[发明专利]一种毛纽扣弹性连接器及微波信号垂直传输电路结构

说明书

本发明涉及一种毛纽扣弹性连接器及微波信号垂直传输电路结构，用于解决微波信号垂直传输的技术问题。垂直传输电路结构由上下两层微波电路板、毛纽扣弹性连接器、金属屏蔽壳体组成。毛纽扣弹性连接器的内导体两端均为毛纽扣弹针，下端设计四个接地柱，上端设计开缝膨胀结构。开缝膨胀结构有4片弹性簧片组成，具有一定的弹性伸缩量。毛纽扣弹性连接器垂直安装在微波电路板上，内导体和微带线弹性接触互联，开缝膨胀端和金属屏蔽壳体的圆孔过盈配合。通过上述电路结构，实现了微波信号低损耗、高可靠垂直传输。与其他垂直互联技术相比，本发明具有小型化、低损耗、宽频带、易集成、高可靠等优点。

技术领域

本发明属于微波毫米波电路技术领域，具体是一种毛纽扣弹性连接器及微波信号垂直传输电路结构，可应用于瓦片式多通道T/R组件或其他高集成度3D微波组件中。

背景技术

近年来，随着雷达技术的发展，对电子装备的要求大幅提升。电子装备正在向小型化、轻量化、高集成、高可靠性方向发展。特别是在机载、无人机载、弹载等武器平台中，要求电子装备的体积越来越小、重量越来越轻。

在有源相控阵雷达系统中，T/R组件是最关键的部件。T/R组件的电气性能、体积、重量、集成度、可靠性决定着有源相控阵雷达系统的整体性能。随着相控阵技术的发展，传统砖块式T/R组件已经无法满足小型化、多功能、高集成的两维有源相控阵雷达的设计需求。取而代之的是瓦片式T/R组件设计技术。

瓦片式T/R组件设计技术是指在二维电路的基础上向三维空间发展，形成多层立体组装电路结构的技术。与传统组装技术比较，面向三维设计的瓦片式T/R组件具有小型化、轻量化、高集成的技术优势。

瓦片式T/R组件设计技术的关键在于如何实现上下层平面电路的垂直互联。通过有效的垂直互联，可以大大减小T/R组件体积，提高模块集成度。研究微波信号垂直传输电路结构，对于提升瓦片式T/R组件的集成度和整体性能具有重要意义。

目前，在微波组件设计中采用的垂直传输电路结构主要有四类。第一类是传统的同轴连接器传输形式，如SMP，SSMP等，此类形式尺寸相对较大，不易在X波段以上的高密度微波组件中使用。第二类是多层电路板间BGA焊球传输形式，此类形式传输损耗较大，抗振动差，而且BGA焊球不易返修，维修性差。第三类是基于MEMS技术的硅通孔传输形式，此类形式工艺特殊，仅适用于MEMS硅腔多层间传输，适应性不强。第四类是基于毛纽扣的弹性传输形式，其接触形式为弹性连接，集成性和通用性好。

发明内容

要解决的技术问题

本发明针对瓦片式多通道T/R组件微波信号垂直传输的技术问题，设计一种毛纽扣弹性连接器及小型化、低插损、宽频带、高可靠的微波垂直传输电路结构，同时在垂直传输结构的上下层微波电路板上设计匹配电路，从而实现瓦片式T/R组件内上下层射频信号的垂直传输。

技术方案

一种毛纽扣弹性连接器，其特征在于包括内导体和外导体，所述的内导体为毛纽扣金属弹性体；所述的外导体包括上端、中部和下端，其中上端为开缝膨胀结构，中部为基座，其直径大于上端的直径，下端设有接地柱。

优选地：所述的开缝膨胀结构由4片弹性簧片构成，4片弹性簧片在涨口状态下和圆孔过盈配合状态下直径差为0.1mm。

优选地：所述的毛纽扣弹性连接器的外导体为铜合金材料。

优选地：所述的接地柱个数为4。

一种微波信号垂直传输电路结构，其特征在于包括毛纽扣弹性连接器、上下两层微波电路板和金属屏蔽框；所述的金属屏蔽框墙中设有穿毛纽扣弹性连接器的通孔，其中通孔为上细下粗结构，细孔与毛纽扣弹性连接器外导体的开缝膨胀端过盈配合，粗孔与毛纽扣弹性连接器外导体的中部基座间隙配合；毛纽扣弹性连接器内导体两端分别与上下两层微波电路板连接。