專利名稱：基于x波段的寬帶上、下一二次變頻模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于雷達技術領域。具體涉及射頻收發系統中變頻模塊的結構上的改迸，尤其涉及一種射頻收發系統中的上下變頻模塊的高度集成化設計，是應用于雷達領域的小型化變頻模塊及系統。
技術背景 隨著數字技術的高速發展，數字陣列相控陣雷達的高可靠性、靈活性和良好的可重復性越來越受到重視。數字陣列雷達的重要組成部分是數字化多通道收發單元，數字陣列雷達單元數目眾多，其中的每個收發通道均包含著上下變頻通道，因此，上下變頻通道的高集成化設計對于減少數字化多通道收發單元的體積、重量，提高數字陣列雷達的可靠性，拓寬數字陣列雷達的應用領域均至關重要。常規雷達中的上變頻通道和下變頻通道均采用分立設計，電路角度上，上下變頻分屬兩個不同的功能模塊，分別包含有各自的混頻器和濾波器；エ藝角度上，將帶封裝器件、印刷微帶電路板，采用普通焊接或表貼焊技術進行裝配，然后用螺釘固定于金屬屏蔽盒。相控陣雷達由于單元眾多，對單個通道的集成度、體積、重量要求甚高，如果采用傳統的獨立式變頻通道，可靠性方面不高，也無法滿足高集成度、重量輕、體積小的要求。因此，變頻通道的設計應充分考慮集成度、可靠性、體積、重量、成本、可制造性等因素。本實用新型是針對現有技術存在的上述問題，對數字陣列雷達變頻通道進行創新設計，電路上，對上變頻通道和下變頻通道進行整合設計；エ藝上，將裸芯片器件、高精度微帶基板，采用新型的微組裝エ藝進行裝配，由此設計完成的上、下變頻模塊，也可廣泛應用于軍用、民用收發ー體化雷達以及通信收發一體化的系統中，具有廣闊的應用范圍。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種體積小、重量輕、可靠性高、成本低的，適合數字陣列雷達小型化要求的上、下一二次變頻模塊。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下基于X波段的寬帶上、下一二次變頻模塊包括扁形的盒體，盒體的頂部設有上蓋板14，底部設有下蓋板15，盒體外側均布設有四塊固定法蘭I. 4，盒體內中部通過隔板3分割為上腔體I和下腔體2 ；所述上腔體I內的隔板3上分別設有射頻微帶板7. I、一本振一中頻微帶板7. 3和低頻ニ本振微帶板7. 2 ;所述射頻微帶板7. I和一本振一中頻微帶板7. 3相鄰，二者之間分別由第一隔筋I. I和第三隔筋I. 3隔開；所述低頻ニ本振微帶板7. 2和一本振一中頻微帶板7. 3相鄰，低頻ニ本振微帶板7. 2和一本振一中頻微帶板7. 3之間由第二隔筋I. 2隔開；所述射頻微帶板7. I上集成有第一射頻開關8. I、第二射頻開關8. 2、下變頻高頻放大鏈路10. I和上變頻高頻放大鏈路10. 4 ;所述第一隔筋I. I和第三隔筋I. 3之間設有高頻混頻器9. I ;所述一本振一中頻微帶板7. 3上集成有第一中頻開關8. 3、第二中頻開關8. 4、下變頻低頻放大鏈路10. 2和上變頻低頻放大鏈路10. 3 ;與第二隔筋I. 2對應的低頻ニ本振微帶板7. 2和一本振一中頻微帶板7. 3上設有中頻帶通濾波器11. I ;所述低頻ニ本振微帶板7. 2上集成有第一低頻開關8. 5、第二低頻開關8. 6、低頻混頻器9. 2和低頻濾波器 11. 2 ;射頻 信號絕緣子4. I的一端連接著射頻微帶板7. 1，另一端伸至上腔體I外；一本振信號絕緣子4. 