CN105703066A - 可切换发送和接收相控阵列天线 - Google Patents

可切换发送和接收相控阵列天线 Download PDF

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Abstract

可切换发送和接收相控阵列天线。公开了一种可切换发送和接收相控阵列天线STRPAA。作为示例，该STRPAA可包括壳体、在所述壳体内的具有上表面和下表面的多层印刷布线板MLPWB、设置在MLPWB的上表面上的多个辐射元件、以及附接到MLPWB的下表面的多个发送和接收T/R模块。该STRPAA还可包括多个通孔，其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过MLPWB，并且被配置成所述多个T/R模块中的在MLPWB的下表面上的T/R模块和所述多个辐射元件中的与该T/R模块相对设置在MLPWB的上表面上的辐射元件之间的信号路径。

Description

可切换发送和接收相控阵列天线
技术领域
本发明涉及相控阵列天线，更具体地讲，涉及随高频通信系统使用的低成本有源阵列天线。
背景技术
相控阵列天线(“PAA”)被安装在各种移动平台(例如，飞行器以及陆地和海上载具)上，并且向这些平台提供经由视线或超视线通信发送和接收信息的能力。
PAA(也称作相控天线阵列)是一种包括多个子天线(通常称作组合天线的阵列元件)的天线，其中馈送给阵列元件的各个信号的相对振幅和相位可按照对PAA的总辐射图的影响在期望的方向上被加强并且在不期望的方向上被抑制的方式来变化。换言之，可生成波束，该波束可被指向或者引导向不同的方向。通过控制从PAA中的各个天线元件发送或接收的信号的振幅和相位来实现发送或接收PAA中的波束指向性。
所辐射的各个信号被合成以形成PAA的相长和相消干涉图。PAA可用于快速地在方位和高度上对波束进行指向。
不幸的是，根据PAA系统的预期用途，PAA系统通常大且复杂。另外，由于已知的发送和接收(“T/R”)模块的复杂性和功率处理，许多时候PAA设计有具有对应单独的PAA孔径(aperture)的单独的发送模块和接收模块。这进一步增加了与PAA的成本和尺寸有关的问题。因此，对于一些应用，用于PAA的不同部件的空间量可能有限，并且这些设计可能过大，从而无法被装配在可分配用于PAA的空间内。
因此，需要一种克服上述问题的设备。
发明内容
公开了一种可切换发送和接收相控阵列天线(“STRPAA”)。作为示例，该STRPAA可包括：壳体；多层印刷布线板(“MLPWB”)，在所述壳体内，具有上表面和下表面；多个辐射元件，位于MLPWB的上表面上；以及多个发送和接收(“T/R”)模块，附接到MLPWB的下表面。该STRPAA还可包括多个通孔，其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过MLPWB并且被配置成所述多个T/R模块中的在MLPWB的下表面上的T/R模块与所述多个辐射元件中的与该T/R模块相对设置在MLPWB的上表面上的辐射元件之间的信号路径。
在此示例中，所述多个T/R模块可与MLPWB的下表面信号通信，并且所述多个T/R模块中的各个T/R模块可位于与位于MLPWB的上表面上的所述多个辐射元件中的对应辐射元件相对的MLPWB的下表面上。另外，壳体可包括压板以及具有多个通道的蜂窝孔板。
压板可被配置为推压所述多个T/R模块抵靠MLPWB的下表面。类似地，所述多个辐射元件被配置为大致抵靠蜂窝孔板设置。当对着蜂窝孔板设置时，所述多个元件中的各个辐射元件位于蜂窝孔板的所述多个通道中的对应通道处。
对于本领域技术人员而言在调查以下附图和详细描述时本公开的其它装置、设备、系统、方法、特征和优点将或者将变得显而易见。所有这些附加系统、方法、特征和优点旨在被包括在本说明书内、本公开的范围内，并且受所附权利要求书的保护。
附图说明
可通过参照附图来更好地理解本公开。图中的部件未必按比例，相反着重于示出本公开的原理。在附图中，贯穿不同的图，相似的标号指代对应部件。
图1是依据本发明的天线系统的实现方式的示例的系统框图。
图2是依据本发明的图1所示的可切换发送和接收相控阵列天线(“STRPAA”)的实现方式的示例的框图。
图3是依据本发明的图2所示的多层印刷布线板(“MLPWB”)的实现方式的示例的局部剖视图。
图4是依据本发明的MLPWB的实现方式的示例的局部侧视图。
图5是依据本发明的MLPWB的另一实现方式的示例的局部侧视图。
图6是依据本发明的图2、图3、图4和图5所示的辐射元件的实现方式的示例的俯视图。
图7A是依据本发明的图2、图4和图5所示的蜂窝孔板布局的实现方式的示例的俯视图。
图7B是图7A所示的蜂窝孔板的放大部分的俯视图。
图8是依据本发明的图4和图5所示的RF分布网络的实现方式的示例的俯视图。
图9是依据本发明的STRPAA的另一实现方式的示例的系统框图。
图10是图9所示的T/R模块的系统框图。
图11是依据本发明的图2所示的壳体的实现方式的打开示例的透视图。
图12是图11所示的打开壳体的另一透视图。
图13是依据本发明的在WAIM片未安装在蜂窝孔板的顶部的情况下图11和图12所示的封闭壳体的透视俯视图。
图14是依据本发明的在WAIM片被安装在蜂窝孔板的顶部的情况下图11、图12和图13所示的封闭壳体的透视俯视图。
图15是依据本发明的图11、图12、图13和图14所示的壳体的实现方式的示例的分解透视仰视图。
图16是依据本发明的沿着压板的内表面的图11所示的袋的实现方式的示例的俯视图。
图17是依据本发明的与多个PCB(板对板)电互连组合的图2、图4、图5、图9、图10和图16所示的T/R模块的实现方式的示例的分解透视侧视图。
图18是图17所示的T/R模块的分解透视俯视图。
图19是依据本发明的图18所示的在模块载体中安装有第一功率切换MMIC、第二功率切换MMIC和波束处理MMIC的T/R模块的透视俯视图。
图20是依据本发明的图17、图18和图19所示的T/R模块的透视仰视图。
图21是依据本发明的发送和接收模块陶瓷封装(“T/R模块陶瓷封装”)的实现方式的示例的局部剖视图。
图22是依据本发明的T/R模块陶瓷封装2204的下表面上的印刷布线组件的实现方式的示例的示图。
图23是示出依据本发明的在图22所示的印刷布线组件上安装波束处理MMIC和功率切换MMIC的实现方式的示例的示图。
具体实施方式
公开了一种可切换发送和接收相控阵列天线(“STRPAA”)。作为示例，该STRPAA可包括：壳体；多层印刷布线板(“MLPWB”)，在所述壳体内，MLPWB具有上表面和下表面；多个辐射元件，位于MLPWB的上表面上；以及多个发送和接收(“T/R”)模块，附接到MLPWB的下表面。该STRPAA还可包括多个通孔，其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过MLPWB并且被配置为所述多个T/R模块中的在MLPWB的下表面上的T/R模块与所述多个辐射元件中的位于与T/R模块相对的MLPWB的上表面上的辐射元件之间的信号路径。
在此示例中，所述多个T/R模块可与MLPWB的下表面信号通信，并且所述多个T/R模块中的各个T/R模块可位于与位于MLPWB的上表面上的所述多个辐射元件中的对应辐射元件相对的MLPWB的下表面上。另外，壳体可包括压板以及具有多个通道的蜂窝孔板。
