高集成度的TR射频模块制造技术

本发明专利技术涉及有源相控阵雷达中TR组件的设计技术领域，特别涉及一种高集成度的TR射频模块。高集成度的TR射频模块，由两块1X8模块对扣组合而成，每个1X8模块主要包括盒体，所述盒体内安装有LTCC集成电路、波控子板、波导-微带转换结构、射频输入接口及输出接口，所述波控子板与LTCC集成电路通过金丝焊接连通；所述LTCC集成电路以LTCC基板为载体，在LTCC基板上集成有前级驱动芯片、功分器、8路TR通道及DAC控制芯片。本发明专利技术在LTCC多层基板的基础上，集成有芯片及多功能电路，再通过微电子进行互连，使高集成度的TR射频模块具有体积小、集成度高且具有幅度和相位控制功能。

【技术实现步骤摘要】
高集成度的TR射频模块
本专利技术涉及有源相控阵雷达中TR组件的设计
，特别涉及一种高集成度的TR射频模块。
技术介绍
自20世纪30年代雷达问世以来，雷达技术在第二次世界大战中获得了高速发展，90年代以后，有源相控阵雷达已成为雷达发展中的主流。 每部有源相控阵雷达中，包含多个T/R组件，它既完成接收任务又完成发射任务以及天线波束电扫描。每一个T/R组件就相当于一个普通雷达的高频头，既包含有发射功率放大器，又有低噪声放大器、移相器及波束控制电路等功能电路。随着现代科技对有源相控阵雷达的要求越来越高，作为有源相控阵雷达核心部件之一的T/R组件的性能也提出了更高的要求，要求集成度高、一致性好、体积小、重量轻，能适应不同的工作平台和环境。目前国内市场化的高频段TR组件还比较少，现有产品的结构复杂，尺寸较大，集成度较低，TR射频通道缺乏有效的幅度相位调制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种模块化、小型化、高集成度且具有幅度和相位控制功能的TR射频模块。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案:高集成度的TR射频模块，由两块1X8模块对扣组合而成，每个1X8模块主要包括盒体，所述盒体内安装有LTCC集成电路、波控子板、波导-微带转换结构、射频输入接口及输出接口，所述波控子板与LTCC集成电路通过金丝焊接连通；所述LTCC集成电路以LTCC基板为载体，在LTCC基板上集成有驱动芯片、功分器、8路TR通道及DAC控制芯片，所述射频输入接口依次经波导-微带转换结构、驱动芯片、功分器后再分别通过8路TR通道与射频输出接口连接。 上述高集成度的TR射频模块中，所述8路TR通道中的每个通道由矢量调制器芯片、TR芯片及环行器依次级联而成。 上述高集成度的TR射频模块中，所述LTCC集成电路、波控子板以及波导-微带转换结构安装在盒体的正面；波控子板安装在盒体的背面；射频输入接口和输出接口安装在盒体的侧面。各个电子元件布局紧凑合理，使TR射频模块的体积进一步缩小。 上述高集成度的TR射频模块中，所述射频输入接口为矩形波导口，通过波导-微带转换结构与LTCC集成电路实现信号传输；射频输出接口为SMP双阳接头，通过双阳SMP接头可与外部天线对接。 上述高集成度的TR射频模块中，所述波控子板上还设置有SPI总线接口，外部信号可经SPI总线接口进入波控子板。 上述高集成度的TR射频模块中，由于波控子板通过金丝焊接与LTCC集成电路相连，波控子板可与DAC控制芯片实现信号传输，所述DAC控制芯片再通过内部走线与矢量调制器芯片互连。在对LTCC集成电路进行控制时，外部信号通过控制DAC控制芯片的输出电压，来对矢量调制器芯片进行幅相控制。 上述高集成度的TR射频模块中，所述波控子板上包括电源调制电路和逻辑控制电路，以及相应的控制电源接口和控制逻辑接口，所述控制电源接口和控制逻辑接口通过金丝焊接方式与LTCC集成电路连接；TR射频模块所包含的两块波控子板通过软带缆进行互连。 上述高集成度的TR射频模块中，所述1X8模块还包括盖板、屏蔽板等保护性结构。所述盖板安装在盒体正面，位于LTCC集成电路之上，用于保护LTCC集成电路及相关电子元器件；屏蔽板位于SMP接头的外围，防止外部信号干扰。 上述1X8模块中，LTCC集成电路以LTCC基板为载体，通过集成驱动芯片、功分器、8路TR通道、DAC控制芯片、馈电网络及相应控制电路，实现了微波信号的放大，达到了控制电路的高度集成。由于波控子板可与DAC控制芯片实现信号传输，DAC控制芯片再通过内部走线与各个矢量调制器芯片实现互连，通过控制DAC控制芯片的输出电压，进而控制矢量调制器芯片，完成对模块中每路TR通道的幅度和相位的调整，波控子板还对各个通道芯片提供电源。所述波导-微带结构用于波导到微带结构的匹配。所述馈电网络用于完成8路TR通道的等幅同相的馈电或8路TR通道的信号合成。 LTCC (低温共烧陶瓷基板)集成电路采用的多层结构，根据选定的各个器件及其相互的电气关系，选择合适的LTCC材料和介质层数，合理确定各层的功能和相应的衆料。其中，LTCC集成电路中射频信号馈电线与TR通道的元器件同处一层中，并采用带状线结构；而芯片供电线与矢量调制器芯片控制线则处于它们的下层并通过大面积的地层进行隔离。为了防止带状线馈电网络中电磁干扰的影响，此设计中采用金属化过孔进行屏蔽。通过LTCC集成电路采用的多层结构解决了以往电路复杂的连接结构，电子元件处于不同的层中，提高了电路的集成度，缩小了模块尺寸；减小电子元器件的相互干扰，使模块性能指标得以提闻。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果:本专利技术采用模块化设计，两块1X8模块对扣组合成高集成度的TR射频模块，使用灵活方便。每个1X8模块结构简单，电子元件布局紧凑合理，使高集成度的TR射频模块的体积能够进一步缩小。LTCC集成电路在LTCC多层基板的基础上，集成有芯片及多功能电路，再通过微电子进行互连，能够可靠地实现微波信号的放大和幅相控制，且达到了控制电路的高度集成。射频通道采用矢量调制器芯片调整信号幅度和相位。 【附图说明】 图1为本专利技术中1X8模块的电路连接框图。 图2为本专利技术中1X8模块的拆分结构示意图。 图3为本专利技术的整体结构示意图(两块1X8模块未扣拢前)。 图4为本专利技术的整体结构示意图(两块1X8模块扣拢后)。、图5为图4中A面的侧视图。 图中标记:1-1X8模块，2-盒体，3-LTCC集成电路，31-LTCC基板，32-驱动芯片，33-功分器，34-TR通道，35-DAC控制芯片，341-矢量调制器芯片、342-TR芯片，343-环行器，4-波控子板，5-波导-微带转换结构，6-矩形波导口，7-SMP双阳接头，8-SPI总线接口， 9-盖板，10-屏蔽板。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步的说明。 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 实施例1如附图1、附图2、附图3所示，本实施例的高集成度的TR射频模块，由两块1X8模块I对扣组合而成，每个1X8模块I主要包括盒体2，所述盒体2的正面安装有LTCC集成电路 3、波导-微带转换结构5，盒体2的背面安装有波控子板4，盒体2的侧面安装有矩形波导口 6及SMP双阳接头7，所述波控子板4与LTCC集成电路3通过金丝焊接连通；所述LTCC集成电路3以LTCC基板31为载体，在LTCC基板31上集成有前级驱动芯片32、功分器33、8路TR通道34及DAC (数模转换)控制芯片35，TR通道34由矢量调制器芯片341、TR芯片342及环行器343依次级联而成，所述矩形波导口 6依次经波导-微带转换结构5、前级驱动芯片32、功分器33后再分别通过8路TR通道34与各个SMP双阳接头7连接，SMP双阳接头7再与外部天线连接。所述1X8模块还包括盖板9、屏蔽板10等保护性结构，TR射频模块所包含的两块波控子板4通过软带缆进行互连。 上述高集成本文档来自技高网...

