一种PIN管微波开关模块的制作方法

一种pin管微波开关模块
技术领域
1.本发明涉及微波控制技术领域，更具体地说，本发明涉及一种pin管微波开关模块。


背景技术：

2.在无线通信、雷达、电子对抗等系统中，发射机发射无线电信号，接收机接收无线电信号。pin二极管的微波开关由于其特殊的结构，广泛应用于相控阵雷达、微波通信和电子对抗等系统中，可以实现收发信号的转换和极化的选择等功能。
3.传统的雷达天馈系统中微波开关模块与天线单元之间通过射频电缆连接，占用空间较大，所以目前天馈系统为了节省空间采用更加紧凑的设计方式，即舍弃射频电缆连接，而将微波开关模块与天线单元实现直接对插，并且为了匹配天线单元的端口间距，微波开关模块在结构设计上一般呈现为设置3个信号端口，且相对于安装面分别处于3个不同的高度上，以便实现与天线单元的直接对插。
4.为了满足微波开关模块信号端口处于不同高度的需求，传统的解决方法是当信号端口垂直距离相差较小(小于1mm)时，可直接通过金丝或金带跨接键合，亦或者是采用多层板设计，通过层间垂直互连实现信号端口位置的平移，而当信号端口垂直距离相差较大(大于1.5mm)时，一般通过绝缘子或毛纽扣的垂直互连技术实现信号端口位置的平移。但是采用互连的方式必定会存在损耗大、工艺装配复杂、成本高等缺点，具体体现在信号传输路径的不连续性会带来额外的损耗，复杂的工艺装配带来损耗增大和成本增加。
5.因此，需要设计一种新的pin管微波开关模块，以解决信号端口处于不同高度时所带来的上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种pin管微波开关模块，解决了目前信号端口处于不同高度时pin管微波开关模块的工艺装配复杂、损耗大和成本高的问题。
7.为达到上述目的，本发明提供一种pin管微波开关模块，包括具有内腔的壳体，以及收容固定在所述壳体内腔中的开关电路板，所述开关电路板包括：呈水平布置的平直部，以及呈斜向布置的斜向部，所述开关模块包括有位于所述壳体侧壁上的射频绝缘子组件，所述射频绝缘子组件至少包括有与所述开关电路板斜向部对应的多个第一射频绝缘子，所述第一射频绝缘子的一端与所述开关电路板连接，另一端由所述壳体侧壁暴露出，多个所述第一射频绝缘子中心之间的连线与所述斜向部在壳体侧壁上的投影重合。
8.在一个优选地实施方式中，所述射频绝缘子组件还包括与所述开关电路板平直部对应的第二射频绝缘子，所述第二射频绝缘子的一端与所述开关电路板连接，另一端由所述壳体侧壁暴露出。
9.在一个优选地实施方式中，第一射频绝缘子与第二射频绝缘子分别位于所述壳体的两相对侧壁上。
10.在一个优选地实施方式中，所述壳体内腔中包括有：用以装配固定所述平直部的第一承载面，以及用以装配固定所述斜向部的第二承载面。
11.在一个优选地实施方式中，所述开关模块包括有收容固定在所述壳体内腔中的驱动器，驱动器与开关电路板之间电性连接，所述壳体内包括有用以装配固定所述驱动器的台面。
12.在一个优选地实施方式中，所述开关模块还包括有位于所述壳体侧壁上的馈电绝缘子，所述馈电绝缘子的一端穿过所述壳体侧壁与所述驱动器连接，另一端由所述壳体侧壁暴露出。
13.在一个优选地实施方式中，所述壳体包括上下两端均为敞口的中壳，覆盖且固定于中壳上端敞口处的呈平板状结构的上壳，以及覆盖且固定于中壳下端敞口处的下壳。
14.在一个优选地实施方式中，所述开关电路板为柔性介质板，开关电路板的斜向部通过向上弯折得到。
15.在一个优选地实施方式中，所述壳体内腔和壳体侧壁进行镀金处理。