压板可被配置为推压所述多个T/R模块抵靠MLPWB的下表面。类似地，所述多个辐射元件被配置为大致抵靠蜂窝孔板设置。当对着蜂窝孔板设置时，所述多个元件中的各个辐射元件位于蜂窝孔板的所述多个通道中的对应通道处。
在此示例中，STRPAA是包括瓦片配置的常见孔径相控阵列天线。T/R模块可利用平面电路配置。
转向图1，依据本发明示出天线系统100的实现方式的示例的系统框图。在此示例中，天线系统100可包括STRPAA102、控制器104、温度控制系统106和电源108。STRPAA102可分别经由信号路径110、112和114来与控制器104、温度控制系统106和电源108信号通信。控制器104可分别经由信号路径116和118来与电源108和温度控制系统106信号通信。电源108还经由信号路径120与温度控制系统106信号通信。
在此示例中，STRPAA102是相控阵列天线(“PAA”)，其包括具有对应辐射元件的多个T/R模块，这些T/R模块组合起来能够通过STRPAA102发送122和接收124信号。在此示例中，STRPAA102可被配置为在K波段频率范围(即，对于NATOK波段，约20GHz至40GHz，对于IEEEK波段，18GHz至26.5GHz)内操作。
电源108是向天线系统100中的其它单元(即，STRPAA102、控制器104和温度控制系统106)供电的装置、部件和/或模块。另外，控制器104是控制天线系统100的操作的装置、部件和/或模块。控制器104可以是处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器(“DSP”)或者可在硬件和/或软件中编程的其它类型的装置。控制器104可控制STRPAA102的阵列指向角度、偏振、抽头以及STRPAA102的一般操作。
温度控制系统106是能够控制STRPAA102上的温度的装置、部件和/或模块。在操作的示例中，当STRPAA102变热到需要某种类型的冷却的点时，它可向控制器104、温度控制系统106或这二者指示这种需要。该指示可以是STRPAA102内的温度传感器测量STRPAA102的操作温度的结果。一旦温度控制系统106或者控制器104接收到需要冷却的指示，温度控制系统106就可经由例如空气或液体冷却向STRPAA102提供所需的冷却。按照类似方式，温度控制系统106还可控制电源108的温度。
本领域技术人员将理解，天线系统100的或者与天线系统100关联的电路、部件、模块和/或装置被描述为彼此信号通信，其中信号通信是指电路、部件、模块和/或装置之间的允许电路、部件、模块和/或装置从另一电路、部件、模块和/或装置传递和/或接收信号和/或信息的任何类型的通信和/或连接。所述通信和/或连接可以沿着电路、部件、模块和/或装置之间允许从一个电路、部件、模块和/或装置到另一电路、部件、模块和/或装置传递信号和/或信息的任何信号路径，并且包括无线或有线信号路径。所述信号路径可以是物理的，例如，导线、电磁波导、线缆、附接的和/或电磁或机械联接的端子、半导电或介电材料或装置或者其它类似的物理连接或联接。另外，信号路径可以是非物理的，例如自由空间(在电磁传播的情况下)或者通过数字部件的信息路径，其中在不经过直接电磁连接的情况下按照变化的数字格式从一个电路、部件、模块和/或装置到另一电路、部件、模块和/或装置传递通信信息。
在图2中，依据本发明示出了STRPAA102的实现方式的示例的框图。STRPAA102可包括壳体200、压板202、蜂窝孔板204、MLPWB206、多个辐射元件208、210和212、多个T/R模块214、216和218、以及宽角阻抗匹配(“WAIM”)片220。在此示例中，壳体200可通过压板202和蜂窝孔板204的组合来形成。
蜂窝孔板204可以是金属或介电结构板，其包括穿过蜂窝孔板204的多个通道220、222和224，其中所述多个通道沿着蜂窝孔板204限定蜂窝结构。然后，WAIM片220附接到蜂窝孔板204的上表面或外表面。通常，WAIM片220是包括多个层的非导电材料片，所述多个层被选择和布置以使回波损失最小化并且优化STRPAA102与自由空间之间的阻抗匹配，以允许改进STRPAA102的扫描性能。
MLPWB206(也称作多层印刷电路板)是印刷布线板(“PWB”)(也称作印刷电路板–“PCB”)，其在PWB内部包括多个轨迹层。通常，它是多个PWB的堆叠，在各个单独的PWB的两侧上可包括蚀刻电路，其中可利用层压来将所述多个PWB设置在一起。所得MLPWB允许比信号PWB上高许多的部件密度。
在此示例中，MLPWB206具有两个表面，上表面226和下表面228，在各个表面226和228上具有蚀刻的电轨迹。所述多个T/R模块214、216和218可附接到MLPWB206的下表面228，所述多个辐射元件208、210和212可附接到MLPWB206的上表面226。在此示例中，所述多个T/R模块214、216和218可分别经由多个导电材料互连230、232、234、236、238、240、242、244和246来与MLPWB206的下表面228信号通信。
在一个实施方式中，电互连可被具体实现为“fuzz”(毛纽扣)。本领域普通技术人员将理解，通常，“fuzz”是高性能“信号触点”，其通常由形成为特定直径的密集圆柱形材料的单股镀金铍铜合金线(从几十毫米到毫米)制成。它们常常用在需要低失真传输线路的半导体测试插座和PWB互连中。在另一实施方式中，所述电互连可通过利用可回流以形成永久触点的焊料球的球栅阵列通过焊接来实现。
辐射元件208、210和212可以是附接到MLPWB206的上表面226的单独的模块、装置和/或部件，或者它们可实际上是MLPWB206的部分，作为MLPWB206的上表面226的表面上的蚀刻元件(例如，微带/贴片天线元件)。在单独的模块的情况下，辐射元件208、210、212可利用将多个T/R模块214、216和218附接在MLPWB206的下表面228上所使用的相同技术(包括使用电互连(未示出))来附接到MLPWB206的上表面226。
在任一情况下，所述多个辐射元件208、210和212分别通过穿过MLPWB206的多个导电通道(本文中称作“通孔”)248、250、252、254、256和258来与所述多个T/R模块214、216和218信号通信。在此示例中，各个辐射元件208、210和212与位于MLPWB206的相对表面上的对应各个T/R模块214、216和218信号通信。另外，各个辐射元件208、210和212将对应于各个通道220、222和224。通孔248、250、252、254、256和258可包括导电金属和/或介电材料。在操作中，辐射元件可发送和/或接收例如K波段信号的无线信号。
本领域普通技术人员将理解，术语“通孔”是熟知的。具体地讲，通孔是物理电子电路中的层之间的电连接，其穿过一个或更多个相邻层的平面，在此示例中，MLPWB206是物理电子电路。物理上，通孔是绝缘层中的允许MLPWB206中的不同层之间的导电连接的小导电孔。在此示例中，通孔248、250、252、254、256和258被示出为从MLPWB206的下表面228延伸到MLPWB206的上表面226的单独的通孔，然而，各个单独的通孔可实际上是组合通孔，其包括分别将MLPWB206的单独的多层连接在一起的多个子通孔。
