【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相控阵天线领域，具体涉及一种新型的分时双极化的aip天线。
技术介绍
1、分时双极化天线需要用到有源的极化开关芯片来切换，而天线为无源器件，将二者结合在一起存在较大难度。传统的做法通常是设计成一个独立的无源天线板和独立的极化控制模块，然后通过射频连接器将二者连接起来，这样的代价是射频互联的距离较远，损耗较大，同时尺寸和成本都更大。具体的，这种方案的缺点体现在以下几个方面：
2、 1、系统复杂度高：由于没有进行高集成度的一体化的封装生产，导致两个部件之间的射频接口数量翻倍，除了射频互联外还要考虑机械互联。对外互联需要使用连接器，使系统集成使用的复杂度增大；
3、2、尺寸大：由于需要两个功能部件组合起来，电气互联和机械互联带来的尺寸增加，集成度降低；
4、3、信号传输损耗大：由于是两个独立的部件组成，导致信号传输路经增长，增大传输损耗，影响系统的性能和效率；
5、4、生产效率低、一致性不好：由于需要先单独的生产极化控制模块，测试完成后然后再两个部件组装成一起，再进行检测，整个生产工序增加，引入更多的影响因素，致使生产效率低、良率下降。
6、鉴于现有技术中分时双极化天线的结构形式存在诸多不足，亟待提供一种新型的分时双极化的aip天线。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决有源极化开关芯片与天线采用传统方式结合时存在的诸多不足，提出了一种新型的分时双极化的aip天线，通过独特的天线设计和射频电路布局，实现了分时双极化
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种新型的分时双极化的aip天线，其特征在于，包括基板、极化开关芯片、可伐合金盖板、天线辐射芯片和bga球；所述天线辐射芯片设置在基板表面，基板底部开设有盲槽，所述极化开关芯片嵌入式设置在盲槽底部；可伐合金盖板盖合在盲槽开口部位并气密焊接，构成封装天线；所述bga焊球设置在基板底部，用作封装天线对外的电气和结构接口。
4、进一步的，所述基板为多层高温共烧陶瓷板。
5、进一步的，基板从上至下共设置八层，第一层基板的上表面为天线辐射贴片层，第二层基板与第一层基板之间为天线寄生贴片层；第三层基板与第二层基板之间为极化耦合缝层，第四层基板与第三层基板之间为射频信号馈电层，第四层基板底部为接地信号层，第六层基板与第五层基板之间为极化开关芯片布线装配层。
6、进一步的，盲槽贯穿第六层基板和第七层基板，并在第六层基板和第七层基板处形成安装可伐合金盖板的台阶，第六层基板底面设有盖板焊接地层，第七层基板底面为底层接地及bga焊接层。
7、进一步的，天线内部设置的电气过孔包括公共射频信号孔和双极化射频信号孔，公共射频信号过孔贯穿第七层基板和第六层基板，其上端连接极化开关芯片布线装配层，下端接入底层接地及bga焊接层；双极化射频信号过孔贯穿第四层基板和第五层基板，其下端与极化开关芯片布线装配层连接，上端与射频信号馈电层连接；射频信号从公共射频信号孔进入到极化开关芯片，极化开关芯片在极化开关控制信号孔进入的控制信号的控制下，实现两种极化的切换。
8、进一步的，天线内部设置的电气过孔还包括屏蔽地信号过孔和极化开关控制孔；屏蔽地信号过孔从底层接地及bga焊接层贯穿至第二层基板，其上端连接天线寄生贴片层；极化开关控制信号过孔贯穿第七层基板和第六层基板，其上端极化开关芯片布线装配层，下端接入底层接地及bga焊接层；极化开关芯片输出的信号通过双极化射频信号过孔进入到射频信号馈电层，然后信号通过极化耦合缝隙层耦合到天线的两层辐射贴片层，最后通过辐射贴片将信号辐射出去。
9、进一步的，所述bga焊球采用回流焊的标贴工艺设置在最底层基板的底部，并且规则的环绕布置在最底层基板的四周。
10、进一步的，所述极化开关芯片与基板的射频、控制信号线采用键合金丝连接。
11、进一步的，所述bga焊球4直径为0.5mm。
12、综上所述，本专利技术具有以下优点：
13、1、本专利技术通过独特的天线设计和射频电路布局实现了射频性能的优化：将有源的极化开关芯片嵌入到多层htcc板中，形成高集成度的一体式封装结构，在尺寸较小的封装内实现了双极化天线的分时双极化切换，并在多层板中实现射频信号的互联，省去了射频连接器的损耗和尺寸，优化了信号的传输路径，减小了极化开关和天线之间传输损耗，提高了天线的辐射效率；
14、2、本专利技术在高温共烧陶瓷（htcc）板上加工盲槽，并将极化开关芯片嵌入盲槽中并封装，缩减天线纵向尺寸至少6mm以上，缩减了天线单元的平均重量，提高了封装紧凑性和集成度。
15、3、本专利技术采用高温共烧陶瓷板替代传统的多层pcb板，htcc板具有良好的高温稳定性、热传导新性能、良好的机械强度以及更好气密性能，配合可伐合金盖板以焊接方式进行气密封盖，确保了系统的密封性、可靠性和稳定性，使得天线在高温、高湿、低气压等严苛环境下具有更好的环境适应性。
16、4、本专利技术所使用的bga（球栅阵列）植球作为封装的电气互联接口，提供了高密度、高速的连线方式，支持复杂的信号传输和互联需求；同时bga植球也作为机械互联接口，可以实现稳固的机械连接，提供良好的结构强度和可靠性。
17、5、本专利技术采用高温共烧陶瓷制作多层双极化天线，具有制作多层板的高度灵活性，同时实现了更高的耐高温性能和良好的热传导性能，使得本专利技术适用于高功率和高温工作环境。
18、6、本专利技术具有高的系统扩展性，通过以上创新技术实现了系统的高度集成，在尺寸较小的封装内实现双极化天线的分时双极化切换，让相控阵雷达系统具有对目标进行两种极化信息提取的能力，同时可以按需选择所需要的目标极化信息，增加雷达系统的分辨率和抗干扰能力。