16.在本发明的技术方案中，将pin管微波开关钎焊在壳体内腔的第一承载面和第二承载面上，通过斜面装配方式解决一侧的两个信号端口的位置平移，再通过斜面转平面方式解决另一侧信号端口的高度位置平移，最终实现信号端口不同高度位置的平移，同时又保证了微波信号传输路径的连续性，当信号端口处于不同高度时，可以将信号通过上述方式实现无跨接转连，降低了转连的损耗。
17.本发明的有益效果如下：
18.本发明所述的一种pin管微波开关模块将开关电路板钎焊在壳体内的第一承载面和第二承载面上，通过斜面装配方式解决一侧的两个信号端口的位置平移，再通过斜面转平面方式解决另一侧信号端口的高度位置平移，使微波信号在开关电路板的斜向部和平直部上的传输，实现处于不同高度的信号端口的平移，保证了微波信号在传输路径的连续性，该结构实现了无跨接转连，工艺简单、损耗低、结构紧凑体积小，具有很高的可靠性，可用于工程使用。
附图说明
19.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
20.图1示出本发明一种pin管微波开关模块的结构爆炸图。
21.图2示出驱动器图
22.图3示出本发明一种pin管微波开关模块内部图，图3a为后视图，图3b为仰视图，图3c为主视图，图3d为俯视图
23.图4示出本发明一种pin管微波开关模块外部构造图，图4a为后视图，图4b为仰视图，图4c为主视图，图4d为俯视图
24.附图标记为：1壳体、2开关电路板、3开关电路板、4驱动器、5第一射频绝缘子、6第二射频绝缘子、7馈电绝缘子、8上壳、9下壳
具体实施方式
25.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说
明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
26.本发明的射频绝缘子和馈电绝缘子通过气密封焊方式固定在对应端口上，射频绝缘子在壳体内的一端与开关电路板键合相连，射频绝缘子的另一端暴露于壳体侧壁外，与待适配的组件通过键合、焊接或与适配连接器相连。
27.本发明的整个壳体侧壁和壳体内腔均进行镀金处理，壳体的内腔中部铣空。
28.本发明的驱动器，通过螺钉连接固定在壳体内中部的固定台上，驱动器的输入端与所述壳体侧壁上的馈电绝缘子的一端相连，驱动器的输出端与开关电路板电性连接，用于控制pin微波开关模块的运行。
29.本领域技术人员可以理解的是两块开关电路板可以为对称设置也可以为非对称设置，两块开关电路板的位置关系根据实际设计要求而定。
30.本发明采用柔性介质板是为了可以将购得的介质板的部分区域通过向上弯折的方式得到开关电路板的斜向部，实现完整贴合在壳体内腔中的第一承载面和第二承载面上，并进一步通过钎焊方式固定，在设计上柔性介质板的斜向部和平直部的结合处预留缝隙。
31.第一承载面和第二承载面通过数控铣制固定在壳体内腔中，第二承载面与固定侧的侧面的夹角为钝角，用以保证壳体的机械可加工性和后续与开关电路的电气装配。
32.本发明通过钎焊方式，省去了传统技术中螺钉等固定件连接，保证柔性介质板的完整性，减少插损，并且本领域技术人员可以理解的是所购买的柔性介质板的尺寸不大于第一承载面和第二承载面的尺寸。
33.本发明提供了如图1所示的一种pin管微波开关模块，包括具有内腔的壳体1，以及收容固定在所述壳体1内腔中的两块开关电路板，两块所述开关电路板2和3关于壳体1中心成中心对称设置，所述开关电路板2和3包括：呈水平布置的平直部，以及呈斜向布置的斜向部，所述开关模块包括有位于所述壳体1侧壁上的射频绝缘子组件，所述射频绝缘子组件至少包括有与所述开关电路板斜向部对应的多个第一射频绝缘子，所述射频绝缘子组件还包括与所述开关电路板平直部对应的第二射频绝缘子，所述第一射频绝缘子的一端分别与对应所述开关电路板2和3键合连接，另一端由所述壳体1侧壁