Радиоэлектронный блок

Радиоэлектронный блок

Реферат

 

Использование в блоках радиоэлектронной аппаратуры. Радиоэлектронный блок содержит несущий элемент, выполненный в виде несущей печатной платы - плоской монолитной многослойной печатной платы с N 5 проводящими слоями. В ее наружных проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений. В ее внутренних проводящих слоях размещены остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов. Электрорадиоэлементы, размещенные на несущей печатной плате, сгруппированы по функциональным зонам. Имеется зона функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные - зоны функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. Каждой из функциональных зон соответствует по меньшей мере одна экранирующая земляная плоскость, выполненная в одном из внутренних проводящих слоев несущей печатной платы. Полосковые линии СВЧ узлов первой функциональной зоны выполнены непосредственно на несущей печатной плате с помощью печатных проводников, расположенных в ее проводящих слоях. В случае несимметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается в наружном проводящем слое несущей печатной платы. В качестве экрана используется расположенная в соседнем с ним внутреннем проводящем слое земляная плоскость первой функциональной зоны. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности радиоэлектронных блоков, предназначенных для приема и обработки сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС).

Особенностью конструирования радиоэлектронных блоков, осуществляющих прием и обработку сигналов СРНС, является необходимость использования в них разнородных функциональных узлов - различных аналоговых сверхвысокочастотных (СВЧ) и высокочастотных (ВЧ) схем, реализующих процессы приема и частотного преобразования шумоподобных сигналов СРНС, а также различных цифровых устройств - корреляторов, синтезаторов, синхронизаторов, процессоров, работающих на существенно более низких частотах и реализующих операции корреляционного поиска, слежения и цифровой обработки сигналов [1, с. 112, рис. 47; с. 126, рис. 64].

Поскольку конструкция радиоэлектронного блока, осуществляющего прием и обработку сигналов СРНС, должна соединять в себе указанные разнородные элементы и узлы, к тому же работающие с сигналами в диапазоне от сверхвысоких (СВЧ) частот до низких (НЧ) частот, то возникает проблема их конструктивного объединения с обеспечением электромагнитной совместимости и исключением взаимного влияния друг на друга в условиях плотной компоновки в рамках одной конструкции. При этом, в частности, имеет место чисто конструкторская задача совместного выполнения в одном блоке входных СВЧ узлов, осуществляющих прием и начальное преобразование сигналов СРНС, и последующих узлов, осуществляющих дальнейшее преобразование сигналов по частоте, цифровую их обработку и формирование выходных низкочастотных сигналов, несущих навигационную информацию, необходимую потребителю. Поскольку такая конструкторская задача не имеет общепринятого решения, то при разработке конкретных образцов техники приходится применять индивидуальные конструкторские решения и приемы.

Например, известны относящиеся к технике активных фазированных антенных решеток конструкции высокочастотных объемных модулей [2 - 4], в которых осуществляется прием СВЧ сигналов, их преобразование и цифровая обработка. Основной принцип конструирования, реализованный в [2 - 4], заключается в том, что функциональные узлы электрической схемы выполняются на отдельных микроплатах, в том числе на СВЧ микроплатах с полосковыми линиями. Эти микроплаты устанавливаются, например, в металлических рамках, а затем собираются в виде пакета в корпусе объемного интегрального герметизированного модуля. Электрические связи между микроплатами осуществляются посредством коммутационной платы, устанавливаемой перпендикулярно к торцам микроплат. Особенностью рассматриваемых высокочастотных объемных модулей является то, что собираемые в пакет микроплаты близки по конструкции, используемой элементной базе и технологии изготовления. В частности, при изготовлении микроплат используется однотипная элементная база - бескорпусные элементы IV поколения, а также единая технология типа тонкопленочной технологии изготовления интегральных СВЧ микросхем. В качестве конструкционных материалов, используемых для изготовления микроплат, применяются преимущественно поликор, полиамид, сапфир, плавленный кварц, арсенид галлия, а для коммутационной платы - брокерит. При выполнения проводников, в том числе проводников полосковых линий, производятся операции вакуумного напыления и фотолитографии. Все это удорожает рассмотренные конструкции и ограничивает область практического их использования рамками конкретной области техники, а именно техники активных фазированных антенных решеток.