MLPWB206还可包括MLPWB206的层内的射频(“RF”)分布网络(未示出)。RF分布网络可以是使用信号路径来将RF信号分发给所述多个T/R模块中的各个T/R模块的共同馈送网络。作为示例，RF分布网络可包括多个带线元件和威尔金森功率合成器/分配器。
本领域普通技术人员将理解，出于说明简单的目的，仅示出了三个辐射元件208、210、212和三个T/R模块214、216和218。另外，仅示出了三个通道220、222和224。然而，将理解，可存在比图2具体示出的更多的辐射元件、T/R模块和通道。作为示例，STRPAA102可包括具有256个阵列元件的PAA，这将意味着STRPAA102将包括256个辐射元件、256个T/R模块以及穿过蜂窝孔板204的256个通道。
另外，还将理解，辐射元件208、210和212与T/R模块214、216和218的每对组合仅示出两个通孔248、250、252、254、256和258。在此示例中，每组合对的第一通孔可对应于用于第一偏振信号的信号路径，每组合对的第二通孔可对应于用于第二偏振信号的信号路径。然而，将理解，每组合对可存在附加通孔。
在此示例中，返回参照蜂窝孔板204，通道220、222和224充当用于对应辐射元件208、210和212的波导。因此，通道220、222和224可填充空气、气体或者电介质。
压板202可以是壳体200的一部分，其包括内表面260，该内表面260向上对接所述多个T/R模块214、216和218的底部并且推压所述多个T/R模块214、216和218抵靠MLPWB206的下表面228。压板202还可包括沿着内表面260的多个压缩弹簧(未示出)，其对T/R模块214、216和218的底部施加附加力以推压T/R模块214、216和218抵靠MLPWB206的下表面228。
在图3中，依据本发明示出了MLPWB300的实现方式的示例的局部剖视图。MLPWB300是图2所示的MLPWB206的示例。在此示例中，MLPWB300可包括两个PWB子组件302和304，这两个PWB子组件302和304利用接合层306接合在一起。
接合层306提供机械接合以及电特性，以将通孔307和通孔308彼此电连接并且将通孔309和310彼此电连接。作为示例，接合层306可由接合材料(例如由加利福尼亚圣迭戈的奥梅特电路公司(OrmetCircuits,)提供的接合材料(例如，FR-408HR))制成。接合层306的厚度可为例如大约4千分之一英寸(“密耳”)。
在此示例中，第一PWB子组件302可包括九(9)个基板311、312、313、314、315、316、317、318和319。另外，十(10)个金属层(例如，铜)320、321、322、323、324、325、326、327、328和329将这九个基板311、312、313、314、315、316、317、318和319彼此隔离。类似地，第二PWB子组件304也可包括九(9)个基板330、331、332、333、334、335、336、337和338。另外，十(10)个金属层(例如，铜)339、340、341、342、343、344、345、346、347和348将这九个基板330、331、332、333、334、335、336、337和338彼此隔离。在此示例中，接合层306将金属层320结合到金属层348。
在此示例中，类似于图2中所述的示例，辐射元件350被示出为附接到MLPWB300的上表面351，T/R模块352被示出为附接到MLPWB300的下表面353。上表面351对应于金属层329的上表面，下表面353对应于金属层339的下表面。如图2中一样，T/R模块352被示出为通过通孔307和308以及通孔309和310的组合来与辐射元件350信号通信，其中通孔307和308通过接合层306来信号通信，通孔309和310也通过接合层306来信号通信。将理解，通孔307可包括子通孔(也称作“埋入通孔”)354、355、356、357、358、359、360、361和362，通孔308可包括子通孔363、364、365、366、367、368、369、370和371。类似地，通孔309可包括子通孔(也称作“埋入通孔”)372、373、374、375、376、377、378、379和380，通孔310可包括子通孔381、382、383、384、385、386、387、388和389。在此示例中，金属层320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、339、340、341、342、343、344、345、346、347和348可以是电接地层。它们的厚度可在大约0.7密耳至2.8密耳之间变化。基板311、312、313、314、315、316、317、318、319、330、331、332、333、334、335、336、337和338可以是例如由康涅狄格州罗杰斯的罗杰斯公司(Rogers)生产的RO4003C、RO4450F和RO4450B的组合。基板311、312、313、314、315、316、317、318、319、330、331、332、333、334、335、336、337和338的厚度可在大约4.0密耳至16.0密耳之间变化。
与传统架构中所进行的单对通孔穿透整个MLPWB300相反，在此示例中，通孔307和308以及通孔309和310的直径可减小。这样，关于MLPWB300的设计和架构的尺寸可减小尺寸以针对辐射元件(例如，辐射元件350)装配更多电路。因此，在此方法中，MLPWB300可允许更多和/或更小的辐射元件被设置在MLPWB300的上表面351上。
例如，如前所述，辐射元件350可形成在MLPWB300的上表面351上或内。T/R模块352可利用电互连信号触点被安装在MLPWB300的下表面353上。这样，辐射元件350可按不需要将T/R模块352连接到辐射元件350的信号路径中的90度角或弯曲的方式被设置在对应T/R模块352的对面。更具体地讲，辐射元件350可基本上与T/R模块352对齐，使得通孔307、308、309和310在辐射元件350与T/R模块之间形成直线路径。
转向图4，依据本发明示出了MLPWB400的实现方式的示例的局部侧视图。MLPWB400是图2所示的MLPWB206和图3所示的MLPWB300的示例。在此示例中，MLPWB400仅示出三(3)个基板层402、404和406，而非图2的MLPWB300中所示的二十(20)个。在基板404周围仅示出两(2)个金属层408和410。另外，没有示出接合层。T/R模块412被示出为通过包括多个电互连信号触点418、420、422和424的支座(holder)416来附接到MLPWB400的下表面414。电互连信号触点418、420、422和424可分别与MLPWB400的下表面414上的多个形成和/或蚀刻的触点焊盘426、428、430和432信号通信。
在此示例中，辐射元件434被示出为形成在基板层406(可被具体实现为印刷天线)处的MLPWB400中。辐射元件434被示出为具有两个辐射器436和438，其可被蚀刻到层406中。作为示例，第一辐射器436可辐射第一类型的偏振(例如，垂直偏振或右旋圆偏振)，第二辐射器438可辐射与第一偏振正交的第二类型的偏振(例如，水平偏振或左旋圆偏振)。辐射元件434还可包括接地、反射和/或隔离元件440以改进方向性和/或减小辐射元件的互耦合。第一辐射器436可由通过第一通孔444来与触点焊盘426信号通信的第一探针442馈电，所述触点焊盘426通过电互连信号触点418来与T/R模块412信号通信。类似地，第二辐射器438可由通过第二通孔448与触点焊盘428信号通信的第二探针446馈电，所述触点焊盘428通过电互连信号触点420来与T/R模块412信号通信。在此示例中，基于在基板层406中如何设计辐射元件434的架构，第一通孔444可以是第一探针442的部分或全部。类似地，第二通孔448也可以是第二探针446的部分或全部。
