CN106981720B

CN106981720B - 毫米波瓦式相控阵天线集成tr组件

Info

Publication number: CN106981720B
Application number: CN201710022684.9A
Authority: CN
Inventors: 赵青
Original assignee: Southwest Electronic Technology Institute No 10 Institute of Cetc
Current assignee: Southwest Electronic Technology Institute No 10 Institute of Cetc
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2037-01-12
Also published as: CN106981720A

Abstract

本发明提出的一种毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件。旨在提供一种为毫米波频段有源相控阵天线集成度更高的瓦式TR组件。本发明通过下述技术方案予以实现：TR组件模块从Z向空间上的内设空间划分为独立的上下两个扩展空间，并在TR组件上装配体与TR组件下装配体之间，从上至下依次集成有电路板(8)、中层金属隔板(3)和多层电路板组件，且多层电路板组件上线阵分布有芯片组(6)，第一多层电路板固联于第二多层电路板下方的凹槽上，组成一个固联为一体的集成组件，该集成组件一体固联在下装配体两侧边的矩形凸台上，大功率器件集成于靠近下装配体的下层扩展空间，并以第二多层电路板实现两个独立扩展空间之间的电气连通。

Description

毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件

技术领域

本发明涉及一种可工作于卫星通信、雷达、制导等系统的二维有源相控阵天线，其工作频段为毫米波频段，支持单通道数瓦发射功率的瓦式TR组件。

背景技术

随着工作频段逐步向更高频率扩展，通信、雷达及制导领域的系统工作频段越来越高，毫米波频段的有源相控阵天线显示出了十分迫切的应用需求,特别是在车载多功能传感器及有源防护、卫星通信、精确制导等高机动、高价值平台对毫米波频段二维有源相控阵天线提出迫切的需求。毫米波二维有源相控阵天线特点是电控切换波束扫描，扫描速度快、波束成型灵活性高、阵元规模大、集成度高，要求设备小型化以适应平台安装。通常实现高密度集成二维有源相控阵天线，按电路组装形式可划分为两种方式：横向集成纵向组装(TILA-Transversely Integrated and Longitudinally Assembled)，即“瓦式”；纵向集成横向组装(LITA-Longitudinally Integrated and Transversely Assembled)，即“砖式”。瓦式相控阵方式的MMIC分布在与天线口径面平行的平面内，通过纵向的层叠组装形成相控阵列天线分机。天线单元制作在第一层介质上，MMIC位于天线单元之下的中间层，分布馈电网络分布位于于MMIC之下的更低层。