Известны радиоэлектронные блоки, представляющие плоскостные конструкции, например [5, с. 51-50, рис. 2.9; с. 70-71, рис. 3.6], [6], в которых микроплаты отдельных узлов электрической схемы, в том числе и микроплаты с полосковыми линиями, размещаются горизонтально в соответствующих гнездах металлического основания, выполненного в виде монолитного корпуса, например из титана, снабженного герметично закрываемой металлической крышкой. Металлическое основание является несущим элементом конструкции, а также выполняет функции экрана. Размещение микроплат в гнездах основания, отделенных друг от друга слоем металла, позволяет в таких конструкциях решать задачи электромагнитной совместимости и исключения взаимного влияния разнородных узлов электрической схемы друг на друга. При этом использование металлического основания одновременно в качестве несущего элемента конструкции и средства для экранирования увеличивает массу и габариты конструкции.

Известен радиоэлектронный блок [7, с. 24, рис. 3.2], представляющий плоскостную конструкцию, в которой микроплаты СВЧ узлов электрической схемы, в том числе микроплаты с полосковыми линиями, установлены горизонтально на нижней стороне несущей коммутационной платы, на верхней стороне которой размещены дискретные электрорадиоэлементы. Несущая коммутационная плата установлена в герметизированном корпусе. Микроплаты и электрорадиоэлементы на несущей коммутационной плате сгруппированы по функциональным зонам. Функциональные зоны разделены экранирующими металлическими перегородками, которые размещены на верхней стороне несущей коммутационной платы. Указанная группировка по функциональным зонам и разделение функциональных зон внешними экранирующими перегородками - конструкторский прием, позволяющий в данной конструкции решить задачи электромагнитной совместимости и исключения взаимного влияния разнородных функциональных узлов друг на друга. При этом использование коммутационной платы в качестве общего несущего элемента для микроплат и электрорадиоэлементов дает возможность уменьшить габариты данной конструкции по сравнению с конструкциями, где микроплаты размещаются в гнездах металлического основания.

Общим для рассмотренных плоскостных конструкций является применение в них СВЧ узлов, выполненных на отдельных микроплатах. Такой конструкторский прием соответствует принципу конструирования, изложенному например в [5, с. 11-13], суть которого заключается в объединении простых конструктивно законченных структурных единиц в более сложные. Привлекательность такого конструкторского приема связана с простотой реализации отдельных структурных единиц. Для случая полосковой линии это можно объяснить, в частности, следующим. Как известно, характеристики полосковой линии напрямую определяются совокупностью ее геометрических размеров и свойствами используемого диэлектрического материала, который непосредственно участвует в формировании электромагнитных колебаний [5, с. 15-21]. Поэтому заданные характеристики полосковой линии проще получить и проконтролировать при выполнении ее в виде конструктивно законченного и функционально самостоятельного СВЧ узла, изготовленного, например, с использованием тонкопленочной технологии [5, с. 41-43]. Однако преимущества, связанные с относительной простотой конструктивной реализации отдельных СВЧ узлов, в том числе с полосковыми линиями, на практике приводят к увеличению габаритов и усложнению в целом конструкции радиоэлектронного блока.

В качестве прототипа заявляемого радиоэлектронного блока принят радиоэлектронный блок, описанный в [8], в котором решается задача конструктивного объединения разнородных функциональных узлов (СВЧ, ВЧ и НЧ узлов) с обеспечением их электромагнитной совместимости, исключением взаимного влияния друг на друга, устранением паразитных наводок и наведенных помех в условиях плотной компоновки в рамках одной плоскостной конструкции.

