一种小型化多频段通信一体机的制作方法

1.本发明属于通信领域，特别是涉及一种小型化多频段通信一体机。


背景技术：

2.现有天线通信的结构体大多体积大、重量重，携带运输不便，且通信结构的接口设计不够优化简洁，过于冗余，无法在多个频段上进行天线信号作业，集成一体化程度较低，同时信号接收灵敏度较低。
3.因此，如何能够实现天线通信结构体的小型化的同时优化其接口设计，提高集成一体化的程度是本技术领域的技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种小型化多频段通信一体机，解决现有技术中通信结构体的体积较大，接口过于冗余，以及集成一体化程度低，无法实现多频段通信的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种小型化多频段通信一体机，包括上下配合连接的上壳体和下壳体，上壳体的侧壁设置有控制接口，上壳体的内部设置有和控制接口电连接的控制电路板，上壳体中具有多个独立的本振信号腔，本振信号腔用于设置和控制电路板电连接的本振电路板，下壳体具有中频电路腔和供电腔，中频电路腔用于设置中频电路，供电腔用于设置供电电路，下壳体还具有射频接收通道和射频发射通道，射频接收通道内设置有射频接收电路，射频发射通道内设置有射频发射电路，射频接收电路和射频发射电路电连接本振电路板。
6.优选的，上壳体包括相互隔离的本振腔体和控制腔体，本振腔体和控制腔体之间设置有金属隔离板，多个本振信号腔位于本振腔体，且各个本振信号腔之间由金属隔离壁分隔开来，控制电路板位于控制腔体，下壳体具有相互分隔而成的中频腔体和射频腔体，中频电路腔和供电腔位于中频腔体，射频接收通道和射频发射通道位于射频腔体。
7.优选的，控制电路板和本振电路板之间通过贯穿接口电连接，贯穿接口贯穿金属隔离板。
8.优选的，本振信号腔为四个，射频接收通道为一个，射频发射通道为三个，射频腔体还包括电源腔，电源腔内设置有用于为射频接收电路和射频发射电路供电的电源电路。
9.优选的，贯穿接口包括金属连接芯和隔绝层，多根金属连接芯相互独立且成列设置，金属连接芯竖向穿过隔绝层，隔绝层与金属连接芯相互绝缘。
10.优选的，中频腔体的内部设置有可拆卸的凹陷板，凹陷板上的金属隔离壁将凹陷板分隔为中频电路腔，在凹陷板靠近供电腔的一侧开设有用于连通供电腔的缺口，金属隔离壁贴近下壳体的侧壁的位置设置有接头孔，下壳体的侧壁上设置有中频输出接头，中频电路通过接头孔电连接中频输出接头。
11.优选的，射频接收通道和射频发射通道为相互平行且具有间隔的直线型通道，射
频接收通道具有本振接收端和射频接收端，下壳体的侧壁设置有接收接头，接收接头电连接射频接收端；射频发射通道具有本振接收端和射频输出端，下壳体的侧壁设置有输出端头，输出端头电连接射频输出端，射频接收通道的本振接收端和射频发射通道的本振接收端用于接收本振信号。
12.优选的，射频接收通道和射频发射通道中设置有倍频区、混频区、滤波区、放大区以及隔离区，射频接收通道和射频发射通道的侧壁开设有用于和电源电路电连接的电源通道口。
13.优选的，射频接收通道和射频发射通道上设置有多个竖向槽和隔离闸门，隔离闸门用于将倍频区、混频区、滤波区、放大区以及隔离区隔离开来，竖向槽供隔离闸门嵌入，隔离闸门的底部开设有电路通过口。
14.优选的，中频腔体和射频腔体由金属隔离层分隔开来，射频接收通道的侧壁延伸出中频连接腔，中频连接腔中设置有贯穿金属隔离层的中频连接接头，中频电路和射频接收电路通过中频连接接头电连接，射频发射通道的侧壁延伸出基带连接腔体，基带连接腔体中设置有贯穿金属隔离层的基带连接接头，下壳体的侧壁设置有基带端口，基带端口通过基带连接接头电连接射频发射电路。
15.本发明的有益效果是：本发明公开了一种小型化多频段通信一体机，包括上下配合连接的上壳体和下壳体，上壳体的侧壁设置有控制接口，上壳体的内部设置有和控制接口电连接的控制电路板，上壳体中具有多个独立的本振信号腔，本振信号腔用于设置和控制电路板电连接的本振电路板，下壳体具有中频电路腔和供电腔，中频电路腔用于设置中频电路，供电腔用于设置供电电路，下壳体还具有射频接收通道和射频发射通道，射频接收通道内设置有射频接收电路，射频发射通道内设置有射频发射电路，射频接收电路和射频发射电路电连接本振电路板。该小型化多频段通信一体机实现了小型化，同时接口设计优化简洁，能够多频段通信作业，集成一体化较高，信号接发灵敏，隔离度高。
