射频转接板及射频转接实现方法

技术领域

本发明涉及射频通信技术，尤其涉及一种射频转接板及射频转接实现方法。

背景技术

由于相控阵雷达系统中，天线阵面单元的布阵方式与TR组件方式不同；为满足天线阵面的性能指标，天线阵面单元相互间距较大；为了节约TR组件成本，TR组件间距较小。因此，天线阵面和TR组件之间无法直接对接，需要采用转接线的方式进行两者的转接互连。

现在常用的解决方案有两种，一是采用射频同轴线缆进行两者互连，但占用空间较大、装配复杂，成本高；二是通过多层电路板进行转接，电路板转接一般采用多层板进行转接，通过电焊的方式实现带线与连接器的互连；但多层板方案成本高，且电焊的工艺长期易老化，在大功率环境下焊点易失效，无法满足相控阵雷达大功率、小型化、低成本的需要。

发明内容

为解决上述相关现有技术不足，本发明提供一种射频转接板及射频转接实现方法，采用双面板设计，通过过孔以及上下面的空气腔、微带线、金带实现转接，不仅提供转接路径空间并且能够提高转接板散热性能，实现从天线接收信号并转接后输出到TR组件，可适配大功率环境使用。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种射频转接板，包括：

电路板，其一端设有贯通的第一非金属化过孔，另一端设有贯通的第二非金属化过孔，电路板上设有贯通的第三金属化过孔，第三金属化过孔位于第一非金属化过孔和第二非金属化过孔之间；

第一探针，位于电路板一面，垂直插设于第一非金属化过孔，第一非金属化过孔处设有第一介质，第一介质包裹第一探针；

第二探针，位于电路板另一面，垂直插设于第二非金属化过孔，第二非金属化过孔处设有第二介质，第二介质包裹第二探针；

第一空气腔，设于电路板另一面，其一端覆盖第一非金属化过孔，另一端覆盖第三金属化过孔，第一空气腔内设有第一微带线，第一微带线一端通过金带连接穿过第一非金属化过孔的第一探针，另一端连接第三金属化过孔；

第二空气腔，设于电路板一面，其一端覆盖第二非金属化过孔，另一端覆盖第三金属化过孔，第二空气腔内设有第二微带线，第二微带线一端通过金带连接穿过第二非金属化过孔的第二探针，第二微带线另一端连接第三金属化过孔。

进一步，电路板边缘设有一圈间隔布置且贯通两面的金属化接地孔，金属化接地孔位于第一空气腔和第二空气腔的外围区域。第一微带线设于电路板另一面，第二微带线设于电路板一面，电路板两面均设有接地覆盖层，接地覆盖层覆盖金属化接地孔，接地覆盖层内侧边缘与第一微带线、第二微带线、第一非金属化过孔、第二非金属化过孔、第三金属化过孔均具有预定间距。

进一步，电路板呈U型，第一探针与第一非金属化过孔配合，第二探针与第二非金属化过孔配合。

进一步，第一探针和第二探针均包括接头部和与接头部连接的本体部，接头部和本体部之间具有限位部，第一探针的接头部穿设于第一非金属化过孔，第二探针的接头部穿设于第二非金属化过孔，本体部上设有倒刺结构，第一介质和第二介质均具有与倒刺结构匹配的凹陷区。倒刺结构包括形成于本体部周侧的锥台，锥台的倾斜面具有至少一个与本体部轴线平行的切面。

一种射频转接实现方法，包括如下步骤：

提供一电路板，在其一端贯通设置第一非金属化过孔，在另一端贯通设置第二非金属化过孔，在电路板上第一非金属化过孔和第二非金属化过孔之间贯通设置第三金属化过孔；

提供一第一探针，将其从电路板一面垂直插设于第一非金属化过孔，并在第一非金属化过孔处设置第一介质，使第一介质包裹第一探针；

提供一第二探针，将其从电路板另一面垂直插设于第二非金属化过孔，并在第二非金属化过孔处设置第二介质，使第二介质包裹第二探针；

提供一第一微带线，将其设置于电路板另一面，使其一端通过金带连接穿过第一非金属化过孔的第一探针，使另一端连接第三金属化过孔；

提供一第一空气腔，将其设于第一微带线上方，使第一微带线容纳于第一空气腔内，并使第一空气腔一端覆盖第一非金属化过孔，另一端覆盖第三金属化过孔；

提供一第二微带线，将其设置于电路板一面，使其一端通过金带连接穿过第二非金属化过孔的第二探针，使另一端连接第三金属化过孔；

提供一第二空气腔，将其设置于第二微带线上方，使第二微带线容纳于第二空气腔，并使第二空气腔一端覆盖第二非金属化过孔，另一端覆盖第三金属化过孔；

在电路板边缘设置一圈间隔布置且贯通两面的金属化接地孔，金属化接地孔位于第一空气腔和第二空气腔的外围区域；

在电路板两面均设有接地覆盖层，使接地覆盖层覆盖金属化接地孔，并使接地覆盖层内侧边缘与第一微带线、第二微带线、第一非金属化过孔、第二非金属化过孔、第三金属化过孔均具有预定间距。

