CN108449107A - 一种多波束瓦片式tr组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多波束瓦片式TR组件，可以将TR组件中的放大处理模块和多波束幅相调制模块分别独立设置，然后通过多波束幅相调制模块将多波束形成功能以及幅相调制功能集成，由此实现多波束相控阵TR组件的小型化和高度集成化；同时由于本申请实施例技术方案中的多波束矢量调制芯片可以对多波束信号进行独立调幅调相，从而可以给多波束TR组件设计带来极大的灵活性和可扩展性，可以根据实际需要而调整TR组件应用系统设备的尺寸、重量和通用性，在对上述应用具有严格要求的微波毫米波雷达通信领域具有非常广泛的应用价值和适用性技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种多波束瓦片式TR组件。
背景技术
TR(Transmitter and Receiver发送器与接收器，简称TR)是指无线收发系统中频与天线之间的部分。
在多波束相控阵雷达中，TR组件需要为每个波束信号配备独立的幅相调制和馈电单元，当波束信号数量越多时，则需要的幅相控制器件、馈电网络也越多，同时TR组件与外部部件互联的射频接口、控制接口和供电接口也越多。因此传统的多波束相控阵雷达的设计复杂、可扩展性低，而且体积重量大、装配难度高、成本高，给实际应用造成了不少障碍，很大程度上限制了多波束相控阵的广泛应用。为了解决这些问题，本发明采取了相控阵TR组件高集成封装技术和多波束形成功能集成的设计方案。目前，还未见到采用高度集成化设计的多波束TR组件的相关报道。
可见，现有技术中存在着多波束相控阵的TR组件集成度不高、体积重量大，装配难度高、应用成本高而阻碍多波束相控阵广泛应用的技术问题。
发明内容
本申请提供一种多波束瓦片式TR组件，用以解决现有技术中存在着的多波束相控阵的TR组件集成度不高、体积重量大，装配难度高、应用成本高而阻碍多波束相控阵广泛应用的技术问题。
本申请第一方面提供了一种多波束瓦片式TR组件，包括：
TR有源放大模块，包括TR有源放大板和天线连接端，所述TR有源放大板用以对射频信号进行放大和数模转换，所述天线连接端用以将所述TR有源放大板与天线连接；
多波束幅相调制模块，与所述TR有源放大模块连接，包括多波束幅相调制板和射频连接端，所述多波束幅相调制板用以形成多波束信号并对所述多波束信号分别进行独立的幅相调整及合成，所述射频连接端用以与射频连接器相连以完成信号从所述TR组件的馈入和输出。
可选地，所述TR有源放大板包括：
腔体结构件；
TR有源芯片组，设置在所述腔体结构件的腔体内，包括TR有源芯片和数模转换芯片，所述TR有源芯片对射频信号进行放大，所述数模转换芯片用以对射频信号数模转换；
供电布线板，设置在所述腔体结构件的腔体内，且与所述多波束幅相调制板以及所述TR有源芯片组贴附，所述供电布线板为所述TR有源芯片组以及所述多波束幅相调制板上的部件供电；
其中，所述天线连接端设置在所述腔体结构件内。
可选地，所述多波束幅相调制板包括：
承板；
多波束多通道矢量调制芯片，固定设置在所述承板上且与所述供电布线板连接，用以形成所述多波束信号并对所述多波束信号分别进行独立的幅相调整；
多波束馈电网络，固定设置在所述承板上，用以对所述多波束信号分别进行独立的功分及合成处理；
波控芯片组，固定设置在所述承板上且与所述多波束多通道矢量调制芯片连接，包含数模转换芯片和可编程芯片，所述波控芯片组为所述多波束多通道矢量调制芯片提供幅相调制电压。
可选地，所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片采用垂直紧贴堆叠的方式排布，且所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片之间的射频、供电和控制电气互联均采用进行BGA工艺封装。
可选地，所述射频连接端包括：
双通道SSMP连接器，固定设置在所述承板上，用以与射频连接器相连以完成信号从所述TR组件的馈入和输出。
可选地，所述TR组件还包括：
腔体后盖，所述射频连接器设置在所述腔体后盖上。
可选地，所述TR组件还包括：
低频连接器，固定设置在所述承板和/或所述腔体后盖上，用以向所述TR组件输入低频控制信号。
