一种多通道底馈式T/R组件制造技术

本发明专利技术涉及一种多通道底馈式T/R组件，包括多个通道，所述通道两端分别连接公共端和天线；每个所述通道包括依次连接的：一多功能幅相控制芯片(103)、一GaN功放芯片(104)、一环隔器(107)、一限幅器芯片(105)、一低噪声放大器芯片(106)，其中，所述低噪声放大器芯片(106)与所述多功能幅相控制芯片(103)连接；该所述通道中还包括，电源模块，所述电源模块与所述多功能幅相控制芯片(103)连接、所述低噪声放大器芯片(106)和所述GaN功放芯片(104)连接；所述组件还包括一公共端，分别与各通道中的所述多功能幅相控制芯片(103)连接。述多功能幅相控制芯片(103)连接。述多功能幅相控制芯片(103)连接。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道底馈式T/R组件


[0001]本专利技术属于射频微波电路
，涉及一种多通道底馈式T/R组件。

技术介绍

[0002]多通道工作模式是目前研究最多的高分辨率宽测绘带工作模式。该模式通过空间上的增采样来降低对时间采样率的需求，有效缓解空间分辨率与测绘带宽度之间的矛盾。为了实现相控阵天线多通道工作模式的高分辨率成像，对T/R组件收发通道的带内幅相起伏和组件间的幅相一致性要求更加严苛，防止色散误差引起对地目标回波的幅相调制，引起主瓣展宽和旁瓣恶化、目标信噪比下降、分辨率展宽等，从而影响成像质量。
[0003]此外，为了满足卫星高技术、大容量需求，微波组件必须实行小型化研制。目前广泛应用的二维有源相控阵天线多采用砖块式结构T/R组件，仅采用XY轴平面传输，本组件从平面组装转化到立体堆叠，高密度布局，有效利用Z轴空间，并通过垂直互联实现无缆化的微波信号传输，节约体积和重量，减化系统结构繁冗度。

