[實用新型]一種矩陣一體化集成裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920487614.5
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN210432012U
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石玉;尉旭波;徐瑞豪;胡越;武凱璇;毛云山;鐘聲越;陳成
• 申請（專利權(quán)）人: 成都興仁科技有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H05K1/16;H01P5/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 馬超前

本實用新型公開了一種矩陣一體化集成裝置，為多層結(jié)構(gòu)，在表層PCB基板上布置FPGA控制模塊和信號處理模塊，中間層設(shè)置若干基板地層和若干水平錯位布置的帶狀線功分器，水平錯位的帶狀線功分器與基板地層交錯布置；帶狀線功分器內(nèi)埋在PCB基板內(nèi)，所述帶狀線功分器與其兩側(cè)均設(shè)有的介質(zhì)和金屬地板一起構(gòu)成一個疊壓單元，且介質(zhì)布置在內(nèi)側(cè)，金屬地板布置在外側(cè)。本實用新型減少了功分器與開關(guān)間的轉(zhuǎn)換金屬接頭，極大程度地減小了該集成開關(guān)裝置的尺寸，改善了矩陣開關(guān)的性能，更便于焊接裝備，成本很低，具有很強(qiáng)的實用價值，可操作性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及通信射頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用PCB內(nèi)嵌多路功分器的全交換矩陣一體化集成裝置。

背景技術(shù)

射頻矩陣開關(guān)全矩陣主要實現(xiàn)多天線與多接收機(jī)間的轉(zhuǎn)換，通過控制電路開啟與閉合，將多路輸入設(shè)備傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘栍羞x擇性地傳輸?shù)讲煌妮敵鲈O(shè)備上，實現(xiàn)點對多點的全交換傳輸。

全矩陣主要由功分器和開關(guān)兩部分實現(xiàn)，其性能好壞將直接影響信號傳輸?shù)男阅苤笜?biāo)。

在傳統(tǒng)的矩陣開關(guān)中，N個1分N模塊的N*N端口與另外的N個 1分N模塊的N*N端口射頻隔離匹配互聯(lián)。一個N*N射頻端矩陣的任意單元ij與其轉(zhuǎn)置矩陣的任意單元ji的實現(xiàn)射頻隔離匹配互聯(lián)，如圖1所示。盲插接頭對插困難，裝配難度較大，且在具有不定公差的情況下極易損壞。因此，這種結(jié)構(gòu)開關(guān)矩陣對工藝制造的精確度有極高的要求，也就導(dǎo)致了此開關(guān)矩陣的成本較高。

近年來出現(xiàn)的M×N全交換矩陣開關(guān)，將一份N功分器、一份M 開關(guān)設(shè)計為獨立模塊，外端通過接頭盲插或電纜實現(xiàn)射頻隔離匹配互聯(lián)，該方式用到大量的金屬腔體、大量的接頭導(dǎo)致整個全矩陣的體積大、價格高、生產(chǎn)裝配復(fù)雜。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種矩陣一體化集成裝置。矩陣開關(guān)的特點是射頻信號可以通過N個輸入端，任意且等同的傳輸?shù)絅個輸出端上，也就是，可以在任意時刻從 N個輸出端接收到N個輸入端中任意端口的信號。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種矩陣一體化集成裝置，為多層結(jié)構(gòu)，在表層PCB基板上布置 FPGA控制模塊和信號處理模塊，中間層設(shè)置若干基板地層和若干水平錯位布置的帶狀線功分器，水平錯位的帶狀線功分器與基板地層交錯布置；

帶狀線功分器內(nèi)埋在PCB基板內(nèi)，所述帶狀線功分器與其兩側(cè)均設(shè)有的介質(zhì)和金屬地板一起構(gòu)成一個疊壓單元，且介質(zhì)布置在內(nèi)側(cè)，金屬地板布置在外側(cè)；

在一個疊壓單元內(nèi)，帶狀線兩側(cè)的介質(zhì)中，沿帶狀線兩側(cè)等間距地布置大量通孔，所有通孔與兩側(cè)的金屬地板相連，并共同形成獨立新型介質(zhì)微型隔離腔體，將該腔體內(nèi)帶狀線功分器單獨隔離；

多個疊壓單元水平錯位布置，相鄰疊壓單元金屬地板貼合相連，并利用在該金屬地板中設(shè)置的埋孔疊壓在一起，構(gòu)成多層水平錯位帶狀線功分器疊壓成型結(jié)構(gòu)。

表層PCB基板，具有機(jī)械金屬腔體，用于將各通道的鏈路元件隔離分腔；

輸入/輸出口采用同軸線從外腔體表面連接至表層PCB基板各通道的微帶線上；

中間層內(nèi)，帶狀線通過盲孔與射頻開關(guān)、電源開關(guān)相連，盲孔為布置在各射頻開關(guān)、電源開關(guān)附近的焊盤中的盤中孔；

帶狀線上連接適當(dāng)阻抗和長度特征的四分之一阻抗變換器，使所有帶狀線反射疊加結(jié)果為零。

帶狀線在四分之一波長線處由金屬化過孔連接至表層PCB基板上歸一化電阻。

所述中間內(nèi)信號處理模塊包括對信號進(jìn)行穩(wěn)壓、放大、濾波、衰減的模塊以及對各通道射頻開關(guān)、程控衰減的控制模塊、電源的開關(guān)以及外部SPI通信傳輸模塊。