可选地，所述腔体结构件、和/或所述承板、和/或所述腔体后盖为面对面的垂直堆叠式设置。
可选地，所述腔体结构件、所述承板、所述腔体后盖为长方体或正方体，以使所述TR组件组合为一长方体或正方体结构。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中的技术方案可以将TR组件中的放大处理模块和多波束幅相调制模块分别独立设置，然后通过多波束幅相调制模块将多波束形成功能以及幅相调制功能集成，由此实现多波束相控阵TR组件的小型化和高度集成化；同时由于本申请实施例技术方案中的多波束矢量调制芯片可以对多波束信号进行独立调幅调相，从而可以给多波束TR组件设计带来极大的灵活性和可扩展性，可以根据实际需要而调整TR组件应用系统设备的尺寸、重量和通用性，在对上述应用具有严格要求的微波毫米波雷达通信领域具有非常广泛的应用价值和适用性技术效果。
本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：
进一步地，本申请实施例中的TR有源放大板具体可以设置成腔体结构件和供电布线板这两块瓦片式板结构之间贴付的方式，各实施部件可以设置在这两块支撑构件上而实现对射频信号的放大功能和数模转换功能。由此可见，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提升TR组件模块的集成度的技术效果。
进一步地，本申请实施例的所述多波束幅相调制板也可以设置为瓦片式的板状结构，各相应功能的部件均可以设置在该板状结构的承板上，从而在空间结构上起到再进一步提升TR组件模块的集成度的技术效果。
进一步地，本申请实施例中的技术方案可以采用BGA互联PAD的方式将供电布线板与多波束幅相调制板连接。从而使得所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片二者存在的射频、供电和控制电气互联均采用进行BGA工艺封装，既提高了TR组件的集成度，又保证了电气互联的高可靠性、低延时、低损耗和良好的热传导特性。
进一步地，由于采用双通道SSMP连接器，可以通过该一个组件而完成所述TR组件发射、接收信号的馈入和输出，因此具有再进一步减少本申请实施例中的TR组件的部件数量和空间体积的技术效果。
进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过设置低频连接器以向所述TR组件输入低频控制信号，因此本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高适用性和扩展性的技术效果。
再进一步地，本申请实施例中的各功能部件都分别设置在所述腔体结构件内、所述承板上、以及所述腔体后盖内，因此当将所述腔体结构件、所述承板、以及所述腔体后盖采用垂直堆叠的方式设置时，可以将所述TR组件的各部件设置为最紧凑的方式，由此实现高集成、小体积，并且同时也能降低装配难度和应用成本的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种多波束瓦片式TR组件中的TR有源放大模块的结构图；
图2为本发明实施例提供的一种多波束瓦片式TR组件中的多波束幅相调制模块的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种多波束瓦片式TR组件中的多波束幅相调制板的另一面的结构图；
图4为本发明实施例提供的一种多波束瓦片式TR组件的俯视剖面结构图；
图5为本发明实施例提供的一种多波束瓦片式TR组件的各模块顺序组合结构图。
具体实施方式
本申请提供一种多波束瓦片式TR组件，用以解决现有技术中存在着的多波束相控阵的TR组件集成度不高、体积重量大，装配难度高、应用成本高而阻碍多波束相控阵广泛应用的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本申请实施例中的技术方案可以将TR组件中的放大处理模块和多波束幅相调制模块分别独立设置，然后通过多波束幅相调制模块将多波束形成功能以及幅相调制功能集成，由此实现多波束相控阵TR组件的小型化和高度集成化；同时由于本申请实施例技术方案中的多波束矢量调制芯片可以对多波束信号进行独立调幅调相，从而可以给多波束TR组件设计带来极大的灵活性和可扩展性，可以根据实际需要而调整TR组件应用系统设备的尺寸、重量和通用性，在对上述应用具有严格要求的微波毫米波雷达通信领域具有非常广泛的应用价值和适用性技术效果。
