一种基于微波混合集成技术的手持式微波综合测试仪

摘要

本发明涉及微波技术领域，具体涉及一种基于微波混合集成技术的手持式微波综合测试仪，包括仪器内部的微波组件和外围电路，仪器外部的外壳，外壳上设置有对外接口，所述微波组件采用混合集成电路设计，包括由铝硅复合材料制成的铝硅封装体，铝硅封装体的一面设置有结构腔，结构腔内壁安装有微波芯片和连接微波芯片的陶瓷电路，结构腔外安装有盖板，具有减小微波综测仪整机尺寸和重量，提高系统可靠性，有效解决微波综测仪便携化问题的优点，同时保证了微波综测仪的超宽带测试性能，工作频带较宽，方便现场测试，提高测试效率。

说明书

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体涉及一种基于微波混合集成技术的手持 式微波综合测试仪。

背景技术

微波综合测试仪(以下简称“微波综测仪”)在单台仪器上可完成信号 发生、频谱分析、幅度测量、矢量参数测量等功能，由于集成度高，测试功 能丰富，是微波测试领域常用测试设备。微波综测仪主要用于雷达、电子对 抗及通信等复杂电子设备的现场测试维护和故障排除等，对带宽、轻量化便 携性需求较高。

现有的便携式微波综测仪以高频PCB板设计实现，目前PCB板材的高频 特性不足，决定了其不具备超宽带工作能力，难以满足超宽带测试需求。基 于微波混合集成技术的微波综测仪的核心部件为混合集成的微波组件，工作 频带宽，性能高，但是微波组件的功能分散，模块间集成度不够，空间占用 大，使得整机体积相应变大；微波组件的封装常用铜及铜合金(如钨铜、钼 铜)、可伐合金等，材料密度较大，使得整机重量大，便携性较差，不便于 现场测试。因而有必要研制一种更加轻便的超宽频带手持式微波综测仪，方 便现场测试，提高测试能力。

对基于微波混合集成技术的微波综测仪进行轻小化设计，是实现超宽频 带手持式微波综测仪的有效方法。如何减小微波综测仪体积和重量，是现有 技术面临的主要问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，实现微波综测仪的轻小化设计，本发明提出 了一种基于微波混合集成技术的手持式微波综合测试仪，具有减小微波综测 仪整机尺寸和重量，提高系统可靠性，有效解决微波综测仪便携化问题的优 点，同时保证了微波综测仪的超宽带测试性能，工作频带较宽，方便现场测 试，提高测试效率。

本发明的技术方案为：一种基于微波混合集成技术的手持式微波综合测 试仪，包括仪器内部的微波组件和外围电路，仪器外部的外壳，外壳上设置 有对外接口，所述微波组件采用混合集成电路设计，包括由铝硅复合材料制 成的铝硅封装体，铝硅封装体的一面设置有结构腔，结构腔内壁安装有微波 芯片和连接微波芯片的陶瓷电路，结构腔外安装有盖板。

本发明通过选用合理的加工材料，减轻了仪器重量；结构设计实现了结 构的密封性，有较好的电磁屏蔽效果；微波组件采用混合集成电路设计的方 式，提高了整机的集成度；整体设计增强了手持式微波综测仪在室外高湿、 多尘及复杂电磁等恶劣环境下的工作能力。

作为优选，所述微波芯片为硅基的微波集成电路。其膨胀系数与由铝硅 复合材料制成的铝硅封装体相匹配。

作为优选，所述陶瓷电路为陶瓷基底的微带电路。其膨胀系数与由铝硅 复合材料制成的铝硅封装体相匹配。

作为优选，所述微波芯片和陶瓷电路粘接或焊接到结构腔内壁。装配工 艺为将微带电路和微波芯片按照设计排列组合粘接到结构腔底部，结构腔内 壁作为公共地，提供电流回路。

作为优选，所述铝硅封装体可选用铝硅成分占比不同的铝硅复合材料。 微波芯片和陶瓷电路如采用导电胶直接粘接到腔体上，如膨胀系数如果不匹 配，由于工作环境温差大，容易造成导电胶开裂或基片受损。结合微波综测 仪的使用环境及工作条件，选用膨胀系数匹配的铝硅复合材料，可避免上述 问题。

作为优选，所述铝硅封装体内部镀金，外部导电氧化，表面进行超细晶 粒喷砂处理。可提高导电率，保证混合集成组件微波信号馈电通道的电性能 和电磁屏蔽，还可以提高封装外表面的抗腐蚀能力。