技术实现思路

[0004]为达到上述目的，本申请提出了多通道底馈式T/R组件，所述组件包括多个通道，所述通道两端分别连接公共端和天线；
[0005]每个所述通道包括依次连接的：一多功能幅相控制芯片(103)、一GaN功放芯片(104)、一环隔器(107)、一限幅器芯片(105)、一低噪声放大器芯片(106)，其中，所述低噪声放大器芯片(106)与所述多功能幅相控制芯片(103)连接；
[0006]该所述通道中还包括，电源模块，所述电源模块与所述多功能幅相控制芯片(103)连接、所述低噪声放大器芯片(106)和所述GaN功放芯片(104)连接；
[0007]所述组件还包括一公共端，分别与各通道中的所述多功能幅相控制芯片(103)连接。
[0008]在一个可能的实现方式中，所述公共端包括：
[0009]功分器芯片(102)，分别与每个通道中的所述多功能幅相控制芯片(103)连接；
[0010]输入SMP
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毛纽扣(112)，与所述功分器芯片(102)连接；
[0011]以及一只J30JMI气密型低频连接器(114)；
[0012]其中，各通道收发控制独立，互不影响。
[0013]在一个可能的实现方式中，所述电源模块包括：
[0014]发射电源调制芯片(108)，分别与所述多功能幅相控制芯片(103)以及所述GaN功放芯片(104)连接；
[0015]PMOS芯片(109)，分别与所述GaN功放芯片(104)和所述发射电源调制芯片(108)连接；
[0016]接收电源调制芯片(110)，分别与所述多功能幅相控制芯片(103)以及所述低噪声放大器芯片(106)连接。
[0017]在一个可能的实现方式中，所述组件由LTCC多层电路基板(101)、盒体(115)、内盖板(118)、外盖板(119)、内置隔板(117)组成，包括微波电路、电源和控制电路。
[0018]在一个可能的实现方式中，所述LTCC多层电路基板结构包括15层，由上而下第一层PC1为功分器芯片、电源调制芯片、PMOS芯片、阻容等元器件放置层，表层尽量不进行任何微波信号和控制、电源信号走线，仅存在层间过渡PAD和焊接、金丝键合PAD,以保证传输信号的良好屏蔽性，防止信号串扰和空间耦合影响；第二层PC2为空白瓷片，以提供介质厚度；第三层PC3为带状线上层地；第四层PC4和第五层PC5为空白瓷片，为带状线介质层；第六层PC6为带状线层，用以微波信号的传输，以提高通道间收发链路的信号隔离度，此外多功能幅相控制芯片采用挖腔埋置于第六层，通过基板错层高度实现通道间高隔离度；第七层PC7和第八层PC8为空白瓷片，为带状线介质层；第九层PC9为带状线下层地；第十层PC10、第十一层PC11和第十二层PC12为控制电路布线层，第十三层PC13和第十四层PC14为电源布线层，第十五层PC15为模拟地层。
[0019]在一个可能的实现方式中，所述LTCC多层电路基板内部，微波信号采用带状线形式传输，微波信号在所述LTCC多层电路基板内部各层之间通过带状线
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同轴转换结构实现垂层间垂直传输。
[0020]在一个可能的实现方式中，所述LTCC多层电路基板内部层间信号通过过孔连接，接地通孔仅包括顶层
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底层(Via1
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15)通孔、带状线层
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底层(Via6
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15)通孔及带状线下层地
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底层(Via9
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15)通孔三种，以避免多种层数通孔引起LTCC多层电路基板叠层后表面的不平坦性，影响芯片和其他器件贴装的良好接地性。
[0021]在一个可能的实现方式中，射频输入连接器SMP
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毛纽扣从盒体底部穿墙，并与LTCC多层电路基板底层同轴PAD良好接触，通过弹性压接方式将盒体和LTCC多层电路基板连接，使微波输入信号从盒体底部馈入，实现免焊接去电缆的板级弹性垂直互联；射频输出连接器SMP从盒体底部穿墙，并通过与输出TMM6微带片穿孔焊接，使微波输入信号从盒体底部馈出。
[0022]在一个可能的实现方式中，收发支路间和通道间采用分腔设计，均设置隔墙，两级放大器之间放置金属隔板防止级间增益过大引起自激，金属隔板两端嵌于盒体内，并采用环氧粘接于LTCC多层电路基板上，与盒体内部隔墙、内盖板形成封闭腔体。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列有益效果：
[0023]1)本专利技术所述的一种基于LTCC技术的多通道底馈式T/R组件，该组件采用多功能幅相控制芯片和GaN高效率功率放大芯片，单通道发射效率可达40％以上；
[0024]2)本专利技术所述的一种基于LTCC技术的多通道底馈式T/R组件，该组件采用多功能幅相控制芯片，集成收发切换、移相、衰减控制和驱动放大功能；采用多功能电源控制芯片，集成GaN功放高压脉冲调制、精准栅压偏置、驱放低压脉冲调制功能；并利用LTCC多层电路基板特点进行埋阻和高密度布线设计，大幅减小了T/R组件重量尺寸，相较同频段同性能指标侧馈式T/R组件，尺寸缩小1//3,重量减少1/4，实现组件的高集成度和小型化设计；
[0025]3)本专利技术所述的一种基于LTCC技术的多通道底馈式T/R组件，多层LTCC介质基板具有良好的层压特性，保证了带状传输线的稳定性，层内通过带状线
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同轴转换结构实现微波信号的垂直传输；
[0026]4)本专利技术所述的一种基于LTCC技术的多通道底馈式T/R组件，组件射频接口通过
毛纽扣形式实现微波信号的底部馈入结构，实现组件微波信号的垂直传输，底馈式结构可实现与系统的无缆化垂直互联，大大简化了系统实现复杂度；
[0027]5)本专利技术所述的一种基于LTCC技术的多通道底馈式T/R组件，具有具有小型化、集成化、高效率、低功耗、带内起伏小、批量产品一致性和可靠性高等优点，具有一定的通用性，适用于各种环境相控阵雷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道底馈式T/R组件，其特征在于：所述组件包括多个通道，所述通道两端分别连接公共端和天线；每个所述通道包括依次连接的：一多功能幅相控制芯片(103)、一GaN功放芯片(104)、一环隔器(107)、一限幅器芯片(105)、一低噪声放大器芯片(106)，其中，所述低噪声放大器芯片(106)与所述多功能幅相控制芯片(103)连接；该所述通道中还包括，电源模块，所述电源模块与所述多功能幅相控制芯片(103)连接、所述低噪声放大器芯片(106)和所述GaN功放芯片(104)连接；所述组件还包括一公共端，分别与各通道中的所述多功能幅相控制芯片(103)连接。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述公共端包括：功分器芯片(102)，分别与每个通道中的所述多功能幅相控制芯片(103)连接；输入SMP
‑
毛纽扣(112)，与所述功分器芯片(102)连接；以及一只J30JMI气密型低频连接器(114)；其中，各通道收发控制独立，互不影响。3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述电源模块包括：发射电源调制芯片(108)，分别与所述多功能幅相控制芯片(103)以及所述GaN功放芯片(104)连接；PMOS芯片(109)，分别与所述GaN功放芯片(104)和所述发射电源调制芯片(108)连接；接收电源调制芯片(110)，分别与所述多功能幅相控制芯片(103)以及所述低噪声放大器芯片(106)连接。4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述组件由LTCC多层电路基板(101)、盒体(115)、内盖板(118)、外盖板(119)、内置隔板(117)组成，包括微波电路、电源和控制电路。5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述LTCC多层电路基板结构包括15层，由上而下第一层PC1为功分器芯片、电源调制芯片、PMOS芯片、阻容等元器件放置层，表层尽量不进行任何微波信号和控制、电源信号走线，仅存在层间过渡PAD和焊接、金丝键合PAD,以保证传输信号的良好屏蔽性，防止信号串扰和空间耦合影响；第二层PC2为空白瓷片，以提供介质厚度；第三层PC3为带状线上...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸥，陈凯，孙斌，程隽隽，赵涌，王娜，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：