下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
请参考图1、图2、图3、图4、图5，本申请实施例一提供一种多波束瓦片式TR组件，包括：
TR有源放大模块，包括TR有源放大板101和天线连接端102，所述TR有源放大板用以对射频信号进行放大和数模转换，所述天线连接端用以将所述TR有源放大板与天线连接；
多波束幅相调制模块，与所述TR有源放大模块101连接，包括多波束幅相调制板103和射频连接端104，所述多波束幅相调制板用以形成多波束信号并对所述多波束信号分别进行独立的幅相调整及合成，所述射频连接端用以与射频连接器相连以完成信号从所述TR组件的馈入和输出。
由上述技术方案可知，本申请实施例中的技术方案可以将TR组件中的放大处理模块和多波束幅相调制模块分别独立设置，然后通过多波束幅相调制模块将多波束形成功能以及幅相调制功能集成，由此实现多波束相控阵TR组件的小型化和高度集成化；同时由于本申请实施例技术方案中的多波束矢量调制芯片可以对多波束信号进行独立调幅调相，从而可以给多波束TR组件设计带来极大的灵活性和可扩展性，可以根据实际需要而调整TR组件应用系统设备的尺寸、重量和通用性，在对上述应用具有严格要求的微波毫米波雷达通信领域具有非常广泛的应用价值和适用性技术效果。
可选地，在本申请实施例中的所述TR有源放大板101包括：
腔体结构件1011；
TR有源芯片组1012，设置在所述腔体结构件的腔体内，包括TR有源芯片和数模转换芯片，所述TR有源芯片对射频信号进行放大，所述数模转换芯片用以对射频信号数模转换；
供电布线板1013，设置在所述腔体结构件的腔体内，且与所述多波束幅相调制板以及所述TR有源芯片组贴附，所述供电布线板为所述TR有源芯片组以及所述多波束幅相调制板上的部件供电；
其中，所述天线连接端102设置在所述腔体结构件内。
所述的腔体结构件可以为所述TR有源芯片组、所述供电布线板、以及所述天线互联连接器提供支撑，并且支撑连接方式可以为通过银胶或预制焊片将上述部件固定在所述腔体结构件上，从而实现保证所述TR有源芯片组、所述供电布线板、以及所述天线互联连接器的接地和结构互联。
而所述TR有源芯片组中的数模转换芯片也可以利用银胶或预制焊片固定在所述供电布线板上，从而通过所述供电布线板提供控制电压。
而所述供电布线板可以采用LTCC(低温共烧陶瓷)工艺技术完成对射频、供电和控制的走线，并且利用金丝键合工艺与与所述TR有源芯片组进行互联。
而所述天线连接端可以采用SSMP连接器，并利用金丝键合工艺与所述TR有源芯片组进行互联，从而通过所述天线连接端实现所述TR组件与天线的对外连接。
可见，本申请实施例中的TR有源放大板具体可以设置成腔体结构件和供电布线板这两块瓦片式板结构之间贴付的方式，各实施部件可以设置在这两块支撑构件上而实现对射频信号的放大功能和数模转换功能。由此可见，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提升TR组件模块的集成度的技术效果。
可选地，所述多波束幅相调制板103包括：
承板1031；
多波束多通道矢量调制芯片1032，固定设置在所述承板上且与所述供电布线板1013连接，用以形成所述多波束信号并对所述多波束信号分别进行独立的幅相调整；
多波束馈电网络，固定设置在所述承板上，用以对所述多波束信号分别进行独立的功分及合成处理；
波控芯片组1033，固定设置在所述承板上且与所述多波束多通道矢量调制芯片连接，包含数模转换芯片和可编程芯片，所述波控芯片组为所述多波束多通道矢量调制芯片提供幅相调制电压。
所述的多波束幅相调制板同样可以采用LTCC工艺技术。
所述承板可以所述为多波束多通道矢量调制芯片、所述波控芯片组、所述射频连接端、以及其他接口连接端提供支撑，上述部件也可以利用银胶或预制焊片固定在所述承板上，从而互相协调完成多波束形成和独立的幅相调制功能。
