路的第二单元方格，亦可设置用于放置标准模块的第一单元方格。
60.文中所述共顶点邻接，亦可称为共顶点相邻，是指相邻接的两个单元方格之间有
且只有一个顶点共用(也可以说是：有且只有一个顶点邻接)。
61.文中所述共边邻接，亦可称为共边相邻，是指相邻接的两个单元方格之间有一条边共用(也可以说是：有一条边邻接)。上述单元方格包括第一单元方格和第二单元方格。
62.在某些实施例中，用于放置标准微带电路的第二单元方格的底面为金属平面。标准微带电路通过导电胶粘接在该金属平面上。
63.在某些实施例中，用于放置标准模块的第一单元方格的底部为台阶孔。标准模块嵌设于该台阶孔内。标准模块焊接/粘接/卡接于该台阶孔内。
64.在本实施例中，所述连接器的内导体对准与之相连的标准微带电路所在第二单元方格的中心。该连接器与放置在该第二单元方格中的标准微带电路相连。
65.在某些实施例中，所述标准模块的输入、输出均为绝缘针；用于放置标准微带电路的第二单元方格的底面为金属平面，标准微带电路通过导电胶粘接在该金属平面上。设置在第一单元方格中的标准模块上的输入、输出绝缘针的圆柱面最低点，与设置在第二单元方格中的标准微带电路的微带线上表面的高度差不大于0.05mm。
66.在某些实施例中，所提供的另一种毫米波模块积木化搭建装置(本实施例中，亦可称为毫米波腔体模块积木化搭建装置)，其包括用于装载电子电路积木单元的模块载体。所述模块载体(此处所述模块载体，亦可称为腔体模块，或腔体模块载体)包括腔体、以及位于腔体下侧的可用于安装连接器的下侧壁1、和/或位于腔体左侧的可用于安装连接器的左侧壁2、和/或位于腔体右侧的可用于安装连接器的右侧壁3；所述电子电路积木单元包括标准模块、标准微带电路、连接器和波导过渡模块。所述波导过渡模块设于模块载体上方。所述模块载体的腔体内设有若干用于放置标准模块的第一单元方格和若干用于放置标准微带电路的第二单元方格；所述若干第一单元方格和若干第二单元方格呈矩阵式分布设于模块载体的腔体内。其中波导过渡模块为将信号从微带传输转为波导传输的过渡波导。具体在某些实施例中，上述模块载体包括位于腔体下侧可用于安装连接器的下侧壁1、以及分别位于腔体左右两侧的可用于安装连接器的左侧壁2和右侧壁3。在该实施例中，其他结构与上述各实施例类同，不再赘述。
67.在该实施例中，上述第二单元方格和上述第一单元方格共同设置在位于腔体底部的底板上。在某些实施例中，上述第二单元方格和上述第一单元方格共同构成位于腔体内靠近腔体底部的底板。在该实施例中，当下侧壁和/或左侧壁和/或右侧壁上安装有连接器时，连接器与其中一个第二单元方格内的标准微带电路相连。
68.文中的斜杠符号“/”表示或。文中所述电子电路积木单元，亦可称为电子电路基本单元，或电子积木基本单元，或电子电路基础模块。文中所述矩阵式分布，亦可称为矩阵式分布结构。文中/图中所述微带，亦可称为标准微带电路。文中所述微带模块，亦可称为直通微带模块。
69.在微波系统中，通常包括单功能模块设计/评估，发射通道系统设计/评估，接收通道系统设计/评估等。为了便于理解，下面以上述m＝2，n＝5的实施例为例，举例应用该实施例提供的毫米波模块积木化搭建装置来设计和搭建多种模块系统或设计/评估结构。也即在本实施例提供的毫米波模块积木化搭建装置中，举例通过上述各类电子电路积木单元(亦可称为电子电路基本单元，或电子积木基本单元，或电子电路基础模块)来设计和搭建各种单功能模块设计/评估结构，和多功能系统设计/评估结构。
70.设计搭建的单功能/子系统模块的评估结构应用举例如下：
71.图3是其中一种应用中搭建出的毫米波混频器单功能模块设计/评估系统的结构示意图(图中if为中频端口，rf为射频端口，lo为本振端口)，其由图2(b)示出的混频器模块、2个图2(h)示出的180
°