瓦式毫米波二维有源相控阵天线集成涉及MMIC芯片级集成、T/R模块子阵级集成以及天线分机级集成。天线设计涉及多学科多专业，技术难度大，涉及总体架构、模块指标分配以及系统功能完备性与可靠性等设计，涉及芯片技术和高低频混合电路立体设计技术等，涉及与阵元数量相等的天线单元与TR的射频高密度连接和成百上千路的低频控制接口连接。瓦式毫米波二维有源相控阵天线包括天线阵面、TR组件、功分网络和波束控制器与电源。TR组件一般采用一种或几种电路基板,实现多个MMICs芯片或CoreModule的微波、射频、低频控制和直流信号的互联,并封装在一个壳体内,壳体提供TR组件的机械保护、外部安装、信号接口馈通、电磁屏蔽等功能,并且通过气密性封装,实现TR组件内部环境与外部环境的隔离,保证TR件的长期可靠性。在瓦式毫米波二维有源相控阵中，TR组件的实现不是一个完全独立的部分。为了满足瓦式结构的高密度，小体积集成要求，每一个TR组件单元都需要向上与天线阵列，向下与射频馈线网络和波控模块进行高效融合。这其中包括馈线网络及波控模块与TR阵元的互联，射频移相、放大链路的高密度芯片集成，TR通道与天线单元的高性能、高可靠射频互联等一系列关键设计。同时，作为相控阵天线分机最大的功率消耗部件，在实现射频性能的同时，高效散热设计是保证天线分机长期可靠性工作的关键。平面阵天线波束形成网络的实现途径有两种，一种是沿X向功分，后用Y向功分将其并联，这种方式适合于砖式架构的相控阵。另一种是X向和Y向同步扩张的“工”字形网络，瓦式架构的相控阵更适合这种网络形式。这样TR子阵是面子阵的形式，单个子阵必然包含多个有源通道及连接通道的功分合成网络，可采用基于LTCC等多种多层电路板制造技术实现表面微带线型功分网络或内埋的带状线型功分网络；全阵的功分网络可采用具有一定散热功能的波导功分网络实现，这种结构的功分网络缺点是体积尺寸大，不利于天线分机的高密度集成；也可采用平面传输线的功分网络，这种结构集成度高有利于天线整机轻小型化，但是缺点是链路损耗比较大。瓦式TR组件由于集成度要求高，通过单片化集成设计,达到提高集成密度、减少芯片面积及简化片外电路的目的,一般可用两种以上的专用多功能集成芯片实现TR组件的通道有源功能，达到电路简化和模块微型化。瓦片式结构为多层结构,TR组件基板和芯片平行于阵面组装,信号传输采用层间垂直互联。瓦式TR组件电路在两个方向均受格距限制,集成度非常高，设计难度大。其难点在于,毫米波频段TR组件的垂直互联阵列在电性能设计、结构设计、工艺实现三方面的要求都非常高。另外瓦式TR组件由于集成度高，子阵模块发热密度一般高于砖式TR组件；但瓦式TR组件MMIC直接贴装于壳体表面，散热路径为壳体厚度，且每个通道、每块芯片的散热路径等长，因而均温性更好。相控阵天线总体主要发热源为TR组件，目前的应用热密度接近20W/cm²，未来三五年内，热密度可能进一步提高至60W/cm²。对于弹载应用，散热难点在于天线体积尺寸重量受限难以增加热容。对于车、机载及地面应用，则需要将热量导出到其他地方通过扩展表面积的方法来散热，而热量导出效率较高的方式有热管和液冷两个手段。液冷系统的难点在于流道设计既要实现小型化，并便于与TR组件子阵结构集成,同时也要保证流体阻力小,具有足够的散热效率,特别是对大功率芯片的散热能力。此外,超大规模阵列药考虑流道设计的可扩展性，保证全阵装配时各子阵流道贯通和密封。子阵组装需要将大量MMICs通过微组装装配到电路基板上,以实现毫米波TR组件高频、低频线路的互联,高密度集成TR组件子阵必须采用多层电路基板。目前主要基板材料中,LTCC基板层数介电常数较高,具有良好的高频电路性能和槽孔加工精度,易于实现芯片组装和高密度互联,主要缺点是大面积基板平整度难以保证,加工成本高。LTCC多层基板过去在砖式TR组件中采用较多，在瓦式TR组件中由于多层电路与壳体之间需要垂直加压保证紧密接触，在震动冲击环境条件下，LTCC脆性大，可靠性极难保证。目前MMICs的组装工艺主要包括：贴片和金丝键合。采用倒扣焊接工艺可以较大幅度减少组装工作量和成本,但可靠性和散热性能较差。目前,液冷散热技术已经在工程上广泛应用,小型化、低成本液冷器大量用于民用产品。但是,要将其集成到TR组件子阵中还需要解决冷板与子阵结构一体化设计加工、流道与TR组件电路一体化设计、子阵流道扩展设计和可靠连接、小型化循环管路和泵机、高效率换热器等关键技术。重点是通过结构、工艺、电路设计的密切配合,解决液冷系统与子阵结构的集成化和扩展性设计问题。集成化是毫米波有源相控阵TR组件的关键技术但也存在共性的关键技术。砖块式子阵结构热沉厚度受流道截面尺寸必须小,流道设计及加工困难,流体阻力大,全阵装配时难以实现流道集成。热管在严酷环境下国内外鲜有成功工程。整个系统的构成分为热端、冷端和驱动及附件端。热端主要为系统的TR组件和冷板，冷板位于TR组件下方，通过在TR组件与冷板之间压接高导热材料实现结构连接、热匹配及低热阻的热传递路径。