可见，本申请实施例的所述多波束幅相调制板也可以设置为瓦片式的板状结构，各相应功能的部件均可以设置在该板状结构的承板上，从而在空间结构上起到再进一步提升TR组件模块的集成度的技术效果。
可选地，所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片采用垂直紧贴堆叠的方式排布，且所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片之间的射频、供电和控制电气互联均采用进行BGA工艺封装。
也就是说，本申请实施例中的技术方案可以采用BGA互联PAD的方式将供电布线板与多波束幅相调制板连接。而所述BGA互联PAD连接方式具体可以为采用BGA工艺植焊球，将所述供电布线板与所述多波束幅相调制板采用垂直紧贴堆叠的方式排布，从而使得所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片二者存在的射频、供电和控制电气互联均采用进行BGA工艺封装，既提高了TR组件的集成度，又保证了电气互联的高可靠性、低延时、低损耗和良好的热传导特性。因此，本申请实施例中的技术方案还具有提高电气性能的可靠性、降低延时和降低损耗的技术效果。
可选地，所述射频连接端104包括：
双通道SSMP连接器，固定设置在所述承板上，用以与射频连接器相连以完成信号从所述TR组件的馈入和输出。
由于采用双通道SSMP连接器，可以通过该一个组件而完成所述TR组件发射、接收信号的馈入和输出，因此具有再进一步减少本申请实施例中的TR组件的部件数量和空间体积的技术效果。
可选地，所述TR组件还包括：
腔体后盖105，所述射频连接器设置在所述腔体后盖105上。
进一步可选地，所述TR组件还包括：
低频连接器1051，固定设置在所述承板和/或所述腔体后盖上，用以向所述TR组件输入低频控制信号。
可见，本申请实施例中的技术方案还可以通过设置低频连接器以向所述TR组件输入低频控制信号，因此本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高适用性和扩展性的技术效果。
可选地，所述腔体结构件、和/或所述承板、和/或所述腔体后盖为面对面的垂直堆叠式设置。进一步可选地，所述腔体结构件、所述承板、所述腔体后盖为长方体或正方体，以使所述TR组件组合为一长方体或正方体结构。
由于本申请实施例中的各功能部件都分别设置在所述腔体结构件内、所述承板上、以及所述腔体后盖内，因此当将所述腔体结构件、所述承板、以及所述腔体后盖采用垂直堆叠的方式设置时，可以将所述TR组件的各部件设置为最紧凑的方式，从而在TR组件中的各功能部件高度集成的同时，在空间布局上也能达到最小化的布置，由此实现高集成、小体积，并且同时也能降低装配难度和应用成本的技术效果。
由此可见，本申请实施例中的技术方案可以将TR组件中的放大处理模块和多波束幅相调制模块分别独立设置，然后通过多波束幅相调制模块将多波束形成功能以及幅相调制功能集成，由此实现多波束相控阵TR组件的小型化和高度集成化；同时由于本申请实施例技术方案中的多波束矢量调制芯片可以对多波束信号进行独立调幅调相，从而可以给多波束TR组件设计带来极大的灵活性和可扩展性，可以根据实际需要而调整TR组件应用系统设备的尺寸、重量和通用性，在对上述应用具有严格要求的微波毫米波雷达通信领域具有非常广泛的应用价值和适用性技术效果。
本申请实施例至少还具有如下技术效果或优点：
进一步地，本申请实施例中的TR有源放大板具体可以设置成腔体结构件和供电布线板这两块瓦片式板结构之间贴付的方式，各实施部件可以设置在这两块支撑构件上而实现对射频信号的放大功能和数模转换功能。由此可见，本申请实施例中的技术方案还具有进一步提升TR组件模块的集成度的技术效果。
进一步地，本申请实施例的所述多波束幅相调制板也可以设置为瓦片式的板状结构，各相应功能的部件均可以设置在该板状结构的承板上，从而在空间结构上起到再进一步提升TR组件模块的集成度的技术效果。
进一步地，本申请实施例中的技术方案可以采用BGA互联PAD的方式将供电布线板与多波束幅相调制板连接。从而使得所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片二者存在的射频、供电和控制电气互联均采用进行BGA工艺封装，既提高了TR组件的集成度，又保证了电气互联的高可靠性、低延时、低损耗和良好的热传导特性。
