基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统及实现方法技术方案

基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统及实现方法，涉及厚膜集成电路及射频技术领域，系统包括9层陶瓷介质板，第1层设电路器件；第2层设多个第I电源线；第3层为空白层；第4层部分区域设大功率信号接地层，其余区域设多个散热过孔；第5层设多个第II电源线和第I控制线；第6层部分区域设小功率信号接地层，其余区域设第III电源线；第7层的镂空接地金属层中间镂空区域内设射频信号传输线；第8层设完整接地金属层；第9层设多个第IV电源线和第II控制线。将不同供电电源线和不同控制线分别布置到不同层，小功率地和大功率地分层交错，并利用小功率地所在层其他区域布线，既能满足多层电路电磁兼容需求，又能实现复杂电路功能。又能实现复杂电路功能。又能实现复杂电路功能。

【技术实现步骤摘要】
基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统及实现方法


[0001]本申请涉及厚膜集成电路及射频
，尤其涉及一种基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统及实现方法。

技术介绍

[0002]由于无线通信系统的发展趋势为小型化、低功耗和高稳定性，所以集成度越来越高，多层集成电路的层数也越来越多，不可避免地带来越来越严重的电磁兼容问题。电磁干扰主要由导线和公共地线的传导、通过空间辐射或近场耦合三种基本形式产生。电磁干扰会对电子设备的性能和可靠性产生严重影响，所以保证电路板电磁兼容性是整个系统设计的关键。一般多层结构电路板将功能器件放置一层，系统电源放置一层，接地层放置一层等方式来满足电磁兼容性能的要求，而多层之间通过金属化过孔来实现电信号的传输。
[0003]由于系统供电需要单独布置一层，承载信号传输的射频信号走线需要单独布置一层，另外，系统可能存在逻辑控制器电路，也需要单独布置一层；每一层走线都需要对应的接地层，各层之间再通过绝缘介质板分隔，电信号传输通过金属化过孔来实现。现在电子设备一直存在小型化的需求，但同时又要在有限空间内实现更多的功能，需要将不同的功能模块集成到一起，最终实现一个复杂的系统；系统的复杂性带来供电器件的增加，各种控制器电路走线也错综复杂，射频信号线也需要在多层基板上布置。如采用传统多层PCB板的实现方法，器件体积较大；每层之间的过孔连接难以对齐，带来连接和信号传输问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术的不足，本申请提供一种基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统及实现方法，通过在地层或者供电层采取混合布线的方法，并将不同的电源线和不同的控制线分别布置到不同层，并将小功率地和大功率地分层交错，既能满足多层电路电磁兼容的需求，又能实现复杂的电路功能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术：基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，包括通过厚膜工艺集成的9层陶瓷介质板；自上而下，第1层顶面设有电路器件，电路器件包括电源调制电路、控制器电路、驱动电路和两个大功率开关电路，一个大功率开关电路连接信号输入微带线，另一个连接信号输出微带线，两个之间有两个支路，一个支路依次连接有限幅电路、低噪声高增益放大器，另一个支路依次连接有限幅电路、低增益大动态放大器；第2层顶面设有通过金属化过孔连接电源调制电路输出端的多个不同供电模式的第I电源线，电源调制电路用于将从第1层输入的稳压电源转换成不同的电压以通过不同的第I电源线输送；第3层为空白陶瓷基板层；第4层顶面部分区域设有大功率信号接地层；
第5层顶面设有两个第II电源线和两个第I控制线，第II电源线一端通过金属化过孔连接第I电源线，另一端分别通过金属化过孔连接大功率开关电路并为其供电；一个第I控制线通过金属化过孔连接在控制器电路与低增益大动态放大器之间，另一个第I控制线通过金属化过孔连接在控制器电路与低噪声高增益放大器之间；第6层顶面部分区域设有小功率信号接地层，其余区域设有第III电源线，第III电源线一端通过金属化过孔连接第I电源线，另一端通过金属化过孔连接控制器电路和驱动电路进行供电，小功率信号接地层与大功率信号接地层交错布置；第7层用作公共地，顶面设有中部镂空的镂空接地金属层，镂空处设有射频信号传输线，射频信号传输线通过金属化过孔连接于驱动电路与信号输出端的大功率开关电路之间，用于作为跳线；第8层用作公共地，顶面设有完整接地金属层；第9层顶面设有多个第IV电源线和两个用于切换射频系统工作状态的第II控制线，第IV电源线一端通过金属化过孔分别连接不同的第I电源线，另一端分别通过金属化过孔连接各限幅电路中的开关二极管和检波二极管，一个第II控制线通过金属化过孔连接于驱动电路与低噪声高增益放大器之间，另一个通过金属化过孔连接于驱动电路与低增益大动态放大器之间。