中国申请号201410238362.4公开了一种《一体化集成TR组件芯片的3D组装方法》提出了一种以LTCC为框架的3D集成技术，该方案利用LTCC技术在多层电路设计上的灵活性，通过在LTCC电路模块内开槽的方式来构造多个(2～4个)“集成功能层”，实现2～4层芯片的垂直组装，大幅提高了面积使用率，集成度很高。这种方案基于同一种基材的多层电路，利用该多层电路的层间互联技术实现功能层之间的信号传输，并且利用该多层电路的开槽技术实现“多个水平层的划分”，由于所有电路板的开槽尺寸都受到加工限制，因此该集成技术适用于较小通道功率、器件单元面积较小的应用。另外，这种方案底层的芯片通过金属化通孔接地能获得较好的散热性(mW级)，但是其他几个功能层散热效果很差，基本只能贴装一些无源器件。

中国申请号201510890903.6公开了一种《毫米波瓦式相控阵天线TR组件》提出了一种基于类肋排布结构的瓦式TR组件集成方法，大幅提高了单元面积利用率，但是随着系统应用功能复杂性的增加，这种方案由于所有器件位于同一水平层，因而受TR组件自身尺寸限制；当应用功能增加或要求更高使得需要扩展芯片面积的时候，原来的架构将无法完成电路布局。

发明内容

本发明目的是针对现有技术瓦式TR组件空间受限，难以扩展的不足之处，提供了一种具有通用性，TR组件空间面积利用率高，集成度更高、适用面更广，可使模块面积使用率提高近一倍的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，包括：集成有至少两排线阵射频端口的TR组件上装配体1，底部设有公共射频端口的TR组件下装配体2，其特征在于：在同一个TR组件模块中，TR组件模块从Z向的内设空间上，划分为独立的上下两个扩展空间，并在TR组件上装配体1与TR组件下装配体2之间，从上至下依次集成有电路板8、中层金属隔板3、第二多层电路板5和第一多层电路板4，从而构成多层电路板组件；在多层电路板组件上，线阵分布有功率芯片组6，并将第一多层电路板4固联于第二多层电路板5下方的凹槽上，形成一个固联为一体的集成组件，该集成组件一体固联在下装配体2两侧边的矩形凸台上，其中，第一多层电路板4嵌入在下装配体2中部的通槽中，大功率器件集成于靠近下装配体2的下层扩展空间，并以第二多层电路板5实现两个独立扩展空间之间的电气连通。

本发明相比于现有技术具有如下的有益效果。

有通用性。本发明采用制有2N个射频同轴连接器7的TR组件上装配体1、底部设有公共端口的TR组件下装配体2，焊接于下装配体2表面的第一多层电路板4、第二多层电路板5，螺装于下装配体2的中层金属隔板3，部分芯片组装于下装配体2部分组装于中层金属隔板3的功率芯片组6，连接功率芯片组6与射频同轴连接器7的电路板8，这种内部集成了两个Z向重叠的“扩展空间”的毫米波瓦式相控阵天线TR组件，可以使任何通道数的TR组件均可采用该方案扩展集成扩展空间因而具有通用性。并且组成该TR组件的各零部件均基于现有的常用加工技术及工艺，实施手段通用性好。

TR组件空间面积利用率高。本发明通过一个中层金属隔板3将TR组件内部空间从Z向上划分为上下两部分，通过第二多层电路板5一组实现上下两部分的电气互联；一个以下装配体2为物理支撑的下层扩展空间和一个以中层金属隔板3为物理支撑的上层扩展空间，并以第二多层电路板(5)实现两个独立功能层之间的电气连通。TR组件内由中层金属隔板3划分为两个Z向重叠的独立空间，两层空间内都可贴装芯片，组件内可供贴片面积扩大了近一倍。这种以一个中层金属隔板3将TR组件内部划分为两个各自有一定空间高度的功能层的方案，基于常用的多层电路板技术实现两个物理功能层之间的电气连接。这种架构，扩展了空间利用率，组件内芯片可用面积扩大近一倍，TR组件的面积利用率可提高近一倍，该集成方案并不仅限于在瓦式TR组件中应用，在其他类型的TR组件及模块中，均可采用该方案实现Z向空间扩展来拓展模块内的有效使用面积。