Радиоэлектронный блок [8], принятый в качестве прототипа, содержит несущий элемент, выполненный в виде плоской монолитной многослойной печатной платы - несущей печатной платы - с N 6 проводящими слоями, в которой в наружных проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS".

Электрорадиоэлементы, размещенные на несущей печатной плате, сгруппированы по функциональным зонам. Первая из функциональных зон является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные - зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. В первой функциональной зоне размещен также высокочастотный соединитель, предназначенный для подключения приемной антенны, а в последней - по крайней мере один низкочастотный соединитель, предназначенный для подключения внешних устройств.

Каждой из функциональных зон соответствует по меньшей мере одна экранирующая земляная плоскость, выполненная в одном из внутренних проводящих слоев несущей печатной платы. Каждая из функциональных зон имеет также индивидуальные цепи электропитания, расположенные в соответствии с расположением функциональных зон.

В первой функциональной зоне поступающие с приемной антенны аналоговые СВЧ сигналы, например сигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются с понижением несущей частоты с помощью соответствующих СВЧ и ВЧ функциональных узлов электрической схемы. В последующих функциональных зонах сигналы преобразуются в цифровой вид, подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре и интерфейсных элементах с формированием низкочастотных (НЧ) выходных сигналов, несущих навигационную информацию для потребителя.

Таким образом, в процессе своей обработки в радиоэлектронном блоке сигналы проходят последовательно от одной функциональной зоны к другой. При этом за счет внутриплатного экранирования, реализуемого, в частности, с помощью экранирующих земляных плоскостей функциональных зон, обеспечивается устранение паразитных наводок и наведенных помех.

Конструкторские решения и приемы, реализованные в блоке-прототипе, позволяют решать задачи электромагнитной совместимости и исключения взаимного влияния разнородных функциональных СВЧ, ВЧ и НЧ узлов в условиях их плотной компоновки в рамках одной плоскостной конструкции. При этом в блоке-прототипе остается нерешенной задача оптимизации конструкции, в частности задача обеспечения технологического и конструктивного единообразия в выполнении СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов, выполняемых на несущей печатной плате блока.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности технологического и конструктивного единообразия в выполнении элементов СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов электрической схемы радиоэлектронного блока, осуществляющего прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", в конкретных условиях его реализации на плоской монолитной многослойной печатной плате, являющейся несущим элементом конструкции.

Решение этой задачи дает возможность отказаться от использования СВЧ узлов с полосковыми линиями в микроплатном исполнении, что позволяет в целом упростить конструкцию радиоэлектронного блока, повысить технологичность его изготовления и уменьшить при прочих равных условиях габариты радиоэлектронного блока.

Сущность изобретения заключается в том, что в радиоэлектронном блоке, содержащем несущий элемент, выполненный в виде плоской монолитной многослойной печатной платы - несущей печатной платы - с N проводящими слоями, в которой в наружных проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки, электрорадиоэлементы и соединители для внешних подключений, а во внутренних проводящих слоях - остальные печатные проводники электрической схемы, предназначенной для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов, причем электрорадиоэлементы, размещенные на несущей печатной плате, сгруппированы по функциональным зонам, первая из которых является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, а остальные - зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов, при этом каждой из функциональных зон соответствует по меньшей мере одна экранирующая земляная плоскость, выполненная в одном из внутренних проводящих слоев несущей печатной платы, полосковые линии СВЧ узлов первой функциональной зоны выполнены непосредственно на несущей печатной плате с помощью печатных проводников, расположенных в ее проводящих слоях, причем в случае несимметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается в наружном проводящем слое несущей печатной платы, а в качестве экрана используется расположенная в соседнем с ним внутреннем проводящем слое земляная плоскость первой функциональной зоны, в случае симметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается во внутреннем i-ом проводящем слое несущей печатной платы, где 3 i (N - 2), N 5, а соответствующие экраны располагаются в соседних с ним (i - 1)-ом и (i + 1)-ом внутренних проводящих слоях, электрорадиоэлементы, по крайней мере связанные с полосковыми линиями, смонтированы на несущей печатной плате по технологии поверхностного монтажа, а сама несущая печатная плата выполнена с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного слоистого пластика с нормированным значением диэлектрической проницаемости в пределах 4,0 - 5,5 и толщиной слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм.