进一步地，由于采用双通道SSMP连接器，可以通过该一个组件而完成所述TR组件发射、接收信号的馈入和输出，因此具有再进一步减少本申请实施例中的TR组件的部件数量和空间体积的技术效果。
进一步地，本申请实施例中的技术方案还可以通过设置低频连接器以向所述TR组件输入低频控制信号，因此本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高适用性和扩展性的技术效果。
再进一步地，本申请实施例中的各功能部件都分别设置在所述腔体结构件内、所述承板上、以及所述腔体后盖内，因此当将所述腔体结构件、所述承板、以及所述腔体后盖采用垂直堆叠的方式设置时，可以将所述TR组件的各部件设置为最紧凑的方式，由此实现高集成、小体积，并且同时也能降低装配难度和应用成本的技术效果。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。进一步地，本申请技术方案中的各个方法步骤可以颠倒，变换先后顺序而依然落入本申请所涵盖的发明范围中。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种多波束瓦片式TR组件，其特征在于，包括：
TR有源放大模块，包括TR有源放大板和天线连接端，所述TR有源放大板用以对射频信号进行放大和数模转换，所述天线连接端用以将所述TR有源放大板与天线连接；
多波束幅相调制模块，与所述TR有源放大模块连接，包括多波束幅相调制板和射频连接端，所述多波束幅相调制板用以形成多波束信号并对所述多波束信号分别进行独立的幅相调整及合成，所述射频连接端用以与射频连接器相连以完成信号从所述TR组件的馈入和输出。
2.如权利要求1所述的TR组件，其特征在于，所述TR有源放大板包括：
腔体结构件；
TR有源芯片组，设置在所述腔体结构件的腔体内，包括TR有源芯片和数模转换芯片，所述TR有源芯片对射频信号进行放大，所述数模转换芯片用以对射频信号数模转换；
供电布线板，设置在所述腔体结构件的腔体内，且与所述多波束幅相调制板以及所述TR有源芯片组贴附，所述供电布线板为所述TR有源芯片组以及所述多波束幅相调制板上的部件供电；
其中，所述天线连接端设置在所述腔体结构件内。
3.如权利要求1所述的TR组件，其特征在于，所述多波束幅相调制板包括：
承板；
多波束多通道矢量调制芯片，固定设置在所述承板上且与所述供电布线板连接，用以形成所述多波束信号并对所述多波束信号分别进行独立的幅相调整；
多波束馈电网络，固定设置在所述承板上，用以对所述多波束信号分别进行独立的功分及合成处理；
波控芯片组，固定设置在所述承板上且与所述多波束多通道矢量调制芯片连接，包含数模转换芯片和可编程芯片，所述波控芯片组为所述多波束多通道矢量调制芯片提供幅相调制电压。
4.如权利要求3所述的TR组件，其特征在于，所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片采用垂直紧贴堆叠的方式排布，且所述供电布线板与所述多波束多通道矢量调制芯片之间的射频、供电和控制电气互联均采用进行BGA工艺封装。
5.如权利要求4所述的TR组件，其特征在于，所述射频连接端包括：
双通道SSMP连接器，固定设置在所述承板上，用以与射频连接器相连以完成信号从所述TR组件的馈入和输出。
6.如权利要求5所述的TR组件，其特征在于，所述TR组件还包括：
腔体后盖，所述射频连接器设置在所述腔体后盖上。
7.如权利要求1-6任一权利要求所述的TR组件，其特征在于，所述TR组件还包括：
低频连接器，固定设置在所述承板和/或所述腔体后盖上，用以向所述TR组件输入低频控制信号。
8.如权利要求7所述的TR组件，其特征在于，所述腔体结构件、和/或所述承板、和/或所述腔体后盖为面对面的垂直堆叠式设置。
9.如权利要求8所述的TR组件，其特征在于，所述腔体结构件、所述承板、所述腔体后盖为长方体或正方体，以使所述TR组件组合为一长方体或正方体结构。
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