附图说明
16.图1是本发明小型化多频段通信一体机一实施例结构示意图；
17.图2是图1所示实施例的分解示意图；
18.图3是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中上壳体分解示意图；
19.图4是图3所示实施例中控制腔体示意图；
20.图5是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中下壳体分解示意图；
21.图6是图5所示实施例进一步分解示意图；
22.图7是图5所示实施例中射频腔体示意图；
23.图8是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中贯穿接口示意图；
24.图9是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中本振接头分解示意图；
25.图10是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中ku频段射频发射通道的结构示意图；
26.图11是图7所示实施例中a部分局部放大示意图；
27.图12是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中通道隔离盖板示意图；
28.图13是本发明小型化多频段通信一体机另一实施例中控制接口示意图。
具体实施方式
29.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
30.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
31.结合图1-图7，该小型化多频段通信一体机包括上下配合连接的上壳体1和下壳体2，实现了快速组装和拆卸，上壳体1的侧壁设置有控制接口t1，上壳体1的内部设置有和控制接口t1电连接的控制电路板(图中未示)，上壳体1中具有多个独立的本振信号腔3，本振信号腔3用于设置和控制电路板电连接的本振电路板(图中未示)，下壳体2具有中频电路腔4和供电腔5，中频电路腔4用于设置中频电路，供电腔5用于设置供电电路，下壳体2还具有射频接收通道6和射频发射通道7，射频接收通道6内设置有射频接收电路，射频发射通道7内设置有射频发射电路，射频接收电路和射频发射电路电连接本振电路板，上述分层设置形式不仅实现了小型化，而且增强了集成一体化程度，可以多频段通信工作。
32.优选的，该小型化多频段通信一体机的尺寸为80
×
60
×
24mm3，体积小，重量轻，符合小型化要求。
33.优选的，上壳体1包括相互隔离的本振腔体和控制腔体，本振腔体和控制腔体之间设置有金属隔离板11，增强隔离度，多个本振信号腔3位于本振腔体，且各个本振信号腔3之间由金属隔离壁31分隔开来，进一步增强彼此的隔离度，使得屏蔽性能良好，控制电路板位于控制腔体，下壳体2具有相互分隔而成的中频腔体21和射频腔体22，中频电路腔4和供电腔5位于中频腔体21，射频接收通道6和射频发射通道7位于射频腔体22，分层设置加强空间利用率，同时也便于后期拆卸维护。
34.利用金属隔离壁31将本振腔体分割为多个独立的本振信号腔3，隔绝了各个腔体间的能量辐射，降低了信号间干扰，提高了电磁兼容性。
35.优选的，上壳体1的内部设置有晶振体13，与之对应的，下壳体2的内部设置有用于容纳晶振体13的晶振体腔室26，具体的，晶振体13设置在控制腔体，晶振体腔室26设置在中频腔体21，晶振体腔室26的形状与晶振体13的形状相适配，晶振体腔室26为凹槽，当上壳体1和下壳体2上下配合连接时，晶振体13的一部分位于控制腔体内，另一部分位于中频腔体21内，避免了上壳体1或下壳体2二者之一完全容纳晶振体13，减少了整体壳体的厚度，利于实现小型化，同时，该种设置也会利于上壳体1和下壳体2在上下配合连接时以该晶振体13为对准点的快速对准。
36.优选的，控制电路板和本振电路板之间通过贯穿接口8电连接，由此向本振电路板输入参考源信号并向本振电路板输入控制信号，使得本振电路板产生本振信号，贯穿接口8贯穿金属隔离板11。