19、7、本专利技术每个天线阵元内的装配都是一样的，方便进行自动粘片和自动键合，通过一次编程就可以应用自动化生产设备进行批量生产，不仅生产效率高，生产的一致性好，良率也大大提高，同时，利用aip思路可将2*2的天线阵列封装在一个aip标准尺寸中，作为共用的基础模块，用2*2的基础模块可组成不同规模的阵面，具有高可拓展性。
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1.一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，包括基板（1）、极化开关芯片（2）、可伐合金盖板（3）、天线辐射芯片和BGA焊球（4）；所述天线辐射芯片设置在基板（1）表面，基板（1）底部开设有盲槽，所述极化开关芯片（2）嵌入式设置在盲槽底部；可伐合金盖板（3）盖合在盲槽开口部位并气密焊接，构成封装天线；所述BGA焊球（4）设置在基板（1）底部，用作封装天线对外的电气和结构接口。
2.根据权利要求1所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，基板（1）从上至下共设置八层，第一层基板的上表面为天线辐射贴片层（H1），第二层基板与第一层基板之间为天线寄生贴片层（H2）；第三层基板与第二层基板之间为极化耦合缝层（H3），第四层基板与第三层基板之间为射频信号馈电层（H4），第四层基板底部为接地信号层（H5），第六层基板与第五层基板之间为极化开关芯片布线装配层（H6）。
4.根据权利要求3所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，盲槽贯穿第六层基板和第七层基板，并
5.根据权利要求4所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，天线内部设置的电气过孔包括公共射频信号孔和双极化射频信号孔，公共射频信号过孔（V2）贯穿第七层基板和第六层基板，其上端连接极化开关芯片布线装配层（H6），下端接入底层接地及BGA焊接层（H8）；双极化射频信号过孔（V3）贯穿第四层基板和第五层基板，其下端与极化开关芯片布线装配层（H6）连接，上端与射频信号馈电层（H4）连接；射频信号从公共射频信号孔进入到极化开关芯片（2），极化开关芯片（2）在极化开关控制信号孔进入的控制信号的控制下，实现两种极化的切换。
6.根据权利要求5所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，天线内部设置的电气过孔还包括屏蔽地信号过孔（V1）和极化开关控制孔；屏蔽地信号过孔（V1）从底层接地及BGA焊接层（H8）贯穿至第二层基板，其上端连接天线寄生贴片层（H2）；极化开关控制信号过孔（V4）贯穿第七层基板和第六层基板，其上端极化开关芯片布线装配层（H6），下端接入底层接地及BGA焊接层（H8）；极化开关芯片（2）输出的信号通过双极化射频信号过孔（V3）进入到射频信号馈电层（ H4），然后信号通过极化耦合缝隙层耦合到天线的两层辐射贴片层，最后通过天线辐射贴片（6）将信号辐射出去。
7.根据权利要求1所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，所述极化开关芯片（2）与基板（1）的射频、控制信号线采用键合金丝（5）连接。
9.根据权利要求1或7所述的一种新型的分时双极化的AIP天线，其特征在于，所述BGA焊球（4）直径为0.5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种新型的分时双极化的aip天线，其特征在于，包括基板（1）、极化开关芯片（2）、可伐合金盖板（3）、天线辐射芯片和bga焊球（4）；所述天线辐射芯片设置在基板（1）表面，基板（1）底部开设有盲槽，所述极化开关芯片（2）嵌入式设置在盲槽底部；可伐合金盖板（3）盖合在盲槽开口部位并气密焊接，构成封装天线；所述bga焊球（4）设置在基板（1）底部，用作封装天线对外的电气和结构接口。
2.根据权利要求1所述的一种新型的分时双极化的aip天线，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种新型的分时双极化的aip天线，其特征在于，基板（1）从上至下共设置八层，第一层基板的上表面为天线辐射贴片层（h1），第二层基板与第一层基板之间为天线寄生贴片层（h2）；第三层基板与第二层基板之间为极化耦合缝层（h3），第四层基板与第三层基板之间为射频信号馈电层（h4），第四层基板底部为接地信号层（h5），第六层基板与第五层基板之间为极化开关芯片布线装配层（h6）。
4.根据权利要求3所述的一种新型的分时双极化的aip天线，其特征在于，盲槽贯穿第六层基板和第七层基板，并在第六层基板和第七层基板处形成安装可伐合金盖板（3）的台阶，第六层基板底面设有盖板焊接地层（h7），第七层基板底面为底层接地及bga焊接层（h8）。
5.根据权利要求4所述的一种新型的分时双极化的aip天线，其特征在于，天线内部设置的电气过孔包括公共射频信号孔和双极化射频信号孔，公共射频信号过孔（v2）贯穿第...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎颖，
申请(专利权)人：成都智芯雷通微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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