高密度高集成度毫米波瓦式相控天线T组件制造技术

本发明专利技术公开的一种高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，旨在提供一种性能可靠，易集成，低剖面的T组件设计方案。本发明专利技术通过下述方案予以实现：射频信号从T组件下腔底部公共端通过射频同轴连接器直接馈入，直接过渡到T型结，单芯片集成功率预放大、功分网络、幅相控制、串并转化、电源管理以及数字控制的功能，级联对应通道数量的GaAs功率放大器芯片构成多通道2.5维异构可扩展子阵单元，低频信号网络直接控制T组件的单芯片和GaAs功率放大器，实现多路信号的相位移相，幅度衰减，功率放大，经处理后的信号，通过共面波导到同轴转换的垂直互联结构送至T组件上端多层电路板的滤波功能层，滤波后的信号最后送至微带贴片天线，发射射频信号。

High density and high integration millimeter wave tile phased antenna T-assembly

【技术实现步骤摘要】
高密度高集成度毫米波瓦式相控天线T组件
本专利技术涉及毫米波收发共口径相控阵天线全双工工作时，一种高密度高集成度毫米波瓦式相控天线T/R组件(简称T组件)件实现技术。
技术介绍
随着器件、工艺集成技术不断发展，以及探测、通信领域电子设备功能不断丰富，毫米波相控阵的应用日趋广泛。有源相控阵天线是一种常用的天线形式，作为有源相控阵天线的核心模块，每个通道集成功率放大、移相、衰减等功能。一个完整的T/R组件除射频放大、移相、衰减等功能外，一般还包括串并信号转换，电源管理等其它控制功能。可见，T/R组件是一个集成了多种信号多种功能的高密度高集成模块。由于毫米波有源相控阵天线系统的工作带宽约1-2GHz，若采用常规的矩形波导驻波阵很难满足带宽要求，并且由于其波导宽度尺寸的限制，也不利于相控阵天线大角度相扫特性的实现。目前二维有源相控阵按照组装方式主要分为砖式和瓦式，砖式结构是芯片放置方向垂直于相控阵天线阵面孔径，电路采用纵向集成横向组装，由于纵向不受限于半波长可根据设计需求扩展，Z向尺寸大，因此，这种结构集成度较低，难以实现中大型阵列应用规模并保证TR组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，包括：高密度高集成了滤波功能层(7)、垂直互联层(8)的上端多层电路板(2)和设置在该上端多层电路板(2)板面上的微带贴片天线(1)，以及分布于T组件下腔体(5)两侧的芯片组(3)，嵌套于T组件下腔体(5)腔体中的下端多层电路板(4)及其固定在底部的射频同轴连接器(6)，其特征在于：根据芯片分布位置关系，下端多层电路板(4)集成了对各芯片加电及状态控制的馈线网络、若干直流馈电焊盘和无源功分网络，并通过金丝将各馈电焊盘与芯片组(3)各芯片表面焊盘键合连接；GaAs功率放大器芯片(10)对应多通道多功能集成的单芯片(9)的通道数量级联构成哑铃形状的...

【技术特征摘要】
1.一种高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，包括：高密度高集成了滤波功能层(7)、垂直互联层(8)的上端多层电路板(2)和设置在该上端多层电路板(2)板面上的微带贴片天线(1)，以及分布于T组件下腔体(5)两侧的芯片组(3)，嵌套于T组件下腔体(5)腔体中的下端多层电路板(4)及其固定在底部的射频同轴连接器(6)，其特征在于：根据芯片分布位置关系，下端多层电路板(4)集成了对各芯片加电及状态控制的馈线网络、若干直流馈电焊盘和无源功分网络，并通过金丝将各馈电焊盘与芯片组(3)各芯片表面焊盘键合连接；GaAs功率放大器芯片(10)对应多通道多功能集成的单芯片(9)的通道数量级联构成哑铃形状的芯片组(3)，所构成的每个芯片组(3)集中平行镶嵌在下端多层电路板(4)平行分布的哑铃孔中，与T组件下腔体(5)腔底设置的同形哑铃凸台形成共形平面；对应连接微带贴片天线(1)的滤波功能层(7)通过按非等间距矩形栅格排的射频垂直互联接口，与设置于下端多层电路板(4)的垂直互联接口对接，通过同轴转共面波导的方式来实现垂直互联，下端多层电路板(4)上的共面波导(11)以三线金丝键合的方式连接芯片组(3)。


2.如权利要求1所述的高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，其特征在于：嵌套焊接于T组件下腔(5)的下端多层电路板(4)，垂直互联接口位置与上端多层电路板(2)的垂直互联接口对应，上端多层电路板(2)外形侧壁金属化，紧贴于下端多层电路板(4)，下端多层电路板(4)和上端多层电路板(2)紧密接触，通过焊接上端多层电路板(2)侧壁和T组件下腔(5)端面，固定整个T组件的结构，实现T组件下腔(5)的气密封装。


3.如权利要求1所述的高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，其特征在于：上端多层电路板(2)包括分布在多层介质板上按矩形栅格阵列分布的微带贴片天线(1)，穿过多层介质板往下连接于内埋的滤波器，通过带状线转同轴的形式，过渡到部分垂直互联结构。


4.如权利要求1所述的高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，其特征在于：连接微带贴片天线(1)和滤波功能层(7)对应的射频垂直互联接口分布于上端多层电路板(2)和下端多层电路板(4)，通过同轴转共面波导的方式来实现，制作按照电路印刷工艺流程，无射频接插件连接器。


5.如权利要求1所述的高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，其特征在于：射频信号从T组件下腔(5)底部公共端通过射频同轴连接器(6)直接馈入，利用金丝键合的方式直接过渡到T型结，信号1分为2，等功率平分后的信号直接馈入实现多通道多功能集成的单芯片(9)，该单芯片集成功率预放大、功分网络、幅相控制、串并转化、电源管理以及数字控制的功能，并且级联对应通道数量的GaAs功率放大器芯片(10)构成多通道2.5维异构可扩展子阵单元，呈哑铃形状，可作为8单元子阵在X方向以2λ的整数倍，Y方向以λ的整数倍扩展，实现了8通道可扩展子阵单元设计，并在集成密度、功能密度、射频性能以及可实现性多个方面获得了良好的平衡。


6.如权利要求1所述的高密度高集成度毫米波瓦式相控阵天线T组件，其特征在于：加电和控制信号通过馈线网络中的低频信号接口焊盘组(12)输入低频信号网络，直接控制T组件的2个多...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗鑫，朱贵德，杨国庆，张先举，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51