37.优选的，本振信号腔3为四个，射频接收通道6为一个，射频发射通道7为三个，射频腔体22还包括电源腔，电源腔内设置有用于为射频接收电路和射频发射电路供电的电源电路。
38.进一步优选的，本振信号腔3包括第一腔、第二腔、第三腔和第四腔，第一腔为缺少一角的长方形，第二腔呈l型，第一腔和第二腔紧邻，第三腔为阶梯型，第四腔呈与第三腔互补的阶梯型，第四腔和第三腔紧邻，第三腔和第二腔紧邻。
39.优选的，再结合图8，贯穿接口8包括金属连接芯81和隔绝层82，多根金属连接芯81相互独立且成列设置，金属连接芯81竖向穿过隔绝层82，隔绝层82与金属连接芯81相互绝缘，减少走线，直接沟通上壳体1上层的供电电路和上壳体1下层的电源电路。
40.贯穿接口8均靠近金属隔离壁31设置，便于放置电路板，减少电路板不必要的开孔，利于电路板上走线的排布，精简化开孔和走线。
41.优选的，上壳体1内还设置有贯穿金属隔离板11且与本振电路板电连接的本振接头b1，本振电路板与本振信号腔3相适配，本振电路板上开设有与金属连接芯81一一对应电连接的连接芯接孔，本振电路板上开设有与本振接头b1电连接的连接孔，连接孔的位置与本振接头b1的位置相对应。
42.优选的，控制电路板与控制腔体适配，控制电路板上开设有与控制接口t1的接线端对应电连接的接口孔，控制电路板上开设有与金属连接芯81一一对应电连接的连接芯接孔，控制电路板上开设有供本振接头b1穿过的过孔，过孔位置与本振接头b1的位置相对应，控制电路板上还开设有用于容纳晶振体13的通孔，通孔的形状与晶振体13的形状相适配，且位置相互对应。
43.优选的，本振电路板包括锁相区和放大区，锁相区具有锁相模块，放大区具有低噪声放大模块和供电模块，锁相模块电连接贯穿接口和低噪声放大模块，低噪声放大模块电连接供电模块。
44.优选的，控制电路板包括参考源电路区、控制区以及接口区，接口区具有与控制接口电连接的接口模块，参考源电路区具有电源模块、分路模块以及放大模块，控制区具有单片机、控制开关模块以及电压转换模块，控制开关模块电连接单片机和电压转换模块，分路模块电连接放大模块和贯穿接口。
45.优选的，上壳体1或/和下壳体2的外侧设置有多个安装耳a1，安装耳a1上开设有安装孔，一方面可利用安装孔将壳体紧固或固定起来，另一方面还可通过安装耳将壳体抬起，便于壳体的位置移动。
46.优选的，中频腔体21的内部设置有可拆卸的凹陷板10，凹陷板10上的金属隔离壁101将凹陷板10分隔为中频电路腔4，在凹陷板10靠近供电腔5的一侧开设有用于连通供电腔5的缺口102，金属隔离壁101贴近下壳体2的侧壁的位置设置有接头孔k1，下壳体2的侧壁上设置有中频输出接头k2，中频电路通过接头孔k1电连接中频输出接头k2。
47.凹陷板10的设置将下壳体2内部分层隔开，增强电路之间的隔离度，减小电路之间的辐射干扰，其次，增加了下壳体2内部可安装电路器件的面积，使得整体壳体的体积进一步减小，实现小型化，同时，由于凹陷板10是电路的载体之一，在这个壳体进行组装和拆卸时凹陷板10和凹陷板10上的电路会被整体带动，加快了电路安装和拆除的速度，也方便了后期对电路的检查和维修。
48.优选的，金属隔离壁101在中频电路腔4中延伸，并将中频电路腔4分割成若干相互连通的腔体区，腔体区包括第一腔体区41、第二腔体区42、第三腔体区43、第四腔体区44和第五腔体区45，若干腔体区的设置形式使得中频电路划分为几个区域，使得区域之间的电
磁辐射影响降低，而金属隔离壁101的设置一方面隔绝了中频电路腔4内的能量辐射，降低了信号间干扰，提高了电磁兼容性，另一方面由于金属隔离壁101与中频电路腔4中的电路板形状相适配，可以更好的与电路板配合，限制电路板在水平方向的位移，增强电路板稳定性。
49.优选的，射频接收通道6和射频发射通道7为相互平行且具有间隔的直线型通道，射频接收通道6具有本振接收端61和射频接收端62，本振接收端61远离下壳体2的侧壁，用于接收本振信号，射频接收端62靠近下壳体2的侧壁，下壳体2的侧壁设置有接收接头t2，接收接头t2电连接射频接收端62；射频发射通道7具有本振接收端71和射频输出端72，本振接收端72远离下壳体2的侧壁，用于接收本振信号，射频输出端72靠近下壳体2的侧壁，下壳体2的侧壁设置有输出端头t3，输出端头t3电连接射频输出端72，射频接收通道6的本振接收端61和射频发射通道7的本振接收端71用于接收本振信号，接收接头t2和输出端头t3分别对立设置在下壳体2的两个侧壁上，排布整齐，接头类别划分简洁明确，为接头的快速识别和使用提供便利。