2的一端連接著一本振一中頻微帶板7. 3，另一端伸至上腔體I外；ニ本振開關信號絕緣子4. 3的一端、低頻信號絕緣子4. 4的一端和中頻信號絕緣子4. 5的一端分別連接著低頻ニ本振微帶板7. 2，三者的另一端分別伸至上腔體I外；所述下腔體2內的隔板3上分別設有14只低頻絕緣子，其中4只低頻絕緣子的一端連接著射頻微帶板7. 1，5只低頻絕緣子的一端連接著低頻ニ本振微帶板7. 2，5只低頻絕緣子的一端連接著一本振一中頻微帶板7. 3 ;下腔體2內還設有印制電路板12 ;印制電路板12的外側面上設有9芯插座13 ;印制電路板12 —側的下腔體2上設有ニ本振絕緣子5。所述下腔體2內的周邊分別設有四個高度相等的凸臺，所述印制電路板12的周邊分別與四個凸臺固定連接。所述第一射頻開關8. I、第二射頻開關8. 2、第一中頻開關8. 3、第二中頻開關8. 4、第一低頻開關8. 5和第二低頻開關8. 6均為單刀雙擲開關。本實用新型的構思闡述如下讓收發系統中的二次上變頻通道和二次下變頻通道合ニ為一，一次上變頻通道和一次下變頻通道合ニ為ー；采用多芯片集成技術在基板上完成上、下變頻功能。由于上、下一二次變頻系統中，上下變頻的頻率都一祥，利用混頻器的可逆工作原理，可以將高頻混頻器9. I、低頻混頻器9. 2為上變頻和下變頻共用，利用六個單刀雙擲開關進行上下變頻支路的切換；同樣的道理，中頻帶通濾波器11. I也作為可逆器件，進行上變頻和下變頻共用，其余濾波采用低通實現。由此，電路上各節省了 2只體積、重量以及成本不容忽視的混頻器和濾波器，接口上，上、下一二次變頻兩種本振只需各提供一路。六個單刀雙擲開關集成在模塊內部，因此外接接口數也減少一倍，電路內部采用9芯插座13饋入電源和控制信號，方便應用。另外，設計上，寬帶上、下一二次變頻模塊全部選用準寬帶器件，電路接入不同頻段、不同帶寬的濾波器就可滿足系統對信號頻段和帶寬的不同需求，擴展模塊的應用范圍。總之，本實用新型大大減少了上下兩次變頻模塊的體積與元器件數量，提高了模塊的集成度，降低了成本。本實用新型的有益技術效果體現在以下I、將一、二次上下變頻電路集成于ー個模塊內，減少了體積、重量；2、上、下一二次變頻電路共用混頻器、濾波器等關鍵器件，提高了模塊的集成度，減少了元器件數目，降低了成本；3、采用單刀雙擲開關進行上、下變頻的切換，分別將信號切換至上變頻支路和下變頻支路，達到靈活控制的目的；4、采用9芯插座，輸入控制信號為TTL方式，簡化了系統接ロ要求；5、殼體采用Kovar金屬框架與絕緣子,經高溫燒結而成,具備良好的氣密性和可靠性；6、寬帶上、下二次變頻MCM模塊封ロ采用冠狀倒扣焊接エ藝，封ロ操作簡便，密封性能好，并具備一定的可拆卸性；7、寬帶上、下一二次變頻模塊全部選用準寬帶器件，電路接入不同頻段、不同帶寬的濾波器就可滿足系統對信號頻段和帶寬的不同需求，擴展模塊的應用范圍。
圖I為本實用新型整體結構示意圖。圖2為本實用新型縱剖圖。 圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為圖2的B-B剖視圖。圖5為圖2的C-C剖視圖。上圖中序號上腔體I、第一隔筋I. I、第二隔筋I. 2、第三隔筋I. 3、固定法蘭I. 4、下腔體2、凸臺2. I、隔板3、射頻絕緣子4、射頻信號絕緣子4. I、一本振信號絕緣子4. 2、ニ本振開關信號絕緣子4. 3、低頻信號絕緣子4. 4、中頻信號絕緣子4. 5、ニ本振絕緣子5、低頻絕緣子6 (共14只)、射頻微帶板7. I、低頻ニ本振微帶板7. 2、一本振一中頻微帶板7. 3、第一射頻開關8. I、第二射頻開關8. 2、第一中頻開關8. 3、第二中頻開關8. 4、第一低頻開關
