一種超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種變頻模塊，特別的設(shè)及一種超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，信號(hào)頻帶越來(lái)越寬。寬帶接收機(jī)作為獲取信息的設(shè)備 前端，需求越來(lái)越強(qiáng)烈。同時(shí)，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望對(duì)各頻段信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的中頻數(shù)字信 號(hào)處理，對(duì)寬帶接收機(jī)的需求也十分強(qiáng)烈，其技術(shù)指標(biāo)和環(huán)境適應(yīng)性要求也越來(lái)越高，可W 說(shuō)接收機(jī)的性能對(duì)信息獲取起著非常重要作用。其中下變頻模塊就是其中的最重要的組成 部分。
[0003] 常規(guī)雷達(dá)中的下變頻模塊一般帶寬較窄，采用封裝器件、印刷微帶電路板，使用普 通焊接或表貼焊技術(shù)進(jìn)行器件裝配。相控陣?yán)走_(dá)由于單元眾多，對(duì)單個(gè)通道的集成度、體 積、重量要求甚高，如果采用傳統(tǒng)的表貼器件構(gòu)成的變頻通道，寄生效應(yīng)大，指標(biāo)沒(méi)法保證， 且無(wú)法滿足高集成度、重量輕、體積小的要求。因此，進(jìn)行變頻通道的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮集成 度、可靠性、體積、重量、成本、可制造性等因素。
[0004] 微組裝技術(shù)是九十年代W來(lái)在半導(dǎo)體集成電路技術(shù)、混合集成電路技術(shù)和表面組 裝技術(shù)(SMT)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代電子組裝技術(shù)。微組裝技術(shù)是在高密度多層互連 基板上，采用微焊接和封裝工藝組裝各種微型化片式元器件和半導(dǎo)體集成電路忍片，形成 高密度、高速度、高可靠的=維立體結(jié)構(gòu)的高級(jí)微電子組件的技術(shù)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊，其具有高集成 度、重量輕、體積小、成本低、可靠性高并且具有良好的可制造性等優(yōu)勢(shì)。
[0006] 本實(shí)用新型通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊，在電路 結(jié)構(gòu)上，其包括低頻段二次變頻支路、高頻段二次變頻支路、單刀雙擲開(kāi)關(guān)Sl、中頻放大支 路;所述低頻段二次變頻支路與所述高頻段二次變頻支路為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩個(gè)二次變頻支路 的一端均接收射頻信號(hào)，兩個(gè)二次變頻支路的另一端均連接單刀雙擲開(kāi)關(guān)SI,由單刀雙擲 開(kāi)關(guān)S1選擇其中一個(gè)二次變頻支路連接至所述中頻放大支路。
[0007] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述低頻段二次變頻支路包括放大器Al~A4、駐波 器Nl~N6、變頻器Ml~M2、濾波器Zl;放大器Al的一端作為所述射頻信號(hào)的輸入端，放大器 Al的另一端依次經(jīng)由駐波器Nl、變頻器Ml、駐波器N2、放大器A2、濾波器Zl、駐波器N3、變頻 器M2、駐波器M連接單刀雙擲開(kāi)關(guān)SI;放大器A3的一端作為變頻器Ml的本振信號(hào)的輸入端， 放大器A3的另一端經(jīng)由駐波器N5連接變頻器Ml;放大器A4的一端作為變頻器M2的本振信號(hào) 的輸入端，放大器A4的另一端經(jīng)由駐波器N6連接變頻器M2。
[000引作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中頻放大支路包括放大器A5~A7、駐波器N7、濾 波器Z2~Z3;放大器A5的一端連接單刀雙擲開(kāi)關(guān)SI,放大器A5的另一端依次經(jīng)由濾波器Z2、 放大器A6、駐波器N7、放大器A7連接濾波器Z3的一端，濾波器Z3的另一端作為所述中頻放大 支路的信號(hào)輸出端。
[0009] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中頻放大支路的信號(hào)傳輸方向與兩個(gè)二次變頻 支路的信號(hào)傳輸方向相反。
[0010] 作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，所述超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊 的腔體采用上下分腔的方式分成上腔、下腔。進(jìn)一步地，上腔、下腔之間采用絕緣子對(duì)穿連 接。
