一种低剖面天线功率模块互连结构的制作方法

本发明涉及电子通信，尤其涉及一种低剖面天线功率模块互连结构。

背景技术：

1、随电子元器件和微组装技术的不断发展，天线阵面的集成度越来越高，并逐步实现结构与功能的一体化设计，相控阵天线装备重要组成核心模块就是收发功率组件，将一个或几个电子阵的阵列单元与收发功率组件、功分网络、波控、电源等设备集成在一起，形成的一个阵列模块，具有完整的结构，可独立调试，通常作为相控阵天线装备基本可更换单元。

2、其结构最大外形包括其中各个模块的尺寸以及各个模块之间的互连空间，随着相控阵天线装备的不断发展，收发功率组件内分为不同的分离模块，之间的互连从传统的电缆互连已经转化为无引线互连方式，在模块内主要采用的互连方式为片式结构的垂直互连。

3、但目前垂直互连的结构采用高频互连端口使得整体结构尺寸较大，再将天线单元集成设计后，整体尺寸和重量较大，造成成本较高，其次，由于高度集成所带来的位置精度和尺寸精度误差进而影响高频信号传输的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低剖面天线功率模块互连结构。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种低剖面天线功率模块互连结构，包括：

3、天线单元；

4、所述天线单元的一侧设置有互连层，通过所述互连层进行连接若干功率组件；

5、所述天线单元安装在结构层一侧，所述互连层贯穿所述结构层与所述功率组件相连接，进行信号传输；

6、所述功率组件的另一侧设有波控模块，进行供电控制；

7、所述天线单元、所述互连层、所述功率组件和所述波控模块为低剖面层叠设置。

8、作为上述技术方案的进一步描述：所述天线单元包括印制板，所述印制板的一侧设有若干贴片天线，所述印制板的另一端设有所述互连层，与所述贴片天线连接。

9、作为上述技术方案的进一步描述：所述贴片天线按4*4的阵列形式设置形成16组通道区域，任一通道区域中，所述贴片天线按4*4的阵列形式进行排布设置，与所述互连层相连接，所述通道区域中的贴片天线的位置精度范围为-0.03～+0.03mm，通道区域之间位置精度范围为-0.05～+0.05mm。

10、作为上述技术方案的进一步描述：所述互连层包括第一连接器，与所述印制板焊接；

11、还包括第二连接器，所述第二连接器与所述功率组件通过转接器连接，使所述互连层厚度为1.4-3mm；

12、所述天线单元、所述互连层、所述功率组件和所述波控模块连接总厚度不大于18mm。

13、作为上述技术方案的进一步描述：所述功率组件包括结构板和电路基板，所述结构板和所述电路基板之间设有射频端口，所述电路基板的另一侧设有盖板，在所述结构板与所述盖板的外侧设置保护框体，通过所述保护框体对所述电路基板和所述射频端口进行保护。

14、作为上述技术方案的进一步描述：所述电路基板开设有若干通孔，与所述互连层相连接，所述盖板设有射频总口和电控端口，通过所述电控端口连接所述波控模块。

15、作为上述技术方案的进一步描述：所述功率组件还包括若干垫板，所述若干垫板设置在所述电路基板上靠近所述波控模块的一侧，通过若干所述垫板安装功率芯片，所述功率芯片控制所述射频总口的输出信号；所述垫板的材料为钼铜合金。

16、作为上述技术方案的进一步描述：所述第一连接器的高度为1.5-2mm，所述第二连接器的高度为0.5-1mm。

17、作为上述技术方案的进一步描述：所述结构板的材料为硅铝合金，所述电路基板的材料为低温共烧陶瓷或高温共烧陶瓷，所述保护框体的材料为可伐合金。

18、作为上述技术方案的进一步描述：所述转接器包括外壳，所述外壳内侧设有绝缘体，在所述绝缘体内侧设有弹性探针，所述弹性探针贯穿所述绝缘体并延伸至外侧，分别与所述印制板和所述结构板弹性接触。