直通微带、2个图2(g)示出的连接器和图2(f)示出的过渡波导这几个电子电路积木单元构成。本应用举例中，具体的，混频器模块位于矩阵式分布结构第二行第2列的第一单元方格中；其中第一个180
°
直通微带位于矩阵式分布结构第一行第2列的第二单元方格中，其中第二个180
°
直通微带位于矩阵式分布结构第二行第1列的第二单元方格中；其中第一个连接器安装在下侧壁上，该连接器与放置在矩阵式分布结构中第一行第2列的180
°
直通微带相连；其中第二个连接器安装在左侧壁上，该连接器与放置在矩阵式分布结构中第二行第1列的180
°
直通微带相连；混频器模块的其中一个绝缘针端口，与设于模块载体上方的过渡波导连接。混频器模块通过其另两个绝缘针端口，分别和与之相邻的两个180
°
直通微带连接。
72.设计搭建的多功能模块或多功能系统的设计/评估结构应用举例如下：
73.图4是其中一种应用中搭建出的发射通道模块系统的结构示意图，其由图2(a)示出的放大器模块、图2(c)示出的倍频器模块、图2(e)示出的90
°
直通微带模块、2个图2(f)示出的过渡波导、图2(h)示出的180
°
直通微带，2个图2(i)示出的90
°
直通微带以及图2(g)示出的连接器这几个电子电路积木单元构成。本应用举例中，具体的，放大器模块位于矩阵式分布结构第二行第2列的第一单元方格中；倍频器模块位于矩阵式分布结构第二行第4列的第一单元方格中；90
°
直通微带模块位于矩阵式分布结构第一行第3列的第一单元方格中；其中第一个90
°
直通微带位于矩阵式分布结构第一行第2列的第二单元方格中，其中第二个90
°
直通微带位于矩阵式分布结构第二行第3列的第二单元方格中；其中180
°
直通微带位于矩阵式分布结构第二行第5列的第二单元方格中；连接器安装在右侧壁上，该连接器与放置在矩阵式分布结构中第二行第5列的180
°
直通微带相连；放大器模块的其中一个绝缘针端口，与设于模块载体上方的第一个过渡波导连接。具体的，本应用举例中从输入到输出，连接器、180
°
直通微带、倍频器模块、第二个90
°
直通微带、90
°
直通微带模块、第一个90
°
直通微带、放大器模块、以及第一个过渡波导依序连接。其中放大器模块、倍频器模块、90
°
直通微带模块均通过各自的绝缘针端口，和与之相邻的90
°
直通微带连接。其中倍频器模块还通过绝缘针端口和与之相邻的180
°
直通微带连接。
74.当然，应用本实用新型设计和搭建的模块系统或设计/评估结构远不止于此，在毫米波频段的不同应用场景下，可以通过本实用新型提供的毫米波模块积木化搭建装置，进行毫米波频段各种复杂电路系统的灵活设计。
75.由此可见，本实用新型提供的毫米波模块积木化搭建装置中，通过其可用于装载电子电路积木单元的模块载体的结构构造，可以实现毫米波频段下多种模块或系统的搭建、设计、评估和测试。上述示例中若干用于放置标准模块的第一单元方格和若干用于放置标准微带电路的第二单元方格采用2
×
5矩阵式结构分布，在实际应用场景中，本实用新型提供的毫米波模块积木化搭建装置，可以灵活选取m和n的取值，也即灵活调整模块载体内若干第一单元方格和若干第二单元方格矩阵式分布结构的尺寸，比如变成5
×
3或者5
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5的矩阵式分布规格，以拼接更多的电子电路积木单元，实现微波系统更灵活或更复杂的系统搭建、设计或评估测试需求。
76.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出以上实施列对本实用新型不构成限定，相关工作人员在不偏离本实用新型技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本实用新型的保护范围内。