一种Ku波段四通道微波T/R组件制造技术

一种Ku波段四通道微波T/R组件，是组成相同的四个独立的T/R通道合一的共腔体结构，其特征在于：多功能MMIC芯片是型号为BWM499芯片；每个T/R通道设有功率放大器芯片、依次连接的限幅器芯片、通道LNA芯片，以及发射电源调制芯片、接收电源调制芯片和波控芯片，还设有相互连接的环形器隔离器芯片、通道射频连接器。本发明专利技术结构紧凑，体积小，布线密度高，材料成本低，机械强度高，化学性能稳定，耐腐蚀，耐高温，具有多通道、高性能、高可靠性、高集成度、轻型化、低功耗、散热性好的特点，发射脉冲输出功率≥20W，接收噪声系数≤3.5dB，移相精度≤3.5°（均方根值RMS），衰减精度≤1dB（均方根值RMS）。

A Ku Band Four Channel Microwave T/R Module

【技术实现步骤摘要】
一种Ku波段四通道微波T/R组件
本专利技术涉及雷达相控阵天线，特别是涉及一种Ku波段四通道微波T/R组件。
技术介绍
微波发送器与接收器（TransmitterandReceiver，缩略词为T/R）组件是有源相控阵雷达系统的最重要部件之一，其一端连接天线，另一端连接中频处理单元，构成无线发送与接收系统，功能是对信号进行放大、移相、衰减。它的性能直接影响整个有源相控阵雷达系统的探测效果，现代有源相控阵雷达的快速发展对微波T/R组件的电性能、体积、重量提出了更高的要求,尤其是机载、舰载、星载雷达中的微波T/R组件，其体积、重量受到更严格的限制。目前国内外微波T/R组件的功能和性能，基本上均采用分离的单功能芯片完成。随着国内外工艺及设计水平的提高，越来越多的产品及研究项目采用多功能芯片。多功能芯片组件应用在片式组件以及常规长条式组件均具有较大优势，应用在片式组件可大大降低设计难度，提高可靠性，减小体积重量；应用在常规组件可大大减小体积、重量与成本。本申请人的在先专利CN109239672A公开了一种四通道微波T/R组件，是组成相同的四个独立的T/R通道合一的共腔体结构，包括与四个独立的T/R通道分别连接的功分网络，全部组成件都是单片微波集成电路MMIC，集成制作在同一块多层电路基板上，采用多芯片组件MCM技术实现MMIC多芯片互连，四个独立的T/R通道分别提供独立的幅度和相位控制，分别包括发送与接收共用的微波器件，其特征在于：所述微波器件是集成有发送与接收共用的六位放大器补偿移相器、六位衰减器、工作状态开关、限幅低噪声放大器以及用于控制移相、衰减和开关的驱动器的多功能MMIC裸芯片；所述多层电路基板是高温共烧陶瓷（High-TemperatureCo-firedCeramics，缩略词为HTCC）多层电路基板。其适用X波段，主要用于中程目标的识别，但对于近程目标的分辨力比较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是对本申请人的在先专利CN109239672A作出进一步的改进，提供一种Ku波段四通道微波T/R组件。本专利技术的技术问题通过以下技术方案予以解决。这种Ku波段四通道微波T/R组件，是组成相同的四个独立的T/R通道合一的共腔体结构，所述共腔体结构包括盖板、壳体以及通过焊接分别与所述壳体固定的T/R通道连接器、射频总口连接器，还包括与四个独立的T/R通道分别连接的功分网络，以及每个T/R通道的由多芯片组件（Multi-ChipModule，缩略词为MCM）互连的多功能单片微波集成电路（MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit，缩略词为MMIC）芯片，所述多功能MMIC芯片在同一块高温共烧陶瓷（High-TemperatureCo-firedCeramics，缩略词为HTCC）多层电路基板上集成有发送与接收共用的六位移相器、六位衰减器、开关和驱动放大器，以及信号控制器，四个独立的T/R通道分别提供独立的幅度和相位控制，分别包括发送与接收共用的微波器件。采用多功能MMIC芯片可以大大降低设计难度，提高可靠性，减小体积、重量与成本；而采用HTCC多层电路基板可以提高机械强度、布线密度高，且化学性能稳定，散热系数高，材料成本低，耐腐蚀耐高温性能良好。这种Ku波段四通道微波T/R组件的特点是：所述多功能MMIC芯片是中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为BWM499的多功能MMIC芯片；每个T/R通道设有功率放大器芯片，所述功率放大器芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述功率放大器芯片的输入端与所述多功能MMIC芯片连接，所述功率放大器芯片的功能是将发射的微波信号进行高效率的功率饱和放大；每个T/R通道还设有依次连接的限幅器芯片、通道低噪声放大器（LowNoiseAmplifier，缩略词为LNA）芯片，所述限幅器芯片、通道LNA芯片分别与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述限幅器芯片的功能是防止接收的大功率微