8.5、第二低頻開關8. 6、高頻混頻器9. I、低頻混頻器9. 2、下變頻高頻放大鏈路10. I、下變頻低頻放大鏈路10. 2、上變頻低頻放大鏈路10. 3、上變頻高頻放大鏈路10. 4、中頻帶通濾波器11. I、低頻濾波器11. 2、印制電路板12、9芯插座13、上蓋板14、下蓋板15。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進ー步地描述。實施例參見圖I和圖2，基于X波段的寬帶上、下一二次變頻模塊包括扁形的盒體，盒體的頂部安裝有上蓋板14，底部安裝有下蓋板15，盒體外側均布設有四塊固定法蘭I. 4，盒體內中部通過隔板3分割為上腔體I和下腔體2。上腔體I內的隔板3上分別設有射頻微帶板7. I、一本振一中頻微帶板7. 3和低頻ニ本振微帶板7. 2。射頻微帶板7. I和一本振一中頻微帶板7. 3相鄰，二者之間分別由第一隔筋I. I和第三隔筋I. 3隔開；低頻ニ本振微帶板7. 2和一本振一中頻微帶板7. 3相鄰，低頻ニ本振微帶板7. 2和一本振一中頻微帶板7. 3之間由第二隔筋I. 2隔開。參見圖3，射頻微帶板7. I上集成有第一射頻開關8. I、第二射頻開關8. 2、下變頻高頻放大鏈路10. I和上變頻高頻放大鏈路10. 4 ;第ー隔筋I. I和第三隔筋I. 3之間設有高頻混頻器9. I。一本振一中頻微帶板7. 3上集成有第一中頻開關8. 3、第二中頻開關8. 4、下變頻低頻放大鏈路10. 2和上變頻低頻放大鏈路10. 3 ;與第二隔筋I. 2對應的低頻ニ本振微帶板7. 2和一本振一中頻微帶板7. 3上設有中頻帶通濾波器11. I ;低頻ニ本振微帶板
7.2上集成有第一低頻開關8. 5、第二低頻開關8. 6、低頻混頻器9. 2和低頻濾波器11. 2。所述第一射頻開關8. I、第二射頻開關8. 2、第一中頻開關8. 3、第二中頻開關8. 4、第一低頻開關8. 5和第二低頻開關8. 6均為單刀雙擲開關。[0036]參見圖3，射頻信號絕緣子4. I的一端連接著射頻微帶板7. 1，另一端伸至上腔體I外；一本振信號絕緣子4. 2的一端連接著一本振一中頻微帶板7. 3，另一端伸至上腔體I外；ニ本 振開關信號絕緣子4. 3的一端、低頻信號絕緣子4. 4的一端和中頻信號絕緣子4. 5的一端分別連接著低頻ニ本振微帶板7. 2，三者的另一端分別伸至上腔體I外；下腔體2內的隔板3上分別設有14只低頻絕緣子6，14只低頻絕緣子6的中間體焊接在隔板3上；為上腔體內的器件提供電源和控制信號；其中4只低頻絕緣子的上針焊接在射頻微帶板7. I上，5只低頻絕緣子的上針焊接在低頻ニ本振微帶板7. 2上，5只低頻絕緣子的上針焊接在一本振一中頻微帶板7. 3上。所有低頻絕緣子的下針焊接在印制電路板12上。參見圖4，下腔體2內的周邊分別設有四個高度相等的凸臺2. 1，印制電路板12的周邊分別通過與四個凸臺固定連接安裝在下腔體2內；印制電路板12的外側面上設有9芯插座13 ;印制電路板12 —側的下腔體2上安裝有ニ本振絕緣子5，ニ本振絕緣子5為盲插形式，中間體焊接在隔板3上，上針焊接在低頻ニ本振微帶板7. 2上，見圖5。本實用新型工作信號流程如下本實用新型的二次上變頻電路，低頻信號絕緣子4. 4上的信號經低頻濾波器11. 2濾波和駐波特性調整后進入低頻混頻器9. 2進行第一次上變頻，經調整駐波后，由第一低頻開關8. 5切換到公共支路通過中頻帶通濾波器11. I進行濾波和調整，再由第二中頻開關