本发明的有益效果在于：

1、采用双面板设计，通过过孔以及上下面的空气腔、微带线、金带实现转接，实现从天线接收信号并转接后输出到TR组件，有效利用有限空间布局，相比于同轴或多层板方式，极大缩小转接体积；

2、根据实际第一探针及第二探针分别与天线和TR组件的连接位置，可以通过对电路板的形状进行调整，以匹配各个转接板的第一探针及第二探针的连接位置，同时可根据需要的转接路径，合理控制转接长度，以实现相位匹配；尤其是在多个射频转接板同时布局时，可以通过电路板形状和路径距离控制，保证多个转接通道的相位一致性；

3、第一探针所处电路板一面，与第一探针对应的第一空气腔与第一微带线所处电路板另一面，同时，第二探针所处电路板另一面，与第二探针对应的第二空气腔与第二微带线所处电路板一面，有效进行了上下分隔布局，以及两处接口分开布局，同时通过微带线、空气腔、过孔来提供需要的转接路径和通道，使得整个射频转接板的体积可控制得比传统同轴和多层板方式更小；

4、微带线、空气腔的方式设置转接路径通道，不仅提供转接路径空间，并且能够提高转接板散热性能，可适配大功率环境使用，可承受平均功率超150W的大功率传输；

5、第一探针和第二探针通过结构设计，方便实现与过孔连接，并具有限位部，装配后限位部限位于电路板表面，同时通过倒刺结构与第一介质和第二介质配合，提高第一探针和第二探针装配后的稳定性，防止探针松动引起；

6、本申请的射频转接板以相比于传统同轴或多层板更小体积的方式实现转接布局，并且在2.7GHz~3.5GHz频段范围驻波小于1.05，插损小于-0.08dB，明显优于传统的多层板或同轴线缆的连接方式。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本申请的范围。

图1为本申请实施例的射频转接板整体结构立体图正面视图。

图2为本申请实施例的射频转接板整体结构立体图背面视图。

图3为本申请实施例的射频转接板内部结构立体图正面视图。

图4为本申请实施例的射频转接板内部结构立体图背面视图。

图5为本申请实施例的射频转接板的电路板立体图正面视图。

图6为图5中的A部放大视图。

图7为本申请实施例的射频转接板的电路板立体图背面视图。

图8为图7中的B部放大视图。

图9为本申请实施例的第一探针和第二探针结构示意图。

图10为图9中的C部放大视图。

图11为本申请实施例的射频转接板的驻波随频率变化曲线。

图12为本申请实施例的射频转接板的插损随频率变化曲线。

附图标记：电路板1、第一非金属化过孔11、第二非金属化过孔12、第三金属化过孔13、金属化接地孔14、接地覆盖层15、第一探针21、接头部211、限位部212、本体部213、倒刺结构214、切面215、第二探针22、第一介质31、第二介质32、第一空气腔41、第二空气腔42、第一微带线51、第二微带线52，金带6。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明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。

本申请实施例的一个方面，提供一种射频转接，如图1~图8所示，包括：电路板1、第一探针21、第二探针22、第一空气腔41、第二空气腔42等。

电路板1一端设有贯通的第一非金属化过孔11，另一端设有贯通的第二非金属化过孔12，电路板1上设有贯通的第三金属化过孔13，第三金属化过孔13位于第一非金属化过孔11和第二非金属化过孔12之间。

第一探针21位于电路板1一面，垂直插设于第一非金属化过孔11，第一非金属化过孔11处设有第一介质31，第一介质31包裹第一探针21；第二探针22位于电路板1另一面，垂直插设于第二非金属化过孔12，第二非金属化过孔12处设有第二介质32，第二介质32包裹第二探针22。

第一空气腔41设于电路板1另一面，其一端覆盖第一非金属化过孔11，另一端覆盖第三金属化过孔13，第一空气腔41内设有第一微带线51，第一微带线51一端通过金带6连接穿过第一非金属化过孔11的第一探针21，另一端连接第三金属化过孔13；第二空气腔42设于电路板1一面，其一端覆盖第二非金属化过孔12，另一端覆盖第三金属化过孔13，第二空气腔42内设有第二微带线52，第二微带线52一端通过金带6连接穿过第二非金属化过孔12的第二探针22，第二微带线52另一端连接第三金属化过孔13。

电路板1边缘设有一圈间隔布置且贯通两面的金属化接地孔14，金属化接地孔14位于第一空气腔41和第二空气腔42的外围区域。第一微带线51设于电路板1另一面，第二微带线52设于电路板1一面，电路板1两面均设有接地覆盖层15，接地覆盖层15覆盖金属化接地孔14，接地覆盖层15内侧边缘与第一微带线51、第二微带线52、第一非金属化过孔11、第二非金属化过孔12、第三金属化过孔13均具有预定间距。

通过此种方式设置结构，有效进行了上下分隔布局，以及两处接口分开布局，同时通过微带线、空气腔、过孔来提供需要的转接路径和通道，使得整个射频转接板的体积可控制得比传统同轴方式更小，成本比多层板更低。