50.优选的，中频腔体21和射频腔体22由金属隔离层12分隔开来，增强隔离度。
51.优选的，再结合图9，本振接收端61内设置有贯穿金属隔离层12的本振接头b1，本振接头b1包括连接体b11和连接帽b12，连接体b11包括连接内芯b111以及套设在连接内芯b111上的连接外套b112，连接帽b12分别套设在连接外套b112的顶端和底端，连接帽b12具有内腔，内腔中设有用于插入连接内芯b111的连接针b13，连接帽b12的外部也设置有连接针b13。
52.进一步优选的，连接内芯b111的外表面还套设有绝缘层b14，绝缘层b14使得连接内芯b111与连接外套b112绝缘，避免连接内芯b111与除了连接针b13以外的器件导通。
53.进一步优选的，在连接外套b112上开设有竖向的槽b1121。
54.优选的，射频接收通道6和射频发射通道7中设置有倍频区、混频区、滤波区、放大区以及隔离区，射频接收通道6和射频发射通道7的侧壁开设有用于和电源电路电连接的电源通道口d1。
55.进一步优选的，射频接收通道6为ka频段射频接收通道，且从本振接收端61到射频接收端62包括依次设置的倍频区、混频区、滤波区、放大区以及隔离区，在倍频区内设置有倍频芯片hmc578，在混频区内设置有混频芯片hmc524，在滤波区内设置有滤波芯片simf30r25/1r8-7w2，在放大区内设置有依次布置的低噪声放大芯片cha2069和放大芯片cgy2128uh/c1，在隔离区内设置有隔离器wg2802a1，放大芯片cgy2128uh/c1通过高阻抗线电连接隔离器wg2802a1，隔离器wg2802a1又通过高阻抗线电连接接收接头t2，在ka频段射频接收通道的侧壁还开设有用于和电源电路电连接的电源通道口d1。
56.优选的，再结合图10，射频发射通道7包括ku频段射频发射通道73、ka频段射频发射通道74以及x频段射频发射通道75，每个射频发射通道均具有一个本振接收端71和一个射频输出端72，从ku频段射频发射通道73的本振接收端71到其射频输出端72包括依次设置的放大区p1、混频区p2、滤波区p3、二次放大区p4以及隔离区p5，在放大区p1内设置有驱动放大芯片ipa-0414-21，在混频区p2内设置有混频芯片nc17121c-912，在滤波区p3内设置有滤波芯片simf12r5/1-7d3，在二次放大区p4内依次设置有低噪声放大芯片cha3666和增益放大芯片nc6619c-010，在隔离区p5内设置有隔离器wg902a23，增益放大芯片nc6619c-010
通过高阻抗线电连接隔离器wg902a23，隔离器wg902a23又通过高阻抗线电连接输出端头t3，在ku频段射频发射通道73的侧壁还开设有用于和电源电路电连接的电源通道口d1，至于ka频段射频发射通道、x频段射频发射通道以及ka频段射频接收通道的通道结构与ku频段射频发射通道的通道结构类似，这里不再赘述。
57.进一步优选的，在二次放大区p4中还包括了低噪声放大区p41和增益放大区p42，在低噪声放大区p41内设置低噪声放大芯片cha3666，在增益放大区p42内设置有增益放大芯片nc6619c-010。
58.进一步优选的，隔离区p5为沿着ku频段射频发射通道73的侧壁向外横向延伸出的方形腔体，隔离器设置在隔离区p5内。
59.优选的，从ka频段射频发射通道的本振接收端到其射频输出端包括依次设置的倍频区、混频区、滤波区、放大区以及隔离区，在倍频区内设置有倍频芯片hmc576，在混频区内设置有混频芯片hmc524，在滤波区内设置有滤波芯片sims25r6/1r6-4w2，在放大区内设置有低噪声放大芯片cha2069，在隔离区内设置有隔离器wg2602a3，隔离器wg2602a3又通过高阻抗线电连接输出端头t3，在ka频段射频发射通道的侧壁还开设有用于和电源电路电连接的电源通道口d1。
60.优选的，从x频段射频发射通道的本振接收端到其射频输出端包括依次设置的放大区、混频区、滤波区、多级放大区以及隔离区，在放大区内设置有驱动放大芯片ipa-0414-21，在混频区内设置有混频芯片hmc520，在滤波区内设置有滤波芯片simf8r2/r6-6e3，在多级放大区内设置有依次布置的放大器、驱动放大芯片ipa-0414-21、增益放大芯片nc6619c-010、功率放大芯片wfd080120-p39-1，在隔离区内设置有隔离器wg902a12，功率放大芯片wfd080120-p39-1通过高阻抗线电连接隔离器wg902a12，隔离器wg902a12又通过高阻抗线电连接输出端头t3，在x频段射频发射通道的侧壁还开设有用于和电源电路电连接的电源通道口d1。