波信号输入时烧毁多功能MMIC芯片，所述通道LNA芯片的输出端与所述多功能MMIC芯片连接，所述通道LNA芯片的功能是将接收的微波信号进行低噪声放大；每个T/R通道还设有发射电源调制芯片和接收电源调制芯片，所述发射电源调制芯片和接收电源调制芯片分别与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述发射电源调制芯片的输入端和接收电源调制芯片的输入端分别与所述射频总口连接器连接，所述发射电源调制芯片的输出端与所述功率放大器芯片连接，所述接收电源调制芯片的输出端分别与所述多功能MMIC芯片、通道LNA芯片连接，所述发射电源调制芯片的功能包括提供所述功率放大器芯片的负基准电压和栅压、提高发射电源调制信号驱动能力、控制所述功率放大器芯片的工作电压、提供所述功率放大器芯片的工作电压以及控制所述功率放大器芯片工作电压的发射电源调制芯片的栅压；所述接收电源调制芯片的功能是提供所述多功能MMIC芯片的的工作电压以及所述通道低噪声放大器芯片的漏压；每个T/R通道还设有波控芯片，所述波控芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，通道一的波控芯片、通道二的波控芯片、通道三的波控芯片、通道四的波控芯片依次相连接，通道一的波控芯片的输入端与所述射频总口连接器连接，通道一的波控芯片、通道二的波控芯片、通道三的波控芯片、通道四的波控芯片的输出端与所述多功能MMIC芯片、发射电源调制芯片和接收电源调制芯片连接，通道四的波控芯片的输出端还与所述射频总口连接器连接，所述波控芯片的功能是将串行输入的数据转换为并行数据，配置所述多功能MMIC芯片发射、接收、衰减、移相的工作状态，由所述多功能MMIC芯片实现射频信号的发射、接收、衰减、移相、放大的控制，还通过配置所述发射电源调制芯片、接收电源调制芯片进而控制所述多功能MMIC芯片的放大工作状态、所述功率放大器芯片的工作状态，以及所述通道LNA芯片的工作状态；每个T/R通道还设有相互连接的环形器隔离器芯片、通道射频连接器，所述环形器隔离器芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述环形器隔离器芯片的输入端与所述功率放大器芯片连接，所述环形器隔离器芯片的输出端与所述限幅器芯片连接，所述通道射频连接器与天线连接，所述环形器隔离器芯片的功能是完成发射通道和接收通道的微波隔离，同时在发射工作时隔离来自天线的反射信号，所述通道射频连接器的功能是用于天线和T/R通道之间的射频信号传输。本专利技术的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述T/R通道连接器是SMP射频连接器，所述SMP射频连接器的输入端与射频信号源连接，所述SMP射频连接器的输出端与所述功分网络连接，所述T/R通道连接器的功能是用于射频信号源与T/R通道之间的射频信号传输。所述射频总口连接器是15芯气密式微矩形电连接器，所述15芯气密式微矩形电连接器的输入端与提供控制信号的波束控制器、电源，以及通道四的波控芯片的输出端连接，所述电源为T/R通道内部各个芯片提供工作电压电流，所述15芯气密式微矩形电连接器的输出端分别与所述波控芯片、发射电源调制芯片以及接收电源调制芯片连接，所述射频总口连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ku波段四通道微波T/R组件，是组成相同的四个独立的T/R通道合一的共腔体结构，所述共腔体结构包括盖板、壳体以及通过焊接分别与所述壳体固定的T /R通道连接器、射频总口连接器，还包括与四个独立的T/R通道分别连接的功分网络，以及每个T/R通道的由多芯片组件MCM互连的多功能单片微波集成电路MMIC芯片，所述多功能MMIC芯片在同一块高温共烧陶瓷HTCC多层电路基板上集成有发送与接收共用的六位移相器、六位衰减器、开关和驱动放大器，以及信号控制器，四个独立的T/R通道分别提供独立的幅度和相位控制，分别包括发送与接收共用的微波器件，其特征在于：所述多功能MMIC芯片是型号为BWM499的多功能MMIC芯片；每个T/R通道设有功率放大器芯片，所述功率放大器芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述功率放大器芯片的输入端与所述多功能MMIC芯片连接；每个T/R通道还设有依次连接的限幅器芯片、通道低噪声放大器LNA芯片，所述限幅器芯片、通道LNA芯片分别与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述通道LNA芯片的输出端与所述多功能MMIC芯片连接；每个T/R通道还设有发射电源调制芯片和接收电源调制芯片，所述发射电源调制芯片和接收电源调制芯片分别与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述发射电源调制芯片的输入端和接收电源调制芯片的输入端分别与所述射频总口连接器连接，所述发射电源调制芯片的输出端与所述功率放大器芯片连接，所述接