作为优选，所述铝硅封装体上设置有螺孔，所述螺孔内设置有钢丝螺套， 所述盖板通过螺孔和螺丝安装到铝硅封装体上。可使螺丝与整机结构间紧密 贴合，确保混合集成组件与安装板或印制板之间纵向紧密接触，实现良好的 导热导电效果。

作为优选，所述铝硅封装体通过热管连接到整机散热片，整机散热片通 过风扇将机内热量排出机壳。多功能模块化的微波组件极大的提高了系统集 成度，电路结构紧凑，限制了散热效果，根据结构尺寸和整机风道结构优化 铝硅封装的导热及散热片设计，采用热管将混合集成组件热量传输至整机散 热片，并通过散热片上的风扇排出机壳，解决了集成度提高带来的散热难度 增大的问题。

本发明的有益效果是：

(1)减小了整机体积和重量，便携性提高。本发明中的微波组件选用 铝硅材料，密度较小，接近现有技术中铜材料密度的四分之一，可以实现微 波综测仪整机减重一半以上，更加轻便，微波集成组件进行多功能模块化设 计，提高整机集成度，体积小重量轻，紧凑便携。

(2)超宽带工作能力。相比于现有技术的高频PCB板，本发明的微波 组件采用混合集成电路的方式，具有更大的带宽。

(3)环境适应性更强：铝硅材料性质稳定，易加工，通过结构设计和 合适的加工工艺可增强水密性，提高电磁屏蔽能力，表面处理可提高抗腐蚀 能力，提高微波综测仪应对室外高湿、多尘、复杂电磁环境等恶劣条件的能 力。

(4)适合微波集成工艺：内部表面镀金，满足焊接，粘接等混合集成 工艺要求，结构腔的热膨胀系数与芯片及陶瓷电路的热膨胀系数匹配更好， 可直接焊接不经过垫片，简化工艺降低成本。

附图说明

为了清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，线面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整机结构示意图。

图2为本发明的铝硅封装体平面结构示意图。

图3为本发明的铝硅封装体立体结构示意图。

图中，1：微波组件；2：外围电路；3：外壳；4：对外接口；5：铝硅 封装体；6:结构腔；7:微波芯片；8：陶瓷电路；9：盖板；10：螺丝。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种基于微波混合集成技术的手持式微波综合测试仪，包括仪器内部的 微波组件1和外围电路2，仪器外部的外壳3，外壳3上设置有对外接口4， 所述微波组件1采用混合集成电路设计，包括由铝硅复合材料制成的铝硅封 装体5，铝硅封装体5的一面设置有结构腔6，结构腔6内壁安装有微波芯 片7和连接微波芯片7的陶瓷电路8，结构腔外安装有盖板9。

所述微波芯片7为硅基的微波集成电路，陶瓷电路8为陶瓷基底的微带 电路，微波芯片7和陶瓷电路8焊接到结构腔6内壁。

铝硅封装体5采用内部镀金，外部导电氧化的封装方式；铝硅封装体5 上设置有螺孔，螺孔内设置有钢丝螺套，盖板9通过螺孔和螺丝10安装到 铝硅封装体5上，铝硅封装体5通过热管连接到整机散热片，整机散热片通 过风扇将机内热量排出机壳。

实施例2：

一种基于微波混合集成技术的手持式微波综合测试仪，包括仪器内部的 微波组件1和外围电路2，仪器外部的外壳3，外壳3上设置有对外接口4， 所述微波组件1采用混合集成电路设计，包括由铝硅复合材料制成的铝硅封 装体5，铝硅封装体5的一面设置有结构腔6，结构腔6内壁安装有微波芯 片7和连接微波芯片7的陶瓷电路8，结构腔外安装有盖板9。

所述微波芯片7为硅基的微波集成电路，陶瓷电路8为陶瓷基底的微带 电路，微波芯片7和陶瓷电路8粘接到结构腔6内壁，可选用铝硅成分占比 不同的铝硅复合材料，以避免在环境温差较大的条件下，膨胀系数不匹配造 成的导电胶开裂或基片受损的问题。。

铝硅封装体5采用内部镀金，外部导电氧化的封装方式，铝硅封装体5 上设置有螺孔，螺孔内设置有钢丝螺套，盖板9通过螺孔和螺丝10安装到 铝硅封装体5上，铝硅封装体5通过热管连接到整机散热片，整机散热片通 过风扇将机内热量排出机壳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。