[发明专利]一种层叠混装模块无引线互联结构设计方法

说明书

本发明公开了一种层叠混装模块无引线互联结构设计方法，属于信号互连技术领域。本发明提出了一种嵌入式多层浮动结构集成了光信号、微波信号、大电流信号及若干控制信号；应用在层叠结构的数字子阵中，实现子阵的超小型、轻量化、无引线及全盲插，该方法的三维互联结构集成度高、装配效率高且价格低廉。

技术领域

本发明属于信号连接器互连技术领域，涉及一种三维垂直互连结构，应用于小型化数字子阵设计中。

背景技术

当前为提高垂直互连连接器高集成度和多样性的发展，电子装备都开始向三维结构发展。尤其如有源相控阵系统，需要构建开放式、可重构、可扩展功能的阵面系统。而有源子阵作为阵面核心模块，其集成的结构形式主要分为砖式和瓦式两种。传统的砖式子阵信号整体在平面传输，设计简单，便于调试和维修，但是体积往往较大且重量较重。而瓦片式子阵结构可提高产品的集成度和功能多样性，尤其是高频率和宽频带的条件下，各功能层模块都垂直分布，配合高度集成化的电路设计，子阵可以实现更小的平面尺寸和更多的收发通道，各功能层都需通过垂直互联来实现之间的通信。因此需要通过高集成的混装模块结构解决瓦片式子阵快速简洁装配的要求。

常规的瓦片式数字子阵按功能划分为5层，如图1所示，包括第一层数字层1、第二层变频层2、第三层电源层3和第五层T/R层5四个电讯功能层，还包括第四层液冷散热层4。各功能层之间通信的信号关系及种类复杂繁多，详细如下所述：

1)对外接口信号种类包括大电流信号6、第一本振信号7、第一本振信号9、光纤信号10、时钟信号8和调试触发调试信号11；

2)第一层数字层1和第三层电源层3之间的通信信号为大电流信号6，为子阵提供输入电源；另外还有若干低频信号12，为数字层提供供电、T/R层控制转接信号、变频层控制转接信号、数据及状态监测信号等；

3)第一层数字层1与第二层变频层2之间通信信号为第一本振信号7、第二本振信号9以及一组中频信号13；

4)第三层电源层3与第五层T/R层5之间的通信信号是T/R模块的供电及低频控制信号14；

5)第二层变频层2与第五层T/R层5之间的通信信号是一组前端射频激励信号15；

6)第二层变频层2与第三层电源层3之间的通信信号时变频模块的供电及控制信号16。

由上述可知，数字子阵各功能层之间互为层叠，涉及的对外信号种类及数量极多，如何解决信号之间的超小间距互联及无引线的盲插效果是重点和难点。

发明内容

针对现有的垂直互连设计中存在的技术问题，如线缆数量繁多、布局凌乱外观性差、常规连接器尺寸较大等，解决小型化数字子阵有限空间内各功能层之间的多种复杂信号的通信互连问题，本发明提出了一种层叠混装模块无引线互联结构设计方法，以微小型连接器为主要实施和集成对象，设计了一种高集成垂直连接器结构，实现上、下两个方向的三个功能层之间的垂直互连。

本发明提出了一种层叠混装模块无引线互联结构设计方法，实现过程如下：

步骤1：设计一个集成的垂直连接器结构，包括混装模块17和基座18，其中基座的尺寸覆盖混装模块占据的尺寸范围，基座与混装模块共用一体结构，一方面可以加强混装模块插合的强度；另一方面增加的基座可向下扩展的结构安装，譬如与数字子阵的第一层固定；