收电源调制芯片的输出端分别与所述多功能MMIC芯片、通道LNA芯片连接，所述发射电源调制芯片的功能包括提供所述功率放大器芯片的负基准电压和栅压、提高发射电源调制信号驱动能力、控制所述功率放大器芯片的工作电压、提供所述功率放大器芯片的工作电压以及控制所述功率放大器芯片工作电压的发射电源调制芯片的栅压；所述接收电源调制芯片的功能是提供所述多功能MMIC芯片的的工作电压以及所述通道低噪声放大器芯片的漏压；每个T/R通道还设有波控芯片，所述波控芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，通道一的波控芯片、通道二的波控芯片、通道三的波控芯片、通道四的波控芯片依次相连接，通道一的波控芯片的输入端与所述射频总口连接器连接，通道一的波控芯片、通道二的波控芯片、通道三的波控芯片、通道四的波控芯片的输出端与所述多功能MMIC芯片、发射电源调制芯片和接收电源调制芯片连接，通道四的波控芯片的输出端还与所述射频总口连接器连接；每个T/R通道还设有相互连接的环形器隔离器芯片、通道射频连接器，所述环形器隔离器芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述环形器隔离器芯片的输入端与所述功率放大器芯片连接，所述环形器隔离器芯片的输出端与所述限幅器芯片连接，所述通道射频连接器与天线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种Ku波段四通道微波T/R组件，是组成相同的四个独立的T/R通道合一的共腔体结构，所述共腔体结构包括盖板、壳体以及通过焊接分别与所述壳体固定的T/R通道连接器、射频总口连接器，还包括与四个独立的T/R通道分别连接的功分网络，以及每个T/R通道的由多芯片组件MCM互连的多功能单片微波集成电路MMIC芯片，所述多功能MMIC芯片在同一块高温共烧陶瓷HTCC多层电路基板上集成有发送与接收共用的六位移相器、六位衰减器、开关和驱动放大器，以及信号控制器，四个独立的T/R通道分别提供独立的幅度和相位控制，分别包括发送与接收共用的微波器件，其特征在于：所述多功能MMIC芯片是型号为BWM499的多功能MMIC芯片；每个T/R通道设有功率放大器芯片，所述功率放大器芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述功率放大器芯片的输入端与所述多功能MMIC芯片连接；每个T/R通道还设有依次连接的限幅器芯片、通道低噪声放大器LNA芯片，所述限幅器芯片、通道LNA芯片分别与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述通道LNA芯片的输出端与所述多功能MMIC芯片连接；每个T/R通道还设有发射电源调制芯片和接收电源调制芯片，所述发射电源调制芯片和接收电源调制芯片分别与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述发射电源调制芯片的输入端和接收电源调制芯片的输入端分别与所述射频总口连接器连接，所述发射电源调制芯片的输出端与所述功率放大器芯片连接，所述接收电源调制芯片的输出端分别与所述多功能MMIC芯片、通道LNA芯片连接，所述发射电源调制芯片的功能包括提供所述功率放大器芯片的负基准电压和栅压、提高发射电源调制信号驱动能力、控制所述功率放大器芯片的工作电压、提供所述功率放大器芯片的工作电压以及控制所述功率放大器芯片工作电压的发射电源调制芯片的栅压；所述接收电源调制芯片的功能是提供所述多功能MMIC芯片的的工作电压以及所述通道低噪声放大器芯片的漏压；每个T/R通道还设有波控芯片，所述波控芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，通道一的波控芯片、通道二的波控芯片、通道三的波控芯片、通道四的波控芯片依次相连接，通道一的波控芯片的输入端与所述射频总口连接器连接，通道一的波控芯片、通道二的波控芯片、通道三的波控芯片、通道四的波控芯片的输出端与所述多功能MMIC芯片、发射电源调制芯片和接收电源调制芯片连接，通道四的波控芯片的输出端还与所述射频总口连接器连接；每个T/R通道还设有相互连接的环形器隔离器芯片、通道射频连接器，所述环形器隔离器芯片与所述多功能MMIC芯片集成在同一块HTCC多层电路基板上，所述环形器隔离器芯片的输入端与所述功率放大器芯片连接，所述环形器隔离器芯片的输出端与所述限幅器芯片连接，所述通道射频连接器与天线连接。2.如权利要求1所述的Ku波段四通道微波T/R组件，其特征在于：所述T/R通道连接器是SMP射频连接器，所述SMP射频连接器的输入端与射频信号源连接，所述SMP射频连接器的输出端与所述功分网络连接；所述射频总口连接器是15芯气密式微...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜小辉，未晓东，
申请(专利权)人：南京吉凯微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32