В преимущественных вариантах реализации, имеющих практическое значение, несущая печатная плата выполнена с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного эпоксидного стеклотекстолита марки FR4, а толщина слоистого пластика между соседними проводящими слоями несущей печатной платы, в которых расположены сигнальный проводник и экран полосковой линии, составляет 0,18 мм, 0,46 мм или 0,76 мм.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются на примере конструкции радиоэлектронного блока, выполняющего функцию навигационного приемника-процессора СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", использующего в качестве несущего элемента конструкции несущую печатную плату с шестью проводящими слоями (N = 6).

Чертежи, поясняющие данный пример реализации радиоэлектронного блока, представлены на фиг. 1 - 9.

На фиг. 1 представлен вид в разрезе несущей печатной платы радиоэлектронного блока в рассматриваемом примере реализации с N = 6 проводящими слоями (расположение печатных проводников и металлизированных отверстий межслойных соединений - условное); на фиг. 2 - пример, иллюстрирующий группировку по функциональным зонам электрорадиоэлементов, размещенных в наружном первом проводящем слое несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны элементов первого слоя, печатные проводники условно не показаны); на фиг. 3 - пример, иллюстрирующий группировку по функциональным зонам электрорадиоэлементов, размещенных в наружном шестом проводящем слое несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники условно не показаны); на фиг. 4 - пример рисунка печати наружного первого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока; на фиг. 5 - пример рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные); на фиг. 6 - пример рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные); на фиг. 7 - пример рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные); на фиг. 8 - пример рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные); на фиг. 9 - пример рисунка печати наружного шестого проводящего слоя несущей печатной платы в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные).

Заявляемый радиоэлектронный блок в рассматриваемом примере реализации (фиг. 1 - 9) содержит несущий элемент, выполненный в виде несущей печатной платы 1 - плоской монолитной многослойной печатной платы с N = 6 проводящими слоями. Наружный первый проводящий слой 2 несущей печатной платы 1 образует ее лицевую сторону, а наружный шестой проводящий слой 3 - тыльную сторону. Внутренние проводящие слои несущей печатной платы 1 - второй проводящий слой 4, третий проводящий слой 5, четвертый проводящий слой 6 и пятый проводящий слой 7 - отделены друг от друга и от наружных проводящих слоев 2 и 3 изолирующими слоями 8 (фиг. 1).

Несущая печатная плата 1 как несущий элемент конструкции несет на себе контактные площадки 9, печатные проводники 10, электрорадиоэлементы 11, а также высокочастотный 12 и низкочастотные 13 (13₁ и 13₂) соединители для внешних подключений, являющиеся конструктивными элементами электрической схемы, осуществляющей прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов - в рассматриваемом случае сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". При этом в наружных проводящих слоях 2 и 3 несущей печатной платы 1 размещаются контактные площадки, электрорадиоэлементы, соединители для внешних подключений и печатные проводники, а во внутренних проводящих слоях 4, 5, 6 и 7 - только печатные проводники. Межслойные соединения печатных проводников в несущей печатной плате 1 осуществляются посредством соответствующих металлизированных отверстий 14 межслойных соединений (на фиг. 1 выполнение металлизированных отверстий 14 показано условно). В случае, когда металлизированные отверстия межслойных соединений должны проходить через печатные проводники без электрического контакта с ними, в этих проводниках выполняются соответствующие окна, лишенные металлизации.