在此示例中，示出了RF分布网络450。还示出RF连接器452经由MLPWB400的下表面414上的触点焊盘454与RF分布网络450信号通信。如前所述，RF分布网络450可以是包括多个功率合成器和/或分配器(例如，威尔金森功率合成器)的带线分布网络和带线终端。RF分布网络450被配置为向附接到MLPWB400的下表面414的多个T/R模块馈电。在此示例中，RF连接器452可以是SMP风格微型推开连接器(例如由亚利桑那州格兰岱尔的康宁公司(CorningGilbert)生产的型连接器或者其它等同的高频连接器)，其中端口阻抗为大约50欧姆。
在此示例中，还示出蜂窝孔板454与MLPWB400的上表面456相邻设置。蜂窝孔板454是图2所示的蜂窝孔板204的局部示图。蜂窝孔板454包括通道458并且与辐射元件434相邻设置。在此示例中，通道458可以是圆柱形，并且充当用于辐射元件434的圆形波导角。蜂窝孔板454可与MLPWB400的上表面456间隔开较小距离460，以形成可用于调谐组合的辐射元件434和通道458的辐射性能的气隙461。作为示例，气隙461可具有大约为0.005英寸的宽度460。在此示例中，辐射元件434包括充当接地触点的接地元件440，其被设置为经由从MLPWB400的上表面456突出并且压向蜂窝孔板454的下表面462的触点焊盘466和468(指示466和468之间的间隙)来与蜂窝孔板454的下表面462信号通信。这样，通道458的内壁464被接地，并且触点焊盘466和468的高度对应于气隙461的宽度460。
类似于图4，在图5中，依据本发明示出了MLPWB500的另一实现方式的示例的局部侧视图。MLPWB500是图2所示的MLPWB206、图3所示的MLPWB300以及图4所示的MLPWB400的示例。在此示例中，MLPWB500仅示出四(4)个基板层502、504、506和508，而非图2的MLPWB300中所示的二十(20)个。
在基板504和506周围仅示出三(3)个金属层510、512和514。另外，没有示出接合层。T/R模块516被示出为通过包括多个电互连信号触点522、524、526和528的支座520附接到MLPWB500的下表面518。电互连信号触点522、524、526和528可分别与MLPWB500的下表面518上的多个形成和/或蚀刻的触点焊盘530、532、534和536信号通信。
在此示例中，辐射元件538被示出为形成在基板层508(例如，可被蚀刻到层508中的微带天线)处的MLPWB500中。类似于图4，辐射元件538被示出为具有两个辐射器540和542。同样如图4中所述的示例中一样，第一辐射器540可辐射第一类型的偏振(例如，垂直偏振或右旋圆偏振)，第二辐射器542可辐射与第一偏振正交的第二类型的偏振(例如，水平偏振或左旋圆偏振)。辐射元件538还可包括接地元件544。第一辐射器540可由通过第一通孔548来与触点焊盘530信号通信的第一探针546馈电，所述触点焊盘530通过电互连信号触点522来与T/R模块516信号通信。类似地，第二辐射器542可由通过第二通孔552来与触点焊盘532信号通信的第二探针550馈电，所述触点焊盘532通过电互连信号触点524来与T/R模块516信号通信。与图4中所述的示例不同，在此示例中，第一通孔548和第二通孔552分别部分地是第一探针546和第二探针550的部分。另外，在此示例中，第一探针546和第二探针550包括基板506中的90度弯曲。
类似于图4中的示例，在此示例中，还示出RF分布网络554。还示出RF连接器556经由MLPWB500的下表面518上的触点焊盘558与RF分布网络554信号通信。同样，RF分布网络554被配置为向附接到MLPWB500的下表面518的多个T/R模块馈电。在此示例中，RF连接器556也可以是SMP风格微型推开连接器(例如型连接器或者其它等同的高频连接器)，其中端口阻抗为大约50欧姆。
在此示例中，还示出蜂窝孔板560与MLPWB500的上表面562相邻设置。同样，蜂窝孔板560是图2所示的蜂窝孔板204的局部示图。蜂窝孔板560包括通道564并且通道564与辐射元件538相邻设置。同样，通道564可以是圆柱形，并且充当用于辐射元件538的圆形波导角。蜂窝孔板560也可与MLPWB500的上表面562间隔开较小距离566，以形成可用于调谐组合的辐射元件538和通道564的辐射性能的气隙568。作为示例，气隙568可具有大约为0.005英寸的宽度566。在此示例中，接地元件544充当接地触点，其被设置为经由从MLPWB500的上表面562突出并且压向蜂窝孔板560的下表面570的触点焊盘572和574来与蜂窝孔板560的下表面570信号通信。这样，通道564的内壁576接地，并且触点焊盘572和574的高度对应于气隙568的宽度566。
转向图6，可随上述任何MLPWB206、300、400或500使用的辐射元件600的实现方式的示例的俯视图。在此示例中，辐射元件600被形成和/或蚀刻于MLPWB的上表面602上。如图4和图5中所述，辐射元件600可包括第一辐射器604和第二辐射器606。第一辐射器604由与T/R模块(未示出)信号通信的第一探针(未示出)馈电，第二辐射器606由也与T/R模块(未示出)信号通信的第二探针(未示出)馈电，如先前图4和图5中所述。如先前所述，第一辐射器604可辐射第一类型的偏振(例如，垂直偏振或右旋圆偏振)，第二辐射器606可辐射与第一偏振正交的第二类型的偏振(例如，水平偏振或左旋圆偏振)。在此示例中还示出接地元件608或者图4和图6中所述的元件。接地元件608可包括多个触点焊盘(未示出)，其从MLPWB的上表面602突出以接合蜂窝孔板(未示出)的下表面(未示出)，从而正确地将与辐射元件600相邻的通道(未示出)的壁接地。另外，接地通孔610可以是辐射元件600以帮助调谐辐射器带宽。
在图7A中，依据本发明示出了蜂窝孔板700的实现方式的示例的俯视图。蜂窝孔板700被示出为具有按照PAA的点阵结构分布的多个通道702。在此示例中，STRPAA可包括256个元件PAA，这将导致蜂窝孔板700具有256个通道702。基于256元件PAA，PAA的点阵结构可包括具有16×16元件的PAA，这将导致蜂窝孔板700具有沿着蜂窝孔板700分布的16×16通道702。
转向图7B，示出了蜂窝孔板700的放大部分704的俯视图。在此示例中，放大部分704可包括按照点阵分布的三(3)个通道706、708和710。在此示例中，如果通道706、708和710的直径大约等于0.232英寸，通道706、708和710的介电常数(“εr”)等于大约2.5，并且STRPAA是在21GHz至22GHz的频率范围内操作的K波段天线，波导截止频率(对于由通道706、708和710形成的波导)为大约18.75GHz，则x轴714上(即，介于第一通道706的中心与第二通道708的中心和第三通道710的中心之间)的距离712可大约等于0.302英寸，并且y轴718上(即，介于第二通道708的中心与第三通道710的中心之间)的距离716可大约等于0.262英寸。