暴露出，多个所述第一射频绝缘子中心之间的连线与所述斜向部在壳体1侧壁上的投影重合，所述第二射频绝缘子的一端与所述开关电路板2和3连接，另一端由所述壳体1侧壁暴露出与待适配的天线单元键合相连，开关电路板2和3在外力作用下弯折成一侧向上的斜向部，开关电路板平直部钎焊固定在第一承载面上，开关电路板斜向部钎焊固定在第二承载面上，壳体1内腔中包括用以装配固定所述驱动器4的台面，驱动器4的输出端分别与开关电路板2和开关电路板3键合相连，馈电绝缘子6的一端穿过所述壳体1侧壁与所述驱动器4连接，另一端由所述壳体1侧壁暴露出，所述壳体1包括上下两端均为敞口的中壳，覆盖且固定于中壳上端敞口处的呈平板状结构的上壳7，以及覆盖且固定于中壳下端敞口处的下壳8，所述壳体1内腔和壳体1侧壁进行镀金处理，第一承载面和第二承载面通过数控铣制固定在壳体1内腔中，第二承载面与固定侧的侧面的夹角为钝角，用以保证壳体1的机械可加工性和后续与开关电路板的电气装配。
34.工作时，通过孔x7上的馈电绝缘子7给驱动器提供供电信号和控制信号，通过驱动器4用来实现对开关电路板2和开关电路板3的通路选择。当控制信号为 5v时，开关电路板2
输入端为孔x1的第一射频绝缘子到输出端孔x5的第二射频绝缘子为导通状态，输入端为孔x2的第一射频绝缘子到输出端孔x5的第二射频绝缘子为隔离状态，微波信号经过孔x1的第一射频绝缘子传至开关电路板2的斜向部，再由开关电路板2的斜向部传至开关电路板2的平直部，后由开关电路板2的平直部传至孔x5上的第二射频绝缘子进行信号的输出；当控制信号为0v时，开关电路板2输入端为孔x2的第一射频绝缘子到输出端孔x5的第二射频绝缘子为导通状态，输入端为孔x1的第一射频绝缘子到输出端孔x5的第二射频绝缘子为隔离状态，微波信号经过孔x2的第一射频绝缘子传至开关电路板2的斜向部，再由开关电路板2的斜向部传至开关电路板2的平直部，后由开关电路板2的平直部传至孔x5上的第二射频绝缘子进行信号的输出。从而实现pin管微波开关模块的信号端口处于不同高度位置平移时的微波信号传输，或者是当孔x5上的第二射频绝缘子作为输入端时，微波信号经过第二射频绝缘子传至开关电路板2的平直部，再由开关电路板2的平直部传至开关电路板2的斜向部，再由开关电路板2的斜向部传至孔x1或x2上的第一射频绝缘子进行信号的输出，实现输入信号传输的效果。
35.同理，当控制信号为 5v时，开关电路板3输入端为孔x3的第一射频绝缘子到输出端孔x3的第二射频绝缘子为导通状态，输入端为孔x4的第一射频绝缘子到输出端孔x6的第二射频绝缘子为隔离状态，微波信号经过孔x3的第一射频绝缘子传至开关电路板3的斜向部，再由开关电路板3的斜向部传至开关电路板3的平直部，后由开关电路板3的平直部传至孔x6上的第二射频绝缘子进行信号的输出；当控制信号为0v时，开关电路板3输入端为孔x4的第一射频绝缘子到输出端孔x6的第二射频绝缘子为导通状态，输入端为孔x3的第一射频绝缘子到输出端孔x6的第二射频绝缘子为隔离状态，微波信号经过孔x4的第一射频绝缘子传至开关电路板3的斜向部，再由开关电路板3的斜向部传至开关电路板3的平直部，后由开关电路板3的平直部传至孔x6上的第二射频绝缘子进行信号的输出。从而实现pin管微波开关模块的信号端口处于不同高度位置平移时的微波信号传输，或者是当孔x6上的第二射频绝缘子作为输入端时，微波信号经过第二射频绝缘子传至开关电路板3的平直部，再由开关电路板3的平直部传至开关电路板3的斜向部，再由开关电路板6的斜向部传至孔x3或x4上的第一射频绝缘子进行信号的输出，实现输入信号传输的效果。
36.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。