通过第一探针21连接天线接收信号，通过金带6将信号与第一微带线51连接，在第一空气腔41内传输至第一微带线51另一端，通过第三金属化过孔13过渡到电路板1另一面的第二微带线52，在第二空气腔42内传输至第二微带线52另一端，通过金带6传输到第二探针22，并至与第二探针22连接的TR组件。

在本实例中电路板1呈U型，也可以是其他形状，电路板1两端的路径长度根据相位匹配的需求进行设置。

作为具体实施方式之一，第一探针21与第一非金属化过孔11配合，第二探针22与第二非金属化过孔12配合。

作为优选实施方式之一，如图9、图10所示，第一探针21和第二探针22均包括接头部211和与接头部211连接的本体部213，接头部211和本体部213之间具有限位部212，第一探针21的接头部211穿设于第一非金属化过孔11，第二探针22的接头部211穿设于第二非金属化过孔12，本体部213上设有倒刺结构214，第一介质31和第二介质32均具有与倒刺结构214匹配的凹陷区。通过此种结构来装配和稳定第一探针21和第二探针22，可以提高装配稳定性，避免第一探针21和第二探针22松动、便宜等影响转接。优选的，在此基础上，倒刺结构214包括形成于本体部213周侧的锥台，且锥台的倾斜面具有至少一个与本体部213轴线平行的切面215，则不仅限制了其位置，且可避免转动位置的产生，提高转接实现的结构稳定性，方便与第一介质31和第二介质32的凹陷配合，形成第一探针21和第二探针22的稳定作用。

本实例的驻波随频率变化曲线如图11所示，横坐标为频率(Freq[GHz])，纵坐标为驻波(VSWR)，图中m2点和m1点之间，对应2.70GHz~3.50GHz频段范围，可以看出，在此区间内，驻波在1.0384到1.0213之间。本实例的插损随频率变化曲线如图12所示，横坐标为频率(Freq[GHz])，纵坐标为插入损耗dB(S(2,1))，简称插损，图中m2点和m1点之间，对应2.70GHz~3.50GHz频段范围，可以看出，此区间内，插损在-0.0670到-0.0789之间。本实例的转接方式，在2.70GHz~3.50GHz频段范围内，驻波小于1.05，插损小于-0.08dB，该结果明显优于传统的多层板或同轴线缆的连接方式。

本申请实施例的另一方面，提供一种射频转接实现方法，如图1~图10所示，包括如下步骤：

提供一电路板1，在其一端贯通设置第一非金属化过孔11，在另一端贯通设置第二非金属化过孔12，在电路板1上第一非金属化过孔11和第二非金属化过孔12之间贯通设置第三金属化过孔13；

提供一第一探针21，将其从电路板1一面垂直插设于第一非金属化过孔11，并在第一非金属化过孔11处设置第一介质31，使第一介质31包裹第一探针21；

提供一第二探针22，将其从电路板1另一面垂直插设于第二非金属化过孔12，并在第二非金属化过孔12处设置第二介质32，使第二介质32包裹第二探针22；

提供一第一微带线51，将其设置于电路板1另一面，使其一端通过金带6连接穿过第一非金属化过孔11的第一探针21，使另一端连接第三金属化过孔13；

提供一第一空气腔41，将其设于第一微带线51上方，使第一微带线51容纳于第一空气腔41内，并使第一空气腔41一端覆盖第一非金属化过孔11，另一端覆盖第三金属化过孔13；

提供一第二微带线52，将其设置于电路板1一面，使其一端通过金带6连接穿过第二非金属化过孔12的第二探针22，使另一端连接第三金属化过孔13；

提供一第二空气腔42，将其设置于第二微带线52上方，使第二微带线52容纳于第二空气腔42，并使第二空气腔42一端覆盖第二非金属化过孔12，另一端覆盖第三金属化过孔13；

在电路板1边缘设置一圈间隔布置且贯通两面的金属化接地孔14，金属化接地孔14位于第一空气腔41和第二空气腔42的外围区域；

在电路板1两面均设有接地覆盖层15，使接地覆盖层15覆盖金属化接地孔14，并使接地覆盖层15内侧边缘与第一微带线51、第二微带线52、第一非金属化过孔11、第二非金属化过孔12、第三金属化过孔13均具有预定间距。

射频转接实现后，将通过第一探针21连接天线以接收信号，通过金带6将信号与第一微带线51连接，在第一空气腔41内传输至第一微带线51另一端，通过第三金属化过孔13过渡到电路板1另一面的第二微带线52，在第二空气腔42内传输至第二微带线52另一端，通过金带6传输到第二探针22，并至与第二探针22连接的TR组件。

根据实际第一探针21及第二探针22分别与天线和TR组件的连接位置，可以通过对电路板1的形状进行调整，可根据需要的转接路径，合理控制转接长度，以实现相位匹配；尤其是在多个射频转接板同时布局时，可以通过电路板1形状和路径距离控制，保证多个转接通道的相位一致性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。