集成度更高。本发明根据功率芯片组6集成的功能的不同，该TR组件可为单收、单发或收发分时工作模式，射频信号从TR组件下装配体2底部的射频同轴连接器7馈入，经第一多层电路板4上集成的功分网络功率分配后馈入到功率芯片组6内各芯片，经芯片处理后的信号经由键合金丝与第二多层电路板组5表面传输线连通，通过第二多层电路板组5内部垂直互联结构输出至与中层金属隔板3上表面齐平的高频微带线出口，再经金丝将信号传输至中层金属隔板3表面的功率芯片组6其他芯片或电路板8，再经集成于高频电路板8表面的垂直互联结构由2^N对射频同轴连接器7输出，在一个瓦式TR组件内部实现了多个电路模块的垂直组装及射频连接，进一步提高了TR组件集成度。接收工作时，信号以相反方向通过TR组件。具有比现有技术更高的集成度。

适用面更广。本发明采用TR组件上装配体1、TR组件下装配体、中层金属隔板、多层电路板、功率芯片组、射频同轴连接器和起连接作用的电路板在TR组件内增加中层金属隔板来扩展“扩展空间”的方案，利用多层电路制造技术(LTCC、AL2O3、多层PCB等)，实现多个“扩展空间”之间的信号连接一种毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，在具体应用中，大功率器件可放置于第一扩展空间，根据设计需要紧贴下装配体2或第一多层电路板4都可，中、小功率器件可摆放于第二扩展空间。这种扩展空间的集成方案可以使目前常用的各种多层电路板都可以混合集成于其中，相比于现有技术适用面更广，尤其适合大功率应用及其他要求功能更复杂导致芯片总面积增大的应用，设计灵活性更强。本发明给出了从传统的一个集成“扩展空间”扩展为两个集成“扩展空间”的具体实现方法，采用本发明的思路也可以往更多层扩展。

换热高效率。本发明可以将中层金属隔板3作为第二扩展空间内芯片的载体，也是该空间内芯片的热容和热导体，由于中层金属隔板(3)采用常用金属，自身具有一定热容，并且通过螺钉与TR组件下装配体为一体后，热量通过下腔凸台传导至下装配体2后可通过外接冷板将热量导出，克服了现有相似技术只有紧贴下装配体的芯片才能有效散热的问题。

附图说明

图1本发明毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件的分解示意图。

图2是图1中集成TR组件两个扩展空间的侧视分解构造示意图。

图3是图1第二多层电路板的构造示意图。

图4是现有技术采用的只包含单个扩展空间的TR组件示意图。

图中：1TR组件上装配体，2TR组件下装配体，3中层金属隔板，4第一多层电路板，5第二多层电路板，6芯片组，7射频同轴连接器，8电路板，9电路板底部微带接口，10层间垂直互联结构，11顶部微带接口。