В рассматриваемом примере реализации заявляемого радиоэлектронного блока, т. е. в блоке навигационного приемника-процессора СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS", электрорадиоэлементы на несущей печатной плате 1 сгруппированы последовательно по трем функциональным зонам 15, 16 и 17 (фиг. 2, 3).

Первая функциональная зона 15 является зоной функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, осуществляющих преобразование входных аналоговых сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с понижением их несущей частоты до значения, требуемого из условий осуществления последующего аналого-цифрового преобразования. В этой же функциональной зоне размещен и высокочастотный соединитель 12, предназначенный для подключения приемной антенны.

С помощью электрорадиоэлементов, а также за счет соответствующей топологии в первой функциональной зоне выполнены полосковые линии, СВЧ полосовые фильтры, малошумящие СВЧ усилители, смесители, полосовые фильтры на поверхностно-акустических волнах, синтезаторы частот, опорный генератор. Электрорадиоэлементы первой функциональной зоны 15 представляют собой дискретные электрорадиоэлементы - конденсаторы, резисторы, электрорадиоэлементы низкой степени интеграции, например аналогичные микросхемам типа MGA-87563 фирмы HEWLETT-PACKARD (США) или МААМ 12021 М/А СОМ фирмы MOTOROLA (США) (малошумящие СВЧ усилители), а также электрорадиоэлементами средней степени интеграции, например аналогичными микросхемам типа LMX23 3 ОАТМ фирмы MOTOROLA (США) (синтезаторы частот), UPC2753 фирмы NEC (США) (преобразователи сигналов - усилители), MC13142D фирмы Motorola (США) (смесители), TX0255AR 10,00 MHz, 3V фирмы RAKON (США) (опорный генератор). Представленные примеры электрорадиоэлементов первой функциональной зоны 15 - это примеры элементной базы V поколения для техники поверхностного монтажа.

Техника (технология) поверхностного монтажа [9, с. 107-110], используемая в заявляемом радиоэлектронном блоке, позволяет реализовать максимальную плотность компоновки и минимальные габариты несущей печатной платы 1, при этом в отличие от применения бескорпусных электрорадиоэлементов IV поколения не требуется дополнительной общей герметизации радиоэлектронного блока, поскольку элементная база V поколения - это корпусированные электрорадиоэлементы.

Последующие вторая 16 и третья 17 функциональные зоны несущей печатной платы 1 являются зонами функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов.

Вторая функциональная зона 16 является зоной, где осуществляется преобразование в цифровой вид сигналов, поступающих из первой зоны 15. В состав электрорадиоэлементов второй функциональной зоны 16 входят компараторы, аналогичные, например, компараторам средней степени интеграции типа MAX962ESA фирмы MAXIM (США). Указанные компараторы относятся к электрорадиоэлементам V поколения, предназначенным для поверхностного монтажа.

Третья функциональная зона 17 является зоной чисто цифровой обработки сигналов. В этой зоне размещены электрорадиоэлементы сверхвысокой степени интеграции, осуществляющие многоканальное корреляционное преобразование сигналов СРНС, например цифровые корреляторы типа 1836ВЖ1, 1836ВЖ1-01 (Россия) или ASIC фирмы SAMSUNG (Корея). В этой же зоне размещены функциональные узлы вычислителя, например процессор типа ТМС320С203Р или TMS320 LC203PZA фирмы TEXAS INSTRUMENTS (США) и запоминающие устройства типа KM616V1002AT-15 фирмы SAMSUNG (Корея), представляющие собой электрорадиоэлементы сверхвысокой и высокой степени интеграции. На выходе зоны 17 размещены интерфейсные электрорадиоэлементы, например микросхемы высокой степени интеграции типа МАХ3223ЕАР фирмы MAXIM (США), а также низкочастотные соединители 13 (13₁ и 13₂), предназначенные для подключения внешних устройств и источника питания. Представленные примеры электрорадиоэлементов третьей функциональной зоны - это электрорадиоэлементы V поколения, предназначенные для поверхностного монтажа.