在图8中，依据本发明示出了RF分布网络800的实现方式的示例的俯视图。RF分布网络800与RF连接器802(是诸如早前图4和图5中所述的RF连接器452或556的RF连接器的示例)以及多个T/R模块信号通信。在此示例中，RF分布网络800是16×16分布网络，其在发送模式下被配置为将RF连接器802的输入信号分成馈送给256个单独的T/R模块的256个子信号。在接收模式下，RF分布网络800被配置为从256个T/R模块接收256个单独的信号，并且将它们合成为合成的输出信号，该输出信号被传递给RF连接器802。在此示例中，RF分布网络可包括双向威尔金森功率合成器/分配器的八个级804、806、808和810，并且RF分布网络可被集成到图4和图5中先前所述的MLPWB206、300、400、500或者MLPWB812的内部层中。
转向图9，依据本发明示出了STRPAA900的另一实现方式的示例的系统框图。类似于图2，在图9中，STRPAA900可包括MLPWB902、T/R模块904、辐射元件906、蜂窝孔板908和WAIM片910。在此示例中，MLPWB902可包括RF分布网络912和辐射元件906。RF分布网络912可以是具有双向威尔金森功率合成器/分配器的八个级的256元件(即，16×16)分布网络。
T/R模块904可包括两个功率切换集成电路(“IC”)914和916以及波束处理IC918。切换IC914和916以及波束处理IC918可以是单片微波集成电路(“MMIC”)，并且它们可利用“倒装芯片”封装技术被设置为彼此信号通信。
本领域普通技术人员将理解，通常，倒装芯片封装技术是利用已沉积到芯片焊盘(即，芯片触点)上的焊料凸点或者金凸块将诸如集成电路“芯片”和微机电系统(“MEMS”)的半导体装置互连到外部电路的方法。通常，凸点在最终晶片处理步骤期间被沉积在晶片上侧的芯片焊盘上。为了将芯片安装到外部电路(例如，电路板或者另一芯片或晶片)，它被翻转以使得其上侧面向下，并且被对齐以使得其焊盘与外部电路上的匹配焊盘对齐，然后焊料回流或者将凸块热压缩，以完成互连。这与芯片被直立安装并且使用线将芯片焊盘互连到外部电路的引线结合形成对比。
在此示例中，T/R模块904可包括使得T/R模块904能够具有可切换发送信号路径和接收信号路径的电路。T/R模块904可包括第一传输路径开关920、第二传输路径开关922、第三传输路径开关924和第四传输路径开关926、第一1:2分裂器928和第二1:2分裂器930、第一低通滤波器(“LPF”)932和第二LPF934、第一高通滤波器(“HPF”)936和第二HPF938、第一放大器940、第二放大器942、第三放大器944、第四放大器946、第五放大器948、第六放大器950和第七放大器952、移相器954以及衰减器956。
在此示例中，第一传输路径开关920和第二传输路径开关922可经由信号路径958来与MLPWB902的RF分布网络912信号通信。另外，第三传输路径开关924和第四传输路径开关926可分别经由信号路径960和962来与MLPWB902的辐射元件906信号通信。
另外，第三传输路径开关924和第四放大器946可以是第一功率切换MMIC914的部分，第四传输路径开关926和第五放大器948可以是第二功率切换MMIC916的部分。由于第一功率切换MMIC914和第二功率切换MMIC916是功率提供IC，所以它们可利用砷化镓(“GaA”)技术来制造。其余第一传输路径开关920和第二传输路径开关922、第一1:2分裂器928和第二1:2分裂器930、第一LPF932和第二LPF934、第一HPF936和第二HPF938、第一放大器940、第二放大器942、第三放大器944、第六放大器950和第七放大器952、移相器954和衰减器956可以是波束处理MMIC918的部分。波束处理MMIC918可利用硅锗(“SiGe”)技术来制造。在此示例中，SiGe技术的高频性能和高密度的电路功能允许T/R模块的电路功能的占用空间(footprint)被实现于具有平面瓦片配置的相位阵列天线中(即，通常，由于操作频率和最小天线波束扫描要求，平面模块电路布局占用空间受到辐射器间距的约束)。
在图10中，示出了T/R模块904的系统框图以更好地理解T/R模块904的操作的示例。在操作示例中，在发送模式下，T/R模块904经由信号路径1002从RF分布网络912接收输入信号1000。在发送模式下，第一传输路径开关920和第二传输路径开关922被设定为沿着包括经过第一传输路径开关920、可变衰减器956、移相器954、第一放大器940和第二传输路径开关922的传输路径将输入信号1000传递给第一1:2分裂器928。然后所得的经处理的输入信号1004被第一1:2分裂器928分裂成两个信号1006和1008。第一分裂输入信号1006穿过第一LPF932并且被第二放大器942和第四放大器946二者放大。所得的经放大的第一分裂输入信号1010穿过第三传输路径开关924被传递给辐射元件906的第一辐射器(未示出)。在此示例中，第一辐射器可以是被设定为发送第一偏振(例如，垂直偏振或者右旋圆偏振)的辐射器。类似地，第二分裂输入信号1008穿过第一HPF936并且被第三放大器944和第五放大器948二者放大。所得的经放大的第二分裂输入信号1012穿过第四传输路径开关926被传递给辐射元件906的第二辐射器(未示出)。在此示例中，第二辐射器可以是被设定为发送第二偏振(例如，水平偏振或者左旋圆偏振)的辐射器。
在接收模式下，T/R模块904从辐射元件906中的第一辐射器接收第一偏振接收信号1014并且从辐射元件906中的第二辐射器接收第二偏振接收信号1016。
在接收模式下，第一传输路径开关920、第二传输路径开关922、第三传输路径开关924和第四传输路径开关926被设定为通过可变衰减器956、移相器954和第一放大器940将第一偏振接收信号1014和第二偏振接收信号1016传递给RF分布网络912。具体地讲，第一偏振接收信号1014穿过第三传输路径开关924被传递给第六放大器950。然后，所得的经放大的第一偏振接收信号1018穿过第二LPF934被传递给第二1:2分裂器930，从而得到经滤波的第一偏振接收信号1020。
类似地，第二偏振接收信号1016穿过第四传输路径开关926被传递给第七放大器952。然后，所得的经放大的第二偏振接收信号1022穿过第二LPF934被传递给第二1:2分裂器930，得到经滤波的第二偏振接收信号1024。然后，第二1:2分裂器930充当2:1合成器并且将经滤波的第一偏振接收信号1020和经滤波的第二偏振接收信号1024合成以生成合成的接收信号1026，该信号1026穿过第二传输路径开关922、可变衰减器956、移相器954、第一放大器940和第一传输路径开关920以生成合成的接收信号1028，该信号1028经由信号路径1002被传递给RF分布网络912。