具体实施方式

参阅图1、图2。在以下描述的实施例中，一种毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，包括：集成有至少两排线阵射频端口的TR组件上装配体1，底部设有公共射频端口的TR组件下装配体2。在同一个TR组件模块中，TR组件模块从Z向的内设空间上，划分为独立的上下两个扩展空间，并在TR组件上装配体1与TR组件下装配体2之间，从上至下依次集成有电路板8、中层金属隔板3、第二多层电路板5和第一多层电路板4，从而构成多层电路板组件；在多层电路板组件上，线阵分布有功率芯片组6，并将第一多层电路板4固联于第二多层电路板5下方的凹槽上，形成一个固联为一体的集成组件，该集成组件一体固联在下装配体2两侧边的矩形凸台上，其中，第一多层电路板4嵌入在下装配体2中部的通槽中，大功率器件集成于靠近下装配体2的下层扩展空间，并以第二多层电路板5实现两个独立扩展空间之间的电气连通。TR组件上装配体1内表面与中层金属隔板3之间为上层扩展空间，中层金属隔板3与下装配体2之间为下层扩展空间，并将多层电路板组件混合集成于上述扩展空间之中。射频信号从位于下装配体2底部的射频同轴连接器7馈入，经位于下层扩展空间内的第一多层电路板4上集成的功分网络功率分配后，馈入到功率芯片组6内各芯片，经芯片处理后的信号经由键合金丝与第二多层电路板5表面传输线连通，通过第二多层电路板5内部垂直互联结构输出至中层金属隔板3上表面齐平的高频微带线出口。中层金属隔板3表面贴装的功率芯片组6通过装配体1上至少2排按线阵排列的2^N对射频同轴连接器7输出，接收射频信号时，射频信号以相反方向通过TR组件模块，其中，2^N个射频同轴连接器7一体焊接于TR组件上装配体1内，实现TR组件对天线的射频信号垂直互联。至少1个射频同轴连接器7焊接于TR组件下装配体2内，实现TR组件对后端网络等模块的射频信号垂直互联。一体集成了电源及控制信号等馈电网络的第一多层电路板4和第二多层电路板5均焊接于TR组件下装配体2上。中层金属隔板螺装于TR组件下装配体2对应位置凸台上，第二多层电路板5实现TR组件下装配体2和中层金属隔板3表面电路的电气互联；功率芯片组6的组成芯片根据需要可分别贴装于TR组件下装配体2、中层金属隔板3上。TR组件上装配体1与下装配体2螺装为一体。根据设计需要，大功率器件集成于第一扩展空间，紧贴下装配体2或第一多层电路板4，中、小功率器件集成于第二扩展空间。根据功率芯片组6集成的功能的不同，TR组件可工作在单收、单发或收发分时切换模式，射频信号从位于下装配体(2)底部的射频同轴连接器7馈入，经第一多层电路板4上集成的功分网络功率分配后馈入到功率芯片组6内各芯片，经芯片处理后的信号经由键合金丝与第二多层电路板组5表面传输线连通，通过第二多层电路板组5内部垂直互联结构输出至与中层金属隔板3上表面齐平的高频微带线出口，再经金丝将信号传输至中层金属隔板(3)表面的功率芯片组6内其它芯片或电路板8，再经集成于高频电路板8表面的垂直互联结构由2^N对射频同轴连接器7输出，接收工作时，射频信号以相反方向通过TR组件。

中层金属隔板3以螺钉装配于下腔对应位置金属凸台上，以此隔板为界，在TR组件内划分出Z向重叠的两个、均可独立布局器件及电路、实现特定功能的空间，定义靠近下装配体2下腔为下层扩展空间，靠近TR组件上腔的为上层扩展空间，该中层金属隔板3既是上、下扩展空间之间的屏蔽盖板，也是上层扩展空间的物理支撑及射频地。上述方案中，毫米波瓦式TR组件可以按4×4通道规模进行集成设计的，该方案设计具有通用性，任何通道数的TR组件均可采用该方案扩展集成的扩展空间。

上述方案中，所用的第一多层电路板4材料可以是但不限于LTCC基材、PCB基材、PTFE基材，或LCP基材，也可以是几种基材的组合使用。

上述方案中，所用的第二多层电路板5材料可以是但不限于LTCC基材、PCB基材、PTFE基材，或LCP基材，也可以是几种基材的组合使用。

上述方案中，所用的第一多层电路板4和第二多层电路板5可以采用同一种材料，也可以是不同的两种基材，第一多层电路板4与第二多层电路板5可以采用同一种材料，加工为一体。也可以采用不同的多层加工工艺，独立实现。可以一体加工成形或各自采用不同的多层加工工艺，独立实现。