В рассматриваемом примере реализации заявляемого радиоэлектронного блока первой функциональной зоне 15 соответствуют две экранирующие земляные плоскости 18 и 19, выполненные во внутренних втором 4 и пятом 7 проводящих слоях несущей печатной платы 1 (фиг. 5, 8). Второй функциональной зоне 16 соответствует экранирующая земляная плоскость 20, а третьей функциональной зоне 17 - экранирующая земляная плоскость 21, выполненные в том же внутреннем втором проводящем слое 4, что и земляная плоскость 18 первой функциональной зоны 15 (фиг. 5). Земляные плоскости 18, 20 и 21 связаны между собой (конструктивно и электрически) с помощью земляных перемычек 22 (фиг. 5).

Проводники питания первой 15 и второй 16 функциональных зон выполнены в виде печатных проводников 23 и 24, расположенных во внутреннем третьем проводящем слое 5 несущей печатной платы 1 (фиг. 6). Проводник питания третьей функциональной зоны 17 выполнен в виде металлизированной плоскости 25 цифрового питания, расположенной во внутреннем четвертом проводящем слое 6 несущей печатной платы 1 (фиг. 7). Проводники питания 23, 24 и плоскость цифрового питания 25 электрически связаны с помощью соответствующих печатных проводников и развязывающих фильтров питания (не показаны) с соответствующим выводом для подвода питания соединителя 13₁.

В первой функциональной зоне 15 поступающие на высокочастотный соединитель 12 аналоговые СВЧ сигналы, например сигналы СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" с частотами в диапазоне от 1200 до 1700 МГц, усиливаются, фильтруются от помех и преобразуются с понижением несущей частоты (до десятков мегагерц) с помощью соответствующих СВЧ и ВЧ функциональных узлов электрической схемы - СВЧ полосовых фильтров, малошумящих СВЧ усилителей, полосовых фильтров на поверхностно акустических волнах, а также смесителей. В последующих функциональных зонах 16 и 17 сигналы преобразуются в цифровой вид, подвергаются многоканальной корреляционной обработке, обработке в цифровом процессоре и интерфейсных элементах с формированием низкочастотных (НЧ) выходных сигналов, несущих навигационную информацию для потребителя, которые снимаются с соответствующих контактов низкочастотных соединителей 13.

Таким образом, в процессе своей обработки в радиоэлектронном блоке сигналы проходят последовательно от одной функциональной зоны к другой. При этом за счет группировки электрорадиоэлементов по функциональным зонам и внутриплатного экранирования, реализуемого с помощью земляных плоскостей функциональных зон, обеспечивается, как и в прототипе, устранение паразитных наводок и наведенных помех, что позволяет обеспечить электромагнитную совместимость и исключить взаимное влияние разнородных функциональных СВЧ, ВЧ и НЧ узлов в условиях их плотной компоновки в рамках одной плоскостной конструкции.

Одновременно с этим в заявляемом радиоэлектронном блоке решается задача по обеспечению технологического и конструктивного единообразия в выполнении элементов СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов электрической схемы радиоэлектронного блока, осуществляющего прием, частотное преобразование и цифровую обработку входных СВЧ сигналов СРНС.

Эта задача решается за счет предлагаемого выполнения полосковых линий СВЧ узлов первой функциональной зоны 15 печатными проводниками, расположенными непосредственно на несущей печатной плате 1, общей для всех элементов электрической схемы радиоэлектронного блока, и использования в этих полосковых линиях в качестве экранов уже имеющихся экранирующих земляных плоскостей несущей печатной платы 1. При этом для обеспечения возможности реализации полосковых линий непосредственно на несущей печатной плате 1 с сохранением ее функции - несущего элемента конструкции - предлагается выполнять несущую печатную плату 1 с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного слоистого пластика, например эпоксидного стеклотекстолита, с нормированным значением диэлектрической проницаемости в пределах 4,0-5,5 и толщиной слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм.