转向图11，依据本发明示出了壳体1100的实现方式的打开示例的透视图。在此示例中，壳体1100包括蜂窝孔板1102和压板1104。蜂窝孔板1102被示出为具有穿过蜂窝孔板1102的多个通道1106。另外，压板1104包括用于容纳多个T/R模块(未示出)的多个袋(pocket)1108。在此示例中，MLPWB1110按照装配在蜂窝孔板1102与压板1104之间的壳体1100内部的配置示出。MLPWB1110还被示出为沿着MLPWB1110的下表面1114具有多个触点1112。所述多个触点1112被配置为一旦被置于壳体1100中就与多个T/R模块(未示出)电接口。还示出附加触点1116以用于将RF分布网络(未示出，在MLPWB1110的层内)与RF连接器(未示出，但是在图4和图5中描述)和其它电连接(例如，偏压、接地、电源等)接口。
在图12中，示出了图11中所述的打开壳体1100的另一透视图。在此示例中，MLPWB1110被示出为对着压板1104的内表面1200设置。在该示图中，示出多个辐射元件1202形成在MLPWB1110的上表面1204中。在图13中，在WAIM片未安装在蜂窝孔板1102的顶部的情况下示出封闭壳体1100的透视俯视图。蜂窝孔板1102被示出为包括多个通道1106。转向图14，在WAIM片1400被安装在蜂窝孔板1102的顶部的情况下示出封闭壳体1100的透视俯视图。还示出壳体1100的底部具有示例RF连接器1402。
转向图15，依据本发明示出了壳体1500的实现方式的示例的分解透视仰视图。在此示例中，壳体1500包括具有下侧1504的压板1502、蜂窝孔板1506、布线空间1508、布线空间盖1510和RF连接器1512。在壳体1500内部是MLPWB1514、第一间隔件1516、第二间隔件1518和电源线束1520。电源线束1520向STRPAA供电并且可包括可与图1所示的电源108、控制器104和温度控制系统106信号通信的总线型信号路径。电源线束1520位于布线空间1508内，并且可经由MLPWB接口连接器或者连接器1522与MLPWB1514并且经由壳体连接器1524与图1的电源108、控制器104和温度控制系统106信号通信。同样，蜂窝孔板1506包括多个通道1526。
在此示例中，间隔件1516和158是导电片(即，例如金属)，其带有图案化的凸点以在MLWPB1514接地平面与相邻的金属板(即，分别为压板1502和蜂窝孔板1506)之间提供接地连接。具体地讲，间隔件1516维持MLPWB1514与压板1502之间的RF接地。间隔件1518维持MLPWB1514与蜂窝孔板1506之间的RF接地。间隔件1516和1518的形状和切除图案还维持各个阵列元件之间的RF隔离，以防止在没有此RF接地和隔离的情况下可能发生的性能下降。通常，间隔件1516和1518通过吸收底盘部件(例如，压板1502和蜂窝孔板1506)与MLPWB1514之间存在的任何平面度不规则来维持接地和隔离。这种能力可通过在多个垫片(即，间隔件1516和1518)的表面中使用微小凸点来进一步增强，这些凸点可在被压缩以吸收平面度不规则时变化程度地塌陷。
在图16中，依据本发明示出了沿着压板1614的内表面1612的袋1600、1602、1604、1604、1606、1608和1610(在图11中被描述为袋1108)的实现方式的示例的俯视图。在此示例中，第一袋1600和第二袋1602分别包括第一压缩弹簧1616和第二压缩弹簧1618。第一T/R模块1620和第二T/R模块1622分别抵靠第一压缩弹簧1616和第二压缩弹簧1618被设置到第一袋1600和第二袋1602中。在此示例中，袋中的压缩弹簧抵靠T/R模块的底部提供压缩力，以推压它们抵靠MLPWB的下表面。类似于图4和图5中所述的示例，各个T/R模块1620和1622分别包括支座1624和1626，所述支座1624和1626分别包括多个电互连信号触点1628和1630。
转向图17，依据本发明示出了与多个电互连信号触点1702组合的T/R模块1700的实现方式的示例的分解透视侧视图。电互连信号触点1702(在此示例中被示出为fuzz)位于具有上表面1706和下表面1708的支座1704内。T/R模块1700包括上表面1710和下表面1712，其中它们可以是位于上表面1710上的电容器1714和位于下表面1710上的RF模块1716。在另选实现方式中，将不存在支座1700，电互连信号触点1702可以是多个焊料球，即，球网。
在图18中，依据本发明示出了平面电路T/R模块1700(本文中一般地称作T/R模块)的分解透视俯视图。具体地讲，RF模块1716被分解以示出RF模块1716包括RF模块盖1800、第一功率切换MMIC1802、第二功率切换MMIC1804、波束处理MMIC1806、模块载体1808和T/R模块陶瓷封装1810。在此示例中，T/R模块陶瓷封装1810具有下表面1812以及与T/R模块1700的上表面1710对应的上表面。T/R模块陶瓷封装1810的下表面1812包括多个T/R模块触点1814，其形成信号路径以允许第一功率切换MMIC1802、第二功率切换MMIC1804和波束处理MMIC1806与T/R模块陶瓷封装1810信号通信。在此示例中，第一功率切换MMIC1802、第二功率切换MMIC1804和波束处理MMIC1806被设置在模块载体1808内并且被RF模块盖1800覆盖。在此示例中，第一功率切换MMIC1802、第二功率切换MMIC1804、波束处理MMIC1806可按照倒装芯片配置设置在模块载体1808中，其中第一功率切换MMIC1802和第二功率切换MMIC1804可按照其芯片触点背离下表面1812的方式取向，并且波束处理MMIC1806可在第一功率切换MMIC1802和第二功率切换MMIC1804的相反方向上。
本领域普通技术人员将理解，类似于用于STRPAA的壳体的MLPWB，T/R模块陶瓷封装1810可包括多层的基板以及形成微电路的金属，所述微电路允许信号从T/R模块触点1814传递到T/R模块1700的上表面1710上的T/R模块上表面触点(未示出)。作为示例，T/R模块陶瓷封装1810可包括十(10)层的陶瓷基板和十一(11)层的金属材料(例如，金金属化的氮化铝(“AlN”)基板)，基板厚度为大约0.005英寸，带有多个通孔。
在图19中，依据本发明示出了具有在模块载体1808中安装的第一功率切换MMIC1802、第二功率切换MMIC1804和波束处理MMIC1806的T/R模块1700(瓦片配置)的透视俯视图。
转向图20，依据本发明示出了T/R模块1700的透视仰视图。在此示例中，T/R模块1700的上表面1710可包括与电互连信号触点信号通信的多个导电金属焊盘2000、2002、2004、2004、2006、2008、2010、2012、2014和2016。在此示例中，第一导电金属焊盘2000可以是公共接地平面。第二导电金属焊盘2002可生成第一RF信号，该第一RF信号被输入到T/R模块1700的对应辐射元件上的第一辐射器(未示出)的第一探针。在此示例中，通过第二导电金属焊盘2002从T/R模块1700输出的信号可由对应辐射元件用来生成具有第一偏振的辐射。类似地，第三导电金属焊盘2004可生成第二RF信号，第二RF信号被输入到对应辐射元件上的第二辐射器(未示出)的第二探针。通过第三导电金属焊盘2004从T/R模块1700输出的信号可由对应辐射元件用来生成具有与第一偏振正交的第二偏振的辐射。
第四导电金属焊盘2006可以是RF通信端口。第四导电金属焊盘2006可以是RF公共端口，它在发送模式下是用于T/R模块1700的输入RF端口，在接收模式下是用于T/R模块1700的输出RF端口。转回图9，第四导电金属焊盘2006与RF分布网络912信号通信。第五导电金属焊盘2008可以是生成直流(“DC”)信号(例如，+5伏信号)的端口，该DC信号将第一导电金属焊盘2008设定为接地值(可等于0伏)或者另一基准DC电压电平(例如，第五导电金属焊盘2008所供应的+5伏)。电容器1714为与第五导电金属焊盘2008信号通信的MMIC(即，MIMIC1802和1804)提供稳定性。