上述方案中，第一多层电路板4和第二多层电路板5为独立两个模块，针对某些应用，比如功率百mW量级的小功率应用，也可以一体集成为一个模块。第二多层电路板5实现上、下层空间之间的射频、电源的电连接和各种信号的传输。芯片组6根据模块具体功能可由多种芯片组成，并可根据实际需要集中或分组组装于第一多层电路板4、第二多层电路板5中层金属隔板3、下装配体2各部分表面适当位置。

以工作在Ku频段的大功率毫米波瓦式相控阵天线TR组件为例，工作模式可以为单工或收发半双工，TR组件阵列规模取为4×4，并通过TR组件上装配体1、TR组件下装配体2、中层金属隔板3、第一多层电路板4和第二多层电路板5、功率芯片组6、射频同轴连接器7和起连接作用的电路板8实现。TR组件阵列规模可以采用瓦式架构，也即毫米波输入输出接口与TR组件芯片及电路所处平面呈垂直关系。互联接口由组件通道集成规模决定，不少于2^N个。2^N个通道所有芯片以及功分网络高密度集成在一个TR组件子阵中。

作为功率芯片组6和第一多层电路板4载体的TR组件下装配体2，同时也是TR组件热沉，为组件提供足够的热容。中层金属隔板3作为第二扩展空间内芯片的载体，也是该空间内芯片的热容和热导体，该中层金属隔板3采用常用金属，自身具有一定热容，并且通过螺钉与TR组件下装配体为一体后，热量通过下腔凸台传导至下装配体2。

所述功率芯片组(6)由多种芯片组成，可根据热耗大小将热耗最大的器件，如靠近天线端的热耗最大的末级功放组装于TR组件下装配体2，与其直接相连的芯片就近组装于第一多层电路板4表面，以便于多层电路板4对其进行电源及控制信号的馈送，而其他器件则可根据设计方便组装于位于上层扩展空间的第二多层电路板5及中层金属隔板3表面，其中功耗相比略大的可贴装于散热效果略好的中层金属隔板3表面。

TR组件上装配体1作为TR组件对天线连接器的载体，靠中间开两排圆柱形阶梯台阶孔，焊接两排射频同轴连接器7，以实现从TR组件到天线阵面的射频垂直连接。

下装配体2开一个圆柱形阶梯台阶孔，焊接一个射频同轴连接器7作为TR组件公共端射频垂直互联接口。功率芯片组6中的各种芯片根据功能划分和电路设计，可全部或部分贴装于TR组件下装配体2、中层金属隔板3、第一多层电路板4或第二多层电路板5上。下装配体2中间开槽焊接第一多层电路板4，靠边焊接第二多层电路板5，第一多层电路板4底部集成焊盘作为外部电源及控制信号进入TR组件的低频接口；第一多层电路板4内部集成电源及控制线网络把电源及控制信号分发到正面的若干直流馈电焊盘；第一多层电路板4正面贴装功率芯片组6中部分芯片。第一多层电路板4表面馈电焊盘与芯片上馈电焊盘金丝键合连接，实现对芯片的加电。金丝键合连接功率芯片组6中位于下装配体2表面的芯片与第二多层电路板5底部微带接口9。

参阅图3。多层电路板是上、下两个“扩展空间”之间信号连通，实现射频、控制及电源信号在两个空间之间的高效高可靠传输的桥梁。其中，第二多层电路板5内部集成层间垂直互联结构10完成射频信号从电路板底部微带接口9到顶部微带接口11的垂直传输，再由金丝键合连接第二多层电路板5顶部微带接口11与功率芯片组6中位于中层金属隔板3表面的芯片。中层金属隔板3表面芯片再经电路板8过渡与集成于TR组件上装配体1的2^N个对外接口的射频同轴连接器7连接。