[0006]基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统的实现方法，包括步骤：S10、在一陶瓷介质板上印刷多个第IV电源线和两个用于切换射频系统工作状态的第II控制线；S11、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面印刷完整接地金属层，并加工出金属化过孔；S12、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面印刷中部镂空的镂空接地金属层，镂空处印刷射频信号传输线，并加工出金属化过孔；S13、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面部分区域印刷小功率信号接地层，其余区域印刷第III电源线，并加工出金属化过孔；S14、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面印刷两个第II电源线和两个第I控制线，并加工出金属化过孔；S15、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面部分区域印刷有大功率信号接地层，并加工出金属化过孔；S16、继续在上方设置一层陶瓷介质板，并加工出金属化过孔；S17、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面印刷第I电源线，并加工出金属化过孔；S18、继续在上方设置一层陶瓷介质板，在该层顶面设置电路器件，并加工金属化过孔；电路器件包括电源调制电路、控制器电路、驱动电路和两个大功率开关电路，一个大功率开关电路连接信号输入微带线，另一个连接信号输出微带线，两个之间有两个支路，一个支路依次连接有限幅电路、低噪声高增益放大器，另一个依次连接有限幅电路、低增益大动态放大器；S19、通过厚膜工艺烧制上述9层陶瓷介质板，使第I电源线一端通过金属化过孔导通连接电源调制电路输出端，电源调制电路用于将从最顶层输入的稳压电源转换成不同的
电压以通过不同的第I电源线输送，第I电源线另一端分别通过金属化过孔导通连接第II电源线一端、第III电源线一端、第IV电源线一端，使第II电源线另一端分别通过金属化过孔导通连接大功率开关电路并为其供电，使第III电源线另一端通过金属化过孔导通连接控制器电路和驱动电路进行供电，使第IV电源线另一端分别通过金属化过孔导通连接各限幅电路中的开关二极管和检波二极管；并使一个第I控制线通过金属化过孔导通连接在控制器电路与低增益大动态放大器之间，另一个第I控制线通过金属化过孔导通连接在控制器电路与低噪声高增益放大器之间，使射频信号传输线通过金属化过孔导通连接于驱动电路与信号输出端的大功率开关电路之间以用于作为跳线，使一个第II控制线通过金属化过孔导通连接于驱动电路与低噪声高增益放大器之间，另一个通过金属化过孔导通连接于驱动电路与低增益大动态放大器之间。
[0007]本专利技术有益效果在于：1、将大功率信号和小功率信号对应的地层布置在不同层，避免两种信号相互影响；另外大功率信号和小功率信号分开布置，可以使承受不同功率的元器件的耐功率设计不同，根据需要设计，节约成本；并利用小功率信号地所在层的其他区域，布置电源线，进一步节约空间；2、将主要元器件、不同供电电源模式、功率信号地、公共地等分层布置，采用陶瓷介质基板分隔，另外电性能通过金属化过孔连接。