В случае несимметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается в наружном проводящем слое несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15, а в качестве экрана используется расположенная в соседнем с ним внутреннем проводящем слое земляная плоскость этой зоны. Например, для сигнальных проводников 26 несимметричных полосковых линий, расположенных в наружном первом проводящем слое 2 несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15 (фиг. 4), в качестве экрана используется земляная плоскость 18 этой зоны, расположенная во внутреннем втором проводящем слое 4 (фиг. 5). Для сигнального проводника 27 несимметричной полосковой линии, расположенного в наружном шестом проводящем слое 3 несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15 (фиг. 9), в качестве экрана используется земляная плоскость 19 этой зоны, расположенная во внутреннем пятом проводящем слое 7 (фиг. 8).

В случае симметричной полосковой линии сигнальный проводник полосковой линии располагается во внутреннем i-ом проводящем слое несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15, где 3 i (N - 2), N 5, а соответствующие экраны располагаются в соседних с ним (i - 1)-ом и (i + 1)-ом внутренних проводящих слоях. В рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока на шестислойной (N = 6) несущей печатной плате 1 сигнальный проводник симметричной полосковой линии располагается в третьем 5 или четвертом 6 внутреннем проводящем слое несущей печатной платы 1. Например, как показано на фиг. 7, 6 и 8, сигнальные проводники 28 симметричных полосковых линий располагаются во внутреннем четвертом (i = 4) проводящем слое 6 несущей печатной платы 1 в первой функциональной зоне 15 (фиг. 7), при этом соответствующий им первый экран 29 располагается во внутреннем третьем проводящем слое 5 (фиг. 6), а в качестве второго экрана используется экранирующая земляная плоскость 19 первой функциональной зоны 15, расположенная во внутреннем пятом проводящем слое 7 (фиг. 8).

Соединение печатных проводников полосковых линий, расположенных во внутренних проводящих слоях несущей печатной платы 1, с контактными площадками и электрорадиоэлементами, расположенными в наружных проводящих слоях, осуществляется (как и в случаях межслойных соединений других печатных проводников несущей печатной платы 1) посредством металлизированных отверстий 14 межслойных соединений.

В заявляемом радиоэлектронном блоке электрорадиоэлементы, связанные с полосковыми линиями, являются корпусированными электрорадиоэлементами V поколения, которые смонтированы на несущей печатной плате 1 по технологии поверхностного монтажа. Это обеспечивает требуемую плотность компоновки, а также в случае, когда и остальные электрорадиоэлементы радиоэлектронного блока являются корпусированными, позволяет отказаться от герметизации блока, обязательной при применении бескорпусных электрорадиоэлементов IV поколения. Практически, в этом случае для обеспечения функционирования заявляемого радиоэлектронного блока в условиях неблагоприятной окружающей среды, например в условиях повышенной влажности, достаточно покрыть несущую печатную плату 1 с установленными на ней электрорадиоэлементами защитным лаком или иным защитным покрытием, применяемым в технологии изготовления печатных схем.

Несущая печатная плата 1 в заявляемом радиоэлектронном блоке, как уже отмечалось выше, выполнена с использованием в качестве конструкционного материала фольгированного слоистого пластика, например эпоксидного стеклотекстолита, с нормированным значением диэлектрической проницаемости в пределах 4,0 - 5,5 и толщиной слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм. Например, в качестве конструкционного материала может использоваться фольгированный эпоксидный стеклотекстолит марки FR4 [10, с. 15-23], характеризующийся значением = 4,2 и тангенсом угла диэлектрических потерь tg = 0,035. Использование конструкционного материала с указанными характеристиками позволяет выполнить несущую печатную плату 1 многослойной (с числом проводящих слоев N 5), обладающей необходимой механической прочностью и жесткостью, при этом обеспечивается возможность реализации на ней полосковых линий, работающих в диапазоне частот рассматриваемых сигналов СРНС.