19、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

20、1、对功率组件和天线单元之间的连接结构采用叠层设计，各层之间通过连接器垂直互连，每一层的功能模块均可以进行快速拆装，便于维修。

21、2、采用低剖面的连接器，解决了模块平面度误差和相对位置度误差带来的互连精度问题，电性能优良，频率范围到40ghz，提供比smps更小的板间距，最小为3mm，轴向容差0-0.2mm；径向容差±0.15mm；射频通道间距最小为3.8mm；pcb连接器(插座)结构简单，采用的成本更低。

技术特征：

1.一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述天线单元(1)包括印制板(11)，所述印制板(11)的一侧设有若干贴片天线(12)，所述印制板(11)的另一端设有所述互连层(2)，与所述贴片天线(12)连接。

3.根据权利要求2所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述贴片天线(12)按4*4的阵列形式设置形成16组通道区域，任一通道区域中，所述贴片天线(12)按4*4的阵列形式进行排布设置，与所述互连层(2)相连接，所述通道区域中的贴片天线(12)的位置精度范围为-0.03～+0.03mm，通道区域之间位置精度范围为-0.05～+0.05mm。

4.根据权利要求2所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述互连层(2)包括第一连接器(21)，与所述印制板(11)焊接；

5.根据权利要求4所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述功率组件(3)包括高导热结构板(31)和电路基板(32)，所述结构板(31)和所述电路基板(32)之间设有射频端口(33)，所述电路基板(32)的另一侧设有盖板(34)，在所述结构板(31)与所述盖板(34)的外侧设置保护框体(35)，通过所述保护框体(35)对所述电路基板(32)和所述射频端口(33)进行保护。

6.根据权利要求5所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述电路基板(32)开设有若干通孔，与所述互连层(2)相连接，所述盖板(34)设有射频总口(341)和电控端口(342)，通过所述电控端口(342)连接所述波控模块(5)。

7.根据权利要求6所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述功率组件(3)还包括若干垫板(321)，所述若干垫板(321)设置在所述电路基板(32)上靠近所述波控模块(5)的一侧，通过若干所述垫板(321)安装功率芯片(322)，所述功率芯片(322)控制所述射频总口(341)的输出信号；所述垫板(321)的材料为钼铜合金。

8.根据权利要求4所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述第一连接器(21)的高度为1.5-2mm，所述第二连接器(22)的高度为0.5-1mm。

9.根据权利要求6所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述结构板(31)的材料为硅铝合金，所述电路基板(32)的材料为低温共烧陶瓷(ltcc)或高温共烧陶瓷(htcc)，所述保护框体(35)的材料为可伐合金。

10.根据权利要求5所述的一种低剖面天线功率模块互连结构，其特征在于：所述转接器(23)包括外壳(231)，所述外壳(231)内侧设有绝缘体(232)，在所述绝缘体(232)内侧设有弹性探针(233)，所述弹性探针(233)贯穿所述绝缘体(232)并延伸至外侧，分别与所述印制板(11)和所述结构板(31)弹性接触。

技术总结
本发明公开了一种低剖面天线功率模块互连结构，包括：天线单元；天线单元的一侧设置有互连层，通过互连层进行连接若干功率组件；天线单元安装在结构层一侧，互连层贯穿结构层与功率组件相连接，进行信号传输；功率组件的另一侧设有波控模块，进行供电控制；天线单元、互连层、功率组件和波控模块为低剖面层叠设置；功率组件和天线单元之间的连接结构采用叠层设计，各层之间通过连接器垂直互连，每一层的功能模块均可以进行快速拆装，便于维修，采用低剖面的连接器，解决了模块平面度误差和相对位置度误差带来的互连精度问题，电性能优良，互连结构成本更低。

技术研发人员：王波,雷涛,贾文静
受保护的技术使用者：宁波吉品科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7