另外，在此示例中，端口2008为功率切换MMIC1802和1804中的GaAs功率放大器提供+5V偏压，端口2010和2016为SiGe波束处理MMIC1806以及GaAs功率切换MMIC1802和1804提供-5V偏压。端口2012提供数字数据信号，端口2018提供数字时钟信号，这些信号二者均用于SiGe波束处理MMIC1806中的移相器并且形成阵列波束转向控制的一部分。此外，端口2014为SiGeMMIC1806提供+3.3V偏压。
在此示例中，T/R模块陶瓷封装1810可包括多层的基板以及形成微电路的金属，其允许信号从T/R模块触点1814传递到T/R模块1700的上表面1710上的T/R模块上表面触点(未示出)。
转向图21并且类似于图3，依据本发明示出了T/R模块陶瓷封装2100(也称作T/R模块陶瓷封装2100)的实现方式的示例的局部剖视图。在此示例中，T/R模块陶瓷封装2100可包括十(10)个基板层2102、2104、2106、2108、2110、2112、2114、2116、2118和2120以及十一(11)个金属层2122、2124、2126、2128、2130、2132、2134、2136、2138、2140和2142。在此示例中，波束处理MMIC1806以及功率切换MMIC1802和1804按照倒装芯片配置设置在T/R模块陶瓷封装2100的下表面2144处。在此示例中，波束处理MMIC1806被示出为具有在T/R模块陶瓷封装2100的下表面2144的方向上从波束处理MMIC1806的底部突出的焊料凸点2146。波束处理MMIC1806焊料凸点2146与在波束处理MMIC1806的方向上从T/R模块陶瓷封装2100的下表面2144突出的T/R模块陶瓷封装2100的焊料凸点2146信号通信。类似地，功率切换MMIC1802和1804也分别具有焊料凸点2150和2152，其分别与T/R模块陶瓷封装2100的下表面2144的焊料凸点2152、2154、2156和2158信号通信。类似于图3所示的MLPWB300，T/R模块陶瓷封装2100可包括多个通孔2159、2160、2161、2162、2163、2164、2165、2166、2167、2168、2169、2170、2171、2172、2173、2174、2175、2176、2177、2178和2179。在此示例中，通孔2179可以是从下表面2144到在T/R模块陶瓷封装2100的下表面2144与上表面2180之间的内基板层2104、2106、2108、2110、2112、2114、2116和2118的盲孔。本领域普通技术人员将理解，类似于图3所示的基板层，各个单独的基板层2102、2104、2106、2108、2110、2112、2114、2116、2118和2120可在各个基板层内包括蚀刻的电路。
在图22中，在T/R模块陶瓷封装2204的下表面2202上的印刷布线组件2200的实现方式的示例的示图。印刷布线组件2200包括具有焊料或者金凸块2205、2206、2208、2210、2212、2214、2216、2218、2220、2222、2224、2226、2228、2230、2232、2234、2236、2238、2240和2242的多个电焊盘，其将接合到波束处理MMIC1806和功率切换MMIC1802和1804的焊料凸点或凸块(示出于图21中)。
转向图23，依据本发明示出在图22所示的印刷布线组件2200上安装波束处理MMIC1806以及功率切换MMIC1802和1804的实现方式的示例的示图。在此示例中，布局为瓦片布置。另外，在此示例中，在波束处理MMIC1806以及功率切换MMIC1802和1804与印刷布线组件2200电焊盘2205、2206、2208、2210、2212、2214、2216、2218、2220、2222、2224、2226、2228、2230、2232、2234、2236、2238、2240和2242之间示出线接合连接2300、2302、2304、2306、2308和2310。具体地讲，第一功率切换MMIC1802被示出为分别经由线接合2300、2310和2308与电焊盘2205、2206、2234、2236、2238和2242信号通信。类似地，第二功率切换MMIC1804被示出为分别经由线接合2302、2304和2306与电焊盘2214、2216、2218、2222、2224和2226信号通信。波束处理MMIC1806被示出为经由焊料凸点(示出于图21中)与电焊盘2206、2209、2210、2212、2214、2218、2220、2226、2228、2230、2232、2234、2240和2242信号通信。
另外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1.一种可切换发送和接收相控阵列天线(“STRPAA”)，该STRPAA包括：
壳体；
在所述壳体内的多层印刷布线板(“MLPWB”)，所述MLPWB具有上表面以及下表面；
设置在所述MLPWB的所述上表面上的多个辐射元件；以及
附接到所述MLPWB的所述下表面的多个发送和接收(“T/R”)模块，
其中，所述多个T/R模块与所述MLPWB的所述下表面信号通信，
其中，所述多个T/R模块中的各个T/R模块与所述多个辐射元件中的设置在所述MLPWB的所述上表面上的对应辐射元件相对设置在所述MLPWB的所述下表面上，并且
其中，各个T/R模块与和该T/R模块相对设置的对应辐射元件信号通信。
条款2.根据权利要求1所述的STRPAA，其中，所述壳体包括压板以及具有多个通道的蜂窝孔板，
其中，所述压板被配置为推压所述多个T/R模块抵靠所述MLPWB的所述下表面，
其中，所述多个辐射元件被配置为大致抵靠所述蜂窝孔板设置，并且
其中，所述多个辐射元件中的各个辐射元件设置在所述蜂窝孔板的所述多个通道中的对应通道处。
条款3.根据权利要求2所述的STRPAA，该STRPAA还包括与所述蜂窝孔板信号通信的宽角阻抗匹配(“WAIM”)片。
条款4.根据权利要求3所述的STRPAA，其中，所述多个辐射元件中的各个辐射元件是印刷天线。
条款5.根据权利要求2所述的STRPAA，其中，各个T/R模块被设置为通过多个高性能信号触点来与所述MLPWB的所述下表面信号通信。
条款6.根据权利要求5所述的STRPAA，其中，各个T/R模块包括至少三个单片微波集成电路(“MMIC”)。
条款7.根据权利要求6所述的STRPAA，其中，所述至少三个MMIC中的第一MMIC是波束处理MMIC，第二MMIC和第三MMIC是功率切换MMIC。
条款8.根据权利要求7所述的STRPAA，其中，所述第一MMIC利用硅锗(“SiGe”)技术，所述第二MMIC和第三MMIC利用砷化镓(“GaAs”)技术。
条款9.根据权利要求7所述的STRPAA，其中，所述至少一个MMIC按照倒装芯片配置来物理地配置。
条款10.根据权利要求2所述的STRPAA，该STRPAA还包括多个通孔，其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过所述MLPWB，并且被配置成所述多个T/R模块中的在所述MLPWB的所述下表面上的T/R模块和所述多个辐射元件中的与和该T/R模块相对设置在所述MLPWB的所述上表面上的辐射元件之间的信号路径。