Само выполнение несущей печатной платы 1 осуществляется по стандартной технологии изготовления многослойных печатных плат, например, использующей метод склеивания слоев с нанесенным рисунком металлизации и последующее осуществление межслойных соединений с помощью металлизированных отверстий [11, с. 53 - 57, 64 и 65].

Использование конструкционного материала с нормированным значением диэлектрической проницаемости обеспечивает повторяемость электрических характеристик полосковых линий в различных образцах продукции, относящихся к разным партиям изготовления.

Выбор толщины слоистого пластика между соседними проводящими слоями в пределах 0,18 - 0,76 мм при указанных значениях диэлектрической проницаемости в пределах 4,0 - 5,5 позволяет оптимизировать размеры полосковых линий, исходя из удобства их конструктивного и технологического выполнения в рассматриваемых условиях диапазона частот сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS" 1200 - 1700 МГц.

Из практических соображений удобно ограничить номенклатуру возможных значений толщины слоистого пластика между соседними проводящими слоями, в которых расположены сигнальный проводник и экран полосковой линии, тремя значениями: 0,18 мм, 0,46 мм и 0,76 мм. Эти значения отвечают реальной номенклатуре значений толщины слоистого пластика в эпоксидном стеклотекстолите марки FR4, поставляемом на рынок. При выборе указанных значений толщины слоистого пластика (0,18 мм, 0,46 мм и 0,76 мм) в рассматриваемом примере реализации радиоэлектронного блока ширина сигнальных проводников полосковых линий реально составляет 0,53 мм, 0,95 мм и 1,43 мм.

Таким образом, из рассмотренного видно, что заявляемый радиоэлектронный блок технически осуществим, промышленно реализуем и решает поставленную техническую задачу по обеспечению возможности технологического и конструктивного единообразия в выполнении элементов СВЧ узлов с полосковыми линиями и остальных печатных элементов электрической схемы в заданных условиях реализации на плоской монолитной многослойной печатной плате, несущей электрическую схему, предназначенную для приема, частотного преобразования и цифровой обработки входных СВЧ сигналов, например сигналов СРНС "ГЛОНАСС" и "GPS". Решение данной задачи дает возможность отказаться от использования в заявляемом радиоэлектронном блоке СВЧ узлов с полосковыми линиями в микроплатном исполнении, что позволяет в целом упростить конструкцию радиоэлектронного блока, повысить технологичность его изготовления и уменьшить при прочих равных условиях габаритные размеры, что особенно важно при выполнении малогабаритных, например "карманных", приборов.

Источники информации 1. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. / Кудрявцев И.В., Мищенко И. Н., Волынкин А.И. и др.; под ред. Шебшаевича В.С. - М.: Транспорт, 1988.

2. Авт. свид. СССР N 1700789 (A1), кл. H 05 К 7/02, опубл. 23.12.91.

3. Авт. свид. СССР N 1786695 (A1), кл. H 05 К 7/02, опубл. 07.01.93.

4. Авт. свид. СССР N 1829127 (A1), кл. H 05 К 7/02, опубл. 23.07.93.

5. Филатов И.Н., Бакрунов О.А., Панасенко П.В. Микроэлектронные СВЧ-устройства. - М.: Высшая школа, 1987.

6. Свидетельство РФ на полезную модель N 11644 (U1), кл. H 05 К 1/00, опубл. 16.10.99.

7. Яшин А. А. Конструирование микроблоков с общей герметизацией. - М.: Радио и связь, 1985.

8. Патент РФ N 2125775 (C1), кл. H 05 К 1/00, 3/46, опубл. 27.01.99 (прототип).

9. Конструирование радиоэлектронных средств. / Борисов В.Ф., Лавренов О. П. , Назаров А.С., Чекма