[0011] 進(jìn)一步地，所述上腔由內(nèi)而外設(shè)置內(nèi)蓋板、外蓋板，所述外蓋板密封采用激光封 焊。優(yōu)選地，所述外蓋板采用侶合金殼體屏蔽和密封。
[0012] 進(jìn)一步地，所述上腔設(shè)置有電源、絕緣子，所述電源與所述絕緣子之間的連接使用 金絲球焊進(jìn)行鍵合。優(yōu)選地，所述上腔還設(shè)置有微波信號(hào)線、控制及電源接口，所述微波信 號(hào)線采用金絲模焊進(jìn)行鍵合，所述控制及電源接口通過(guò)J30J與所述下腔的微帶板連接。
[0013] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1.超寬帶、大瞬時(shí)帶寬，適用范圍廣，所有工作頻率在0.8G化~ISGHzW內(nèi)，瞬時(shí)帶 寬在1.2G化W內(nèi)的變頻通道均可使用此模塊；
[0015] 2.采用分段變頻，使一次混頻后的頻率不至于太高，降低加工難度，提高技術(shù)指 標(biāo)；
[0016] 3.采用窄腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免腔體效應(yīng)產(chǎn)生自激；
[0017] 4.工藝上采用MCM多忍片高密度組裝技術(shù)、激光封焊技術(shù)、絕緣子焊接技術(shù)、金絲 球焊、壓焊鍵合技術(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
[0019] 圖2為本實(shí)用新型超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具 體實(shí)施例僅僅用W解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型。
[0021] 本實(shí)用新型采用【背景技術(shù)】下的新型微組裝技術(shù)，對(duì)下變頻模塊進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，進(jìn) 一步縮小體積和重量，減少元器件數(shù)目種類，降低成本，從而滿足寬帶DBF接收機(jī)的需要。由 此設(shè)計(jì)完成的二次變頻模塊，可廣泛應(yīng)用于軍用、通信寬帶接收機(jī)系統(tǒng)中，具有廣闊的應(yīng)用 范圍。本實(shí)用新型設(shè)及了兩個(gè)方面:射頻接收系統(tǒng)中變頻通道的電路形式和結(jié)構(gòu)工藝上的 改進(jìn)。本實(shí)用新型可用于射頻接收系統(tǒng)中的二次變頻通道中，具體應(yīng)用，在軍事方面，可應(yīng) 用于電子戰(zhàn)偵察、SAR、相控陣?yán)走_(dá)等寬帶接收機(jī)的二次變頻通道中，在民用方面，可應(yīng)用于 民用雷達(dá)、寬帶通信系統(tǒng)的二次變頻通道中。
[0022] 本實(shí)用新型的構(gòu)思如下。
[0023] 電路上:將頻率劃分為高頻段和低頻段，二次變頻后通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)輸出一路 中頻信號(hào)，將頻率劃分為高頻段和低頻段，使一次混頻后的頻率不至于太高，降低加工難 度，提高技術(shù)指標(biāo);采用窄腔結(jié)構(gòu)，避免腔體效應(yīng)產(chǎn)生自激;盒體采用上下分腔的方法，上下 兩層之間利用絕緣子對(duì)穿連接，射頻絕緣子和SMP采用氣密結(jié)構(gòu)，保證了上腔的氣密性。采 用J30J插座，解決了與系統(tǒng)相連饋電和控制的問(wèn)題;另外，設(shè)計(jì)下變頻模塊全部選用寬帶器 件，所有工作頻率在O.SGHz~18G化W內(nèi)，瞬時(shí)帶寬在1.2GHz W內(nèi)的變頻通道均可使用此模 塊。
[0024] 結(jié)構(gòu)工藝上:模塊分上、下腔，上腔有內(nèi)蓋板、外蓋板，外蓋板密封采用激光封焊， 使用侶合金殼體屏蔽和密封，基板與侶合金殼體間焊接采用大面積針焊技術(shù)，多個(gè)5880基 板進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，在多個(gè)基板上使用多忍片高密度組裝技術(shù)，控制信號(hào)和電源與絕緣子 連接使用金絲球焊進(jìn)行鍵合，微波信號(hào)采用金絲模焊進(jìn)行鍵合，控制及電源接口通過(guò)J30J 與下腔微帶板連接。
[0025] 超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊的構(gòu)成：
[0026] ?從電路功能上來(lái)劃分，包括：
[0027] 低頻段二次變頻支路；
[00%]高頻段二次變頻支路；
[0029] 中頻放大支路；
[0030] 電源控制板；
[0031] ?從結(jié)構(gòu)工藝上來(lái)劃分，包括：
[0032] 裸忍片、表貼IC等片式元器件；
[0033] 5880基板；
[0034] 4003基板；
[0035] 侶合金殼體；
[0036] 內(nèi)蓋板、上蓋板、下蓋板。