条款11.根据权利要求10所述的STRPAA，其中，所述MLPWB包括两个印刷线路板(“PWB”)子组件。
条款12.根据权利要求11所述的STRPAA，其中，其中，所述两个PWB子组件通过具有接合材料的接合层接合在一起，所述接合材料在所述两个PWB子组件之间形成机械连接和电连接二者。
条款13.根据权利要求12所述的STRPAA，其中，各个PWB子组件包括具有对应多个金属层的多个基板。
条款14.根据权利要求8所述的STRPAA，其中，各个T/R模块包括T/R模块陶瓷封装，该T/R模块陶瓷封装包括具有对应多个金属层的多个陶瓷基板。
条款15.根据权利要求14所述的STRPAA，其中，所述T/R模块陶瓷封装包括与所述多个高性能信号触点信号通信的上表面以及与所述至少三个MMIC信号通信的下表面。
条款16.根据权利要求15所述的STRPAA，该STRPAA还包括多个通孔，其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过T/R模块陶瓷封装，并且被配置成所述至少三个MMIC中的在T/R模块陶瓷封装的下表面上的MMIC和与所述MMIC相对设置在T/R模块陶瓷封装的上表面上的导电金属焊盘之间的信号路径。
条款17.根据权利要求1所述的STRPAA，其中，所述STRPAA被配置为在K波段操作。
条款18.根据权利要求1所述的STRPAA，其中，所述多个辐射元件中的各个辐射元件是用于各个对应T/R模块的信号孔。
条款19.一种用于可切换发送和接收相控阵列天线(“STRPAA”)中的发送和接收(“T/R”)模块，该T/R模块包括：
波束处理单片微波集成电路(“MMIC”)；
第一功率切换MMIC和第二功率切换MMIC；
T/R多层印刷布线板(“MLPWB”)，该MLPWB包括具有对应多个金属层的多个基板、上表面、下表面以及多个通孔，
其中，所述波束处理MMIC以及第一功率切换MMIC和第二功率切换MMIC按照倒装芯片配置来物理地配置为与T/R模块陶瓷封装的下表面信号通信，并且
其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过T/R模块陶瓷封装，并且被配置成T/R模块陶瓷封装的下表面上的波束处理以及第一功率切换MMIC和第二功率切换MMIC中的MMIC和与所述MMIC相对设置在T/R模块陶瓷封装的上表面上的导电金属焊盘之间的信号路径。
20.根据权利要求1所述的T/R模块，其中，所述STRPAA被配置为在K波段操作。
将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可改变本公开的各个方面或细节。其并非穷尽性的，并非将要求保护的公开限制为所公开的精确形式。另外，以上描述仅出于例示的目的，而非为了限制。修改和变化可鉴于以上描述进行，或者可从本公开的实践获取。权利要求及其等同物限定本公开的范围。

Claims (11)

1.一种可切换发送和接收相控阵列天线STRPAA(102、900)，该STRPAA包括：
壳体(200)；
在所述壳体内的多层印刷布线板MLPWB(206、300、908)，所述MLPWB具有上表面(226)以及下表面(228)；
设置在所述MLPWB(206、908)的所述上表面(226)上的多个辐射元件(208、210、212、906)；以及
附接到所述MLPWB(206、908)的所述下表面(228)的多个发送和接收T/R模块(214、216、218、904、1700)，
其中，所述多个T/R模块(214、216、218、904)与所述MLPWB(206、908)的所述下表面(228)信号通信，
其中，所述多个T/R模块(214、216、218、904)中的各个T/R模块与所述多个辐射元件(208、210、212、906)中的设置在所述MLPWB(206、900)的所述上表面(226)上的对应辐射元件相对设置在所述MLPWB(206、900)的所述下表面(228)上，并且
其中，各个T/R模块(214、216、218、904)与和该T/R模块相对设置的对应辐射元件(208、210、212、906)信号通信。
2.根据权利要求1所述的STRPAA(102)，其中，所述壳体(200)包括压板(202)和具有多个通道(220、222、224)的蜂窝孔板(204)，
其中，所述压板(202)被配置为推压所述多个T/R模块(214、216、218)抵靠所述MLPWB(206)的所述下表面(228)，
其中，所述多个辐射元件(208、210、212)被配置为大致抵靠所述蜂窝孔板(204)设置，并且
其中，所述多个辐射元件(208、210、212)中的各个辐射元件设置在所述蜂窝孔板(204)的所述多个通道(220、222、224)中的对应通道处。
3.根据权利要求2所述的STRPAA(102)，该STRPAA(102)还包括与所述蜂窝孔板(204)信号通信的宽角阻抗匹配WAIM片(220)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的STRPAA(102)，其中，所述多个辐射元件(208、210、212)中的各个辐射元件是印刷天线。
5.根据权利要求1所述的STRPAA(102)，其中，各个T/R模块(214、216、218、904)被设置为通过多个高性能信号触点(418、420、422、424)与所述MLPWB(206)的所述下表面(228)信号通信。
6.根据权利要求1所述的STRPAA(102)，其中，各个T/R模块(904)包括波束处理MMIC(918)和两个功率切换MMIC(914、916)。
7.根据权利要求1所述的STRPAA(102)，其中，所述T/R模块(904)包括按照倒装芯片配置来物理地配置的至少一个MMIC(1806)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的STRPAA(102)，该STRPAA(102)还包括多个通孔(248…258)，其中，所述多个通孔中的各个通孔穿过所述MLPWB(206)，并且被配置成所述多个T/R模块(214、216、218)中的在所述MLPWB的所述下表面(228)上的T/R模块和所述多个辐射元件中的与该T/R模块相对设置在所述MLPWB的所述上表面(226)上的辐射元件(208、210、212)之间的信号路径。
9.根据权利要求8所述的STRPAA(102)，其中，所述MLPWB(300)包括两个印刷线路板PWB子组件(302、304)，其中，所述两个PWB子组件(302、304)通过具有接合材料的接合层(306)接合在一起，所述接合材料在所述两个PWB子组件之间形成机械连接和电连接二者。
10.根据权利要求1所述的STRPAA(102)，其中，所述T/R模块中的至少一个包括T/R模块陶瓷封装(1810)，该T/R模块陶瓷封装(1810)包括具有对应多个金属层的多个陶瓷基板。
11.根据权利要求1所述的STRPAA(102)，其中，所述多个辐射元件中的各个辐射元件是用于各个对应T/R模块的信号孔。
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