61.优选的，高阻抗线的宽度为0.74mm。
62.优选的，再结合图11，射频接收通道6和射频发射通道7上设置有多个竖向槽c1和隔离闸门c2，隔离闸门c2用于将倍频区、混频区、滤波区、放大区以及隔离区隔离开来，竖向槽c1供隔离闸门c2嵌入，隔离闸门c2的底部开设有电路通过口c21。
63.进一步优选的，电路通过口c21的横向宽度与射频接收通道6和射频发射通道7内设置的通过电路通过口c21的电路板的宽度相适配，一方面可使得电路通过该隔离闸门c2而不影响电路正常工作，另一方面由于电路通过口c21的横向宽度与电路板宽度相适配，可起到限制电路板横向方向晃动的作用，同时该隔离闸门c2嵌入竖向槽c1中，也限制着电路板竖向方向的移动，这就使得隔离闸门c2可将电路板牢牢卡紧在通道内。
64.隔离闸门c2将射频接收通道6和射频发射通道7内的各个区进行隔离，确保各个区之间的隔离度，保证各个区之间彼此不影响。
65.进一步优选的，电源通道口d1也设置有隔离闸门c2。
66.优选的，射频接收通道6的侧壁延伸出中频连接腔23，中频连接腔23中设置有贯穿金属隔离层11的中频连接接头z1，中频电路和射频接收电路通过中频连接接头z1电连接，射频发射通道7的侧壁延伸出基带连接腔体24，基带连接腔24体中设置有贯穿金属隔离层11的基带连接接头j1，下壳体2的侧壁设置有基带端口t4，基带端口t4通过基带连接接头j1
电连接射频发射电路。
67.优选的，在中频腔体21中、凹陷板10下方开设有中间腔体25，通过设置贯穿金属隔离层11的中频连接接头z1和基带连接接头j1可直接使得射频腔体22的射频接收电路与中频腔体21的中频电路电连接、射频腔体22的射频发射电路与接收基带信号的基带端口t4电连接，省去了不必要的布线，减少布线所需要的空间，简单而高效，使得壳体趋向小型化。
68.优选的，再结合图12，还包括用于盖合射频接收通道6和射频发射通道7的通道隔离盖板g1、盖合中频腔体21的上隔离盖板s1以及盖合射频腔体22的下隔离盖板s2，上述隔离盖板的设置增强了壳体的屏蔽性和抗辐射性，屏蔽外界电磁波对内部电路的影响和内部产生的电磁波向外辐射。
69.优选的，还包括用于盖合上壳体1的屏蔽盖板g2，屏蔽盖板g2屏蔽外界电磁波对内部电路的影响和内部产生的电磁波向外辐射。
70.进一步优选的，通道隔离盖板g1的形状与射频接收通道6和射频发射通道7的形状相适配，增强了各个通道间的隔离度，降低通道间的电磁辐射影响。
71.进一步优选的，通道隔离盖板g1分为射频接收盖板g11和射频发射盖板g12，射频接收盖板g11为单独一个盖板，而射频发射盖板g12则包括三个连接在一起的ku频段发射盖板g121、ka频段发射盖板g122和x频段发射盖板g123，三者相互连接为一体有利于盖板拆卸时的便捷，为后期检查和维修提供便利。
72.优选的，如图13所示，控制接口t1具有接线端t11，接线端t11电连接控制电路板，控制接口t1还包括与接线端t11对应连接的外部连接端t12，外部连接端t12与接线端t11相互垂直，缩小该控制接口t1在水平方向上的占用面积，符合小型化要求。
73.基于以上实施例，本发明公开了一种小型化多频段通信一体机，包括上下配合连接的上壳体和下壳体，上壳体的侧壁设置有控制接口，上壳体的内部设置有和控制接口电连接的控制电路板，上壳体中具有多个独立的本振信号腔，本振信号腔用于设置和控制电路板电连接的本振电路板，下壳体具有中频电路腔和供电腔，中频电路腔用于设置中频电路，供电腔用于设置供电电路，下壳体还具有射频接收通道和射频发射通道，射频接收通道内设置有射频接收电路，射频发射通道内设置有射频发射电路，射频接收电路和射频发射电路电连接本振电路板。该小型化多频段通信一体机实现了小型化，同时接口设计优化简洁，能够多频段通信作业，集成一体化较高，信号接发灵敏，隔离度高。
74.以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。