通过使用这种地层将射频传输线、工作模式控制线、不同供电模式的电源线分层布置的方式，隔离它们之间的相互影响；4、通过第I电源线将电源调制电路转换后的不同输出引向处于不同层的第II电源线、第III电源线、第IV电源线，而后分别再引至顶层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，其特征在于，包括通过厚膜工艺集成的9层陶瓷介质板（1）；自上而下，第1层顶面设有电路器件（11），电路器件（11）包括电源调制电路、控制器电路、驱动电路和两个大功率开关电路，一个大功率开关电路连接信号输入微带线，另一个连接信号输出微带线，两个之间有两个支路，一个支路依次连接有限幅电路、低噪声高增益放大器，另一个支路依次连接有限幅电路、低增益大动态放大器；第2层顶面设有通过金属化过孔连接电源调制电路输出端的多个不同供电模式的第I电源线（21），电源调制电路用于将从第1层输入的稳压电源转换成不同的电压以通过不同的第I电源线（21）输送；第3层为空白陶瓷基板层（3）；第4层顶面部分区域设有大功率信号接地层（41）；第5层顶面设有两个第II电源线（52）和两个第I控制线（51），第II电源线（52）一端通过金属化过孔连接第I电源线（21），另一端分别通过金属化过孔连接大功率开关电路并为其供电；一个第I控制线（51）通过金属化过孔连接在控制器电路与低增益大动态放大器之间，另一个第I控制线（51）通过金属化过孔连接在控制器电路与低噪声高增益放大器之间；第6层顶面部分区域设有小功率信号接地层（61），其余区域设有第III电源线（62），第III电源线（62）一端通过金属化过孔连接第I电源线（21），另一端通过金属化过孔连接控制器电路和驱动电路进行供电，小功率信号接地层（61）与大功率信号接地层（41）交错布置；第7层用作公共地，顶面设有中部镂空的镂空接地金属层（71），镂空处设有射频信号传输线（72），射频信号传输线（72）通过金属化过孔连接于驱动电路与信号输出端的大功率开关电路之间用于作为跳线；第8层用作公共地，顶面设有完整接地金属层（81）；第9层顶面设有多个第IV电源线（92）和两个用于切换射频系统工作状态的第II控制线（91），第IV电源线（92）一端通过金属化过孔分别连接不同的第I电源线（21），另一端分别通过金属化过孔连接各限幅电路中的开关二极管和检波二极管，一个第II控制线（91）通过金属化过孔连接于驱动电路与低噪声高增益放大器之间，另一个通过金属化过孔连接于驱动电路与低增益大动态放大器之间。2.根据权利要求1所述的基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，其特征在于，第9层穿设有连接到完整接地金属层（81）的金属螺钉，金属螺钉连接外部封装金属壳体，用于整体接地。3.根据权利要求1所述的基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，其特征在于，第4层其余区域设置有多个散热过孔，散热过孔向上贯穿第3层、第2层及第1层，散热过孔内灌注有铜浆，第1层顶面的散热过孔处，通过金属螺钉连接到外部封装金属壳体，用于热传导和整体接地。4.根据权利要求1所述的基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，其特征在于，射频信号传输线（72）距离镂空边缘预定间距。5.根据权利要求1所述的基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，其特征在于，控制器电路连接并控制信号输入端的大功率开关电路，控制器电路连接的第I控制线（51）为低噪声高增益放大器和低增益大动态放大器的电调制信号控制线，当第I控制线（51）为低
电平时，信号输入端的大功率开关电路将低增益大动态放大器所在支路开启，低噪声高增益放大器断电不工作，低增益大动态放大器工作，当第I控制线（51）为高电平时，信号输入端的大功率开关电路将低噪声高增益放大器所在支路开启，低噪声高增益放大器工作，低增益大动态放大器断电不工作。6.根据权利要求1所述的基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统，其特征在于，驱动电路用于控制低噪声高增益放大器和低增益大动态放大器的输出，及信号输出端的大功率开关电路的支路切换，当第II控制线（91）为低电平时，信号输出端的大功率开关电路切换到低噪声高增益放大器所在支路并为导通状态，系统工作在低噪声高增益状态，当第II控制线（91）为高电平时，信号输出端的大功率开关电路切换到低增益大动态放大器所在支路并为导通状态，系统工作在低增益大动态状态。7.基于厚膜多层集成电路的电磁兼容射频系统的实现方法，其特征在于，包括步骤：S10、在一陶瓷介质板（1）上印刷多个第IV电源线（92）和两个用于切换射频系统工作状态的第II控制线（91）；S11、继续在上方设置一层陶瓷介质板（1），在该层顶面印刷完整接地金属层（81），并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韧，唐涛，
申请(专利权)人：四川斯艾普电子科技有限公司，
类型：发明
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