【技术保护点】
高集成度的TR射频模块，其特征在于：由两块1X8模块对扣组合而成，每个1X8模块主要包括盒体，所述盒体内安装有LTCC集成电路、波控子板、波导‑微带转换结构、射频输入接口及输出接口，所述波控子板与LTCC集成电路通过金丝焊接连通；所述LTCC集成电路以LTCC基板为载体，在LTCC基板上集成有驱动芯片、功分器、8路TR通道及DAC控制芯片，所述射频输入接口依次经波导‑微带转换结构、驱动芯片、功分器后再分别通过8路TR通道与射频输出接口连接。

【技术特征摘要】
1.高集成度的TR射频模块，其特征在于:由两块1X8模块对扣组合而成，每个1X8模块主要包括盒体，所述盒体内安装有LTCC集成电路、波控子板、波导-微带转换结构、射频输入接口及输出接口，所述波控子板与LTCC集成电路通过金丝焊接连通；所述LTCC集成电路以LTCC基板为载体，在LTCC基板上集成有驱动芯片、功分器、8路TR通道及DAC控制芯片，所述射频输入接口依次经波导-微带转换结构、驱动芯片、功分器后再分别通过8路TR通道与射频输出接口连接。2.根据权利要求1所述的高集成度的TR射频模块，其特征在于:所述8路TR通道中的每个通道由矢量调制器芯片、TR芯片及环行器依次级联而成。3.根据权利要求1所述的高集成度的TR射频模块，其特征在于:所述LT...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灿，管玉静，廖洁，孙宇，崔玉波，
申请(专利权)人：成都雷电微力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51