[0037] 所述下變頻模塊工作頻率0.8G化~18GHz，瞬時(shí)帶寬1.2G化，超寬帶、大瞬時(shí)帶寬， 交調(diào)抑制大于50地，帶內(nèi)起伏小于3地。將頻率劃分為高頻段和低頻段，二次變頻后通過(guò)單 刀雙擲開(kāi)關(guān)輸出一路中頻信號(hào);采用窄腔結(jié)構(gòu)，保證了信號(hào)的隔離度。采用SMP和燒結(jié)絕緣 子，保證了射頻系統(tǒng)的氣密性。
[0038] 請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例的超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊，在電路結(jié)構(gòu)上，其包括低 頻段二次變頻支路、高頻段二次變頻支路、單刀雙擲開(kāi)關(guān)Sl、中頻放大支路。所述低頻段二 次變頻支路與所述高頻段二次變頻支路為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩個(gè)二次變頻支路的一端均接收射頻 信號(hào)，兩個(gè)二次變頻支路的另一端均連接單刀雙擲開(kāi)關(guān)SI,由單刀雙擲開(kāi)關(guān)Sl選擇其中一 個(gè)二次變頻支路連接至所述中頻放大支路。
[0039] 在電路上，將射頻信號(hào)的頻率劃分為高頻段和低頻段，在二次變頻后通過(guò)單刀雙 擲開(kāi)關(guān)Sl輸出一路中頻信號(hào)，其中，低頻段二次變頻是所述射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)低頻段二次變頻 支路的二次變頻后，再通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)Sl至中頻放大支路的過(guò)程;高頻段二次變頻是所 述射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻段二次變頻支路的二次變頻后，再通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)Sl至所述中頻放 大支路的過(guò)程;所述中頻放大支路是把中頻信號(hào)進(jìn)行濾波放大的過(guò)程;所述中頻放大支路 的信號(hào)傳輸方向與兩個(gè)二次變頻支路的信號(hào)傳輸方向相反。
[0040] 也就是說(shuō)，圖1為本實(shí)用新型所述超寬帶大瞬時(shí)帶寬下變頻模塊原理框圖，為本實(shí) 用新型設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的原理框圖；采用分段變頻，低頻段為0.8G化~6G化，高頻段為6GHz~ 18G化；低頻段二次變頻是射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)二次變頻通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)至中頻放大支路的過(guò) 程，高頻段二次變頻是射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)二次變頻通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)至中頻放大支路的過(guò)程； 中頻放大支路是把中頻信號(hào)進(jìn)行濾波放大的過(guò)程。高頻段二次變頻支路與低頻段二次變頻 支路是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此，二次變頻的兩種混頻器需選用對(duì)稱結(jié)構(gòu)的混頻器;為了減小尺寸， 節(jié)約成本，中頻放大支路的信號(hào)傳輸方向與二次變頻支路的傳輸方向相反，公共通道（中 頻放大支路)分配的增益較高。
[0041 ] 所述模塊的工作頻率0.8G化~18GHz，瞬時(shí)帶寬1.2G化，所有工作頻率在0.8G化~ 18G化W內(nèi)，瞬時(shí)帶寬在1.2GHz W內(nèi)的變頻通道均可使用此模塊。所述模塊內(nèi)低頻段二次變 頻電路形式，低頻段射頻信號(hào)經(jīng)放大、一次混頻、駐波特性調(diào)整、濾波、二次混頻，形成低頻 段二中頻信號(hào)。所述模塊內(nèi)高頻段二次變頻電路形式，高頻段射頻信號(hào)經(jīng)放大、一次混頻、 駐波特性調(diào)整、濾波、二次混頻，形成高頻段二中頻信號(hào)。所述在模塊內(nèi)使用MCM技術(shù)完成信 號(hào)高、低頻段變頻功能，二次變頻后通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)輸出一路中頻信號(hào)進(jìn)入中頻放大支 路。所述模塊內(nèi)中頻放大電路形式，對(duì)單刀雙擲開(kāi)關(guān)切入的中頻信號(hào)進(jìn)行放大、駐波調(diào)整和 濾波后，再放大，通過(guò)射頻絕緣子進(jìn)入下腔，經(jīng)濾波后輸出中頻信號(hào)。
[0042] 所述低頻段二次變頻支路包括放大器Al~A4、駐波器Nl~N6、變頻器Ml~M2、濾波 器Zl;放大器Al的一端作為所述射頻信號(hào)的輸入端，放大器Al的另一端依次經(jīng)由駐波器N1、 變頻器Ml、駐波器N2、放大器A2、濾波器Z1、駐波器N3、變頻器M2、駐波器M連接單刀雙擲開(kāi) 關(guān)S