8.4切換到上變頻低頻放大鏈路10. 3進行放大，經過第一中頻開關8. 3切換到高頻混頻器
9.I進行混頻、衰減器調整駐波，經第二射頻開關8. 2切換到上變頻高頻放大鏈路10. 4進行射頻放大，經第一射頻開關8. I切換到公共支路，通過射頻信號絕緣子4. I形成需要的微波信號;本實用新型的二次下變頻電路，射頻信號絕緣子4. I上的信號經第一射頻開關8. I選通進入下變頻通路,經過下變頻高頻放大鏈路10. I放大后，通過第二射頻開關8. 2選通進入衰減器調整駐波后進入高頻混頻器9. I進行第一次下變頻，經駐波調整，帶通濾波后，由第一中頻開關8. 3選通進入下變頻低頻放大鏈路10. 2，經第二中頻開關8. 4切換到公共支路進行駐波調整和中頻帶通濾波器11. I濾波，再通過第一低頻開關8. 5選通進入低頻混頻器9. 2進行第二次下混頻，電路調整和低頻濾波器11. 2濾波之后，通過低頻信號絕緣子4. 4形成需要的低頻信號；本實用新型的一次上變頻電路，中頻信號絕緣子4. 5上的中頻信號經第一低頻開關8. 5切換進入公共支路，經中頻帶通濾波器11. I濾波后，由第二中頻開關8. 4切換到上變頻低頻放大鏈路10. 3進行放大，再經第一中頻開關8. 3切換到公共電路濾波、高頻混頻器9. I上混頻、衰減器調整駐波特性，經第二射頻開關8. 2切換到上變頻高頻放大鏈路10. 4進行放大，經第一射頻開關8. I切換到公共支路，通過射頻信號絕緣子4. I形成需要微波信號;本實用新型的一次下變頻電路，射頻信號絕緣子4. I上的微波信號進入內部，經過第一射頻開關8. I選通后進入下變頻通路，經過下變頻高頻放大鏈路10. I放大后，通過第二射頻開關8. 2選通進入衰減器調整駐波特性后進入高頻混頻器9. I進行第一次下變頻，之后經過駐波特性調整，帶通濾波后，由第一中頻開關8. 3選通進入下變頻低頻放大鏈路10. 2放大，經第二中頻開關8. 4切換到公共支路進行駐波特性調整和中頻帶通濾波器11. I濾波，再通過第一低頻開關8. 5選通，進行濾波之后，通過中頻信號絕緣子4. 5形成需要的中頻信號；本實用新型中的上、下變頻電路共用高頻混頻器9. I和低頻混頻器9. 2，共用中頻帶通濾波器11. I，共用射頻信號絕緣子4. I、一本振信號絕緣子4. 2以及ニ本振絕緣子5 ；共用第一射頻開關8. I、第二射頻開關8. 2、第一中頻開關8. 3、第二中頻開關8. 4、第一低頻開關8. 5和第二低頻開關8. 6。上、下一二次變頻所需要的一本振信號通過一本振信號絕緣子4. 2提供，ニ本振信號通過ニ本振絕緣子5和第二低頻開關8. 6提供；所需的電壓和控 制信號先通過9芯插座13再通過低頻絕緣子6提供。