Claims

1.一种毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，包括：集成有至少两排线阵射频端口的TR组件上装配体（1），底部设有公共射频端口的TR组件下装配体（2），其特征在于：在同一个TR组件模块中，TR组件模块从Z向的内设空间上，划分为独立的上下两个扩展空间，并在TR组件上装配体（1）与TR组件下装配体（2）之间，从上至下依次集成有电路板（8）、中层金属隔板（3）、第二多层电路板（5）和第一多层电路板（4），从而构成多层电路板组件；在多层电路板组件上，线阵分布有功率芯片组（6），并将第一多层电路板（4）固联于第二多层电路板（5）下方的凹槽上，形成一个固联在TR组件下装配体（2）两侧边矩形凸台上的集成组件，其中，第一多层电路板（4）嵌入在TR组件下装配体（2）中部的通槽中，大功率器件集成于靠近TR组件下装配体（2）的下层扩展空间，并以第二多层电路板（5）实现两个独立扩展空间之间的电气连通；中层金属隔板（3）以螺钉装配于TR组件下装配体（2）对应位置金属凸台上，以此隔板为界，在TR组件内划分出Z向重叠的两个独立布局器件及电路的空间，并且，中层金属隔板（3）表面贴装的功率芯片组（6）通过TR组件上装配体（1）上按线阵排列的2^N个射频同轴连接器（7）输出，接收射频信号时，射频信号以相反方向通过TR组件模块；射频信号从位于TR组件下装配体（2）底部的射频同轴连接器（7）馈入，经位于下层扩展空间内的第一多层电路板（4）上集成的功分网络功率分配后，馈入到功率芯片组（6）内各芯片，经功率芯片组（6）处理后的信号经由键合金丝与第二多层电路板（5）表面传输线连通，通过第二多层电路板（5）内部垂直互联结构输出至与中层金属隔板（3）上表面齐平的高频微带线出口，再经键合金丝将信号传输至中层金属隔板（3）表面的功率芯片组（6）内其它芯片或电路板（8），再经集成于电路板（8）表面的垂直互联结构，由2^N个射频同轴连接器（7）输出，接收工作时，射频信号以相反方向通过TR组件。

2.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：TR组件上装配体（1）内表面与中层金属隔板（3）之间为上层扩展空间，中层金属隔板（3）与下装配体（2）之间为下层扩展空间，并将多层电路板组件混合集成于上述扩展空间之中。

3.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：多层电路板是上、下两个“扩展空间”之间信号连通，实现射频、控制及电源信号在两个空间之间的桥梁，其中，第二多层电路板（5）内部集成层间垂直互联结构（10）完成射频信号从电路板底部微带接口（9）到顶部微带接口（11）的垂直传输，再由金丝键合连接第二多层电路板（5）顶部微带接口（11）与功率芯片组（6）中位于中层金属隔板（3）表面的芯片，中层金属隔板（3）表面芯片再经电路板（8）过渡与集成于TR组件上装配体（1）的2^N个对外接口的射频同轴连接器（7）连接。

4.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：2^N个射频同轴连接器（7）一体焊接于TR组件上装配体（1）内，实现TR组件对天线的射频信号垂直互联。

5.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：至少1个射频同轴连接器（7）固联于TR组件下装配体（2）内，实现TR组件对后端网络模块的射频信号垂直互联。

6.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：一体集成了电源及控制信号馈电网络的第一多层电路板（4）和第二多层电路板（5）均固联于TR组件下装配体（2）上。

7.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：靠近下腔的为下层扩展空间，靠近TR组件上腔的为上层扩展空间，中层金属隔板（3）既是上、下扩展空间之间的屏蔽盖板，也是上层扩展空间的物理支撑及射频地。

8.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：作为功率芯片组（6）和第一多层电路板（4）载体的TR组件下装配体（2），同时也是TR组件热沉；热量通过下腔凸台传导至下装配体（2）。

9.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：第一多层电路板（4）和第二多层电路板（5）为独立两个模块，第二多层电路板（5）实现上、下层空间之间的射频、电源的电连接和各种信号的传输。

10.如权利要求1所述的毫米波瓦式相控阵天线集成TR组件，其特征在于：TR组件阵列规模取为4×4，并通过TR组件上装配体（1）、TR组件下装配体（2）、中层金属隔板（3）、第一多层电路板（4）和第二多层电路板（5）、功率芯片组（6）、射频同轴连接器（7）和起连接作用的电路板（8）实现。