權利要求1.基于X波段的寬帶上、下一二次變頻模塊，其特征在于包括扁形的盒體，盒體的頂部設有上蓋板(14)，底部設有下蓋板(15)，盒體外側均布設有四塊固定法蘭(I. 4)，盒體內中部通過隔板(3)分割為上腔體(I)和下腔體(2); 所述上腔體(I)內的隔板(3)上分別設有射頻微帶板(7. I)、一本振一中頻微帶板(7. 3)和低頻ニ本振微帶板(7. 2);所述射頻微帶板(7. I)和一本振一中頻微帶板(7. 3)相鄰，二者之間分別由第一隔筋(I. I)和第三隔筋(I. 3)隔開；所述低頻ニ本振微帶板(7. 2)和一本振一中頻微帶板(7. 3)相鄰，低頻ニ本振微帶板(7. 2)和一本振一中頻微帶板(7. 3)之間由第二隔筋(I. 2)隔開； 所述射頻微帶板(7. I)上集成有第一射頻開關(8. I)、第二射頻開關(8. 2)、下變頻高頻放大鏈路(10. I)和上變頻高頻放大鏈路(10. 4);所述第一隔筋(I. I)和第三隔筋(I. 3 )之間設有高頻混頻器(9.1);所述一本振一中頻微帶板(7.3)上集成有第一中頻開關(8. 3)、第二中頻開關(8. 4)、下變頻低頻放大鏈路(10. 2)和上變頻低頻放大鏈路(10. 3)；與第二隔筋(I. 2)對應的低頻ニ本振微帶板(7. 2)和一本振一中頻微帶板(7. 3)上設有中頻帶通濾波器(11. I);所述低頻ニ本振微帶板(7. 2)上集成有第一低頻開關(8. 5)、第二低頻開關(8. 6)、低頻混頻器(9. 2)和低頻濾波器(11. 2); 射頻信號絕緣子(4. I)的一端連接著射頻微帶板(7. 1)，另一端伸至上腔體(I)外；一本振信號絕緣子(4. 2)的一端連接著一本振一中頻微帶板(7. 3)，另一端伸至上腔體(I)外；ニ本振開關信號絕緣子(4. 3)的一端、低頻信號絕緣子(4. 4)的一端和中頻信號絕緣子(4.5)的一端分別連接著低頻ニ本振微帶板(7. 2)，三者的另一端分別伸至上腔體(I)外； 所述下腔體(2)內的隔板(3)上分別設有14只低頻絕緣子，其中4只低頻絕緣子的一端連接著射頻微帶板(7. 1)，5只低頻絕緣子的一端連接著低頻ニ本振微帶板(7. 2)，5只低頻絕緣子的一端連接著一本振一中頻微帶板(7. 3);下腔體(2)內還設有印制電路板(12)；印制電路板(12)的外側面上設有9芯插座(13);印制電路板(12) —側的下腔體(2)上設有ニ本振絕緣子(5)。
2.根據權利要求I所述的基于X波段的寬帶上、下一二次變頻模塊，其特征在于所述下腔體(2)內的周邊分別設有四個高度相等的凸臺，所述印制電路板(12)的周邊分別與四個凸臺固定連接。
3.根據權利要求I所述的基于X波段的寬帶上、下一二次變頻模塊，其特征在于所述第一射頻開關(8. I)、第二射頻開關(8. 2)、第一中頻開關(8. 3)、第二中頻開關(8. 4)、第一低頻開關(8. 5)和第二低頻開關(8. 6)均為單刀雙擲開關。
專利摘要本實用新型涉及基于X波段的寬帶上、下一二次變頻模塊。包括扁形的盒體，盒體內中部通過隔板分割為上腔體和下腔體，上下兩層之間利用絕緣子對穿連接，保證了射頻氣密性；上腔體內的隔板上分別設有射頻微帶板單元、一本振一中頻微帶板單元和低頻二本振微帶板單元；下腔體設有印制電路板。本實用新型將收發系統中的二次上變頻通道和二次下變頻通道合二為一，一次上變頻通道和一次下變頻通道合二為一。采用混頻器、濾波器共用技術，大大縮小通道體積，降低器材成本。采用9芯盲插插座，解決了與系統相連饋電和控制的問題；結構上，充分結合系統的尺寸要求充分利用空間。
文檔編號G01S7/03GK202421493SQ20112052422
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者劉建勇, 李佩, 王光池, 祝加秀, 陳興國 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所