CN109889164A - 一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其技术方案要点是包括基板和设置在基板上的声表面波带通滤波器、无源匹配元件单元、低噪声放大器、以及薄膜层，所述的声表面波带通滤波器接收外部射频信号并依次通过无源匹配元件单元、低噪声放大器输出放大后的射频信号，所述的薄膜层包封整个放大器模块。本发明具有低功耗、高增益、低噪声系数的小型化特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫星导航低噪声放大器，更具体的说，它涉及一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块。
背景技术
低噪声放大器是北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯导航接收天线前端必需的模块，它的性能直接影响接收机的灵敏度及定位功能。但在现有技术中，低噪声放大器(LNA)电路仍然像传统的电路模式一样，使用低噪声放大器(LNA)、声表面波带通滤波器(SAW)、片式电容、电感、电阻等分离元器件在PCB板上构件而成。这种方式设计复杂，占用PCB板空间，体积大，能耗高，故障率高，从而增加了设计、人工、物料等成本，而且由于电路中焊点较多，出现虚焊的可能性较大，会造成整个电路工作性能不稳定，产品一致性无法保证。
而且随着电子产品集成化、小型化的发展，小尺寸的低噪声放大器模块能够更好的应用于手机、智能手表、平板电脑等领域中。
综上所述，在目前激烈竞争的市场环境下，如何提供一种体积小、生产成本低，又不降低器件性能的低噪声放大器模块是本领域技术人员追求的目标。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有低功耗、高增益、低噪声系数的小型化的用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，包括基板和设置在基板上的声表面波带通滤波器、无源匹配元件单元、低噪声放大器、以及薄膜层，所述的声表面波带通滤波器接收外部射频信号并依次通过无源匹配元件单元、低噪声放大器输出放大后的射频信号，所述的薄膜层包封整个放大器模块。
本发明进一步设置为：所述的基板为PCB、LTCC和HTCC的一种或多种。
本发明进一步设置为：所述基板的正面层设置有金属化图形，基板的背面层设置有焊盘，所述的背面层通过通孔和正面层相连。
本发明进一步设置为：所述的声表面波带通滤波器、低噪声放大器集成设置在基板上。
本发明进一步设置为：所述无源匹配元件单元包括平面电容和电感。
本发明进一步设置为：所述的平面电容和电感之间构成
L、T、π型电路的一种或多种。
本发明进一步设置为：所述薄膜层由热固性环氧树脂组合物制成。
本发明进一步设置为：所述的无源匹配元件单元设置在声表面波带通滤波器的压电基片上。
本发明进一步设置为：所述的无源匹配元件单元设置在低噪声放大器的基片上。
本发明具有下述优点：一、电路设计简单：通过一定的工艺，将电路中所需的LNA、SAW、片式电容、电感等元件和布线互连一起，集成到模块内。由于采用了模块，简化了整个电路板的设计、安装和调试；同时也解决了传统的分立元器件构成的放大电路在电路板上占用空间大的问题。
二、缩短电子产品的设计和组装周期：一个模块组件可以代替大量的元器件,组装工作极大的节省,生产线被压缩,加快了生产速度。
三、降低生产成本，性价比高：相对于采用LNA分立元器件的电路而言，采用低噪声模块构成的LNA电路性能指标更高，与分立电子元器件构成的LNA电路相比，减少了体积和重量等，成本、价格更低。低噪放模块的增益高、零点漂移小，也是分立元器件电路所无法比拟的。
四、技术指标先进，可靠性强：低噪放集成模块具有可靠性高的有点，从而整个电路板工作的可靠性，提高了电路的工作性能和一致性。另外，采用低噪放集成模块后，电路中的焊点大幅度减少，出现虚焊的可能性下降，使整个电路工作更为可靠。
五、故障率低：由于低噪放集成模块的故障发生率相对分立元器件电路而言比较低，所以降低了整个电路的故障发生率。
此外，可以实现北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯多种模式的同时放大，结构更简单，成本更低，设计更灵活。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的实施例一中的剖视图；
图3为本发明的实施例二中的剖视图一；
图4为本发明的实施例二中的剖视图二；
图5为本发明的实施例一中的结构示意图；
图6为本发明的实施例二中的结构示意图；
图7为本发明的实施例三中的结构示意图。
图中：1、基板；2、声表面波带通滤波器；3、无源匹配元件单元；4、低噪声放大器；5、薄膜层。
具体实施方式
基于现有技术的MCM技术，MCM是将多块未封装的IC芯片高密度安装在同一基板上构成的部件，省去了IC的封装材料和工艺，节约了原材料，减少了制造工艺，缩小了组件/模块封装尺寸和重量。
MCM技术是实现电子整机小型化、多功能化、高性能和高可靠性的十分有效的技术途径。与其它集成技术相比较，MCM技术具有以下技术特点：
1、延时短，传输速度提高
由于采用高密度互连技术，其互连线较短，信号传输延时明显缩短。与单芯片表面贴装技术相较，其传输速度提高4－6倍，可以满足100MHz的速度要求。
2、体积小，重量轻
采用多层布线基板和裸芯片，因此其组装密度较高，产品体积小，重量轻。其组装效率可达30％，重量可减少80－90％。
3、可靠性高
统计表明，电子产品的失效大约90％是由于封装和电路互连所引起的，MCM集有源器件和无源元件于一体，避免了器件级的封装，减少了组装层次，从而有效地提高了可靠性。
4、高性能和多功能化
MCM可以将数字电路、模拟电路、微波电路、功率电路以及光电器件等合理有效地集成在一起，形成半导体技术所无法实现的多功能部件或系统，从而实现产品的高性能和多功能化。
5、微电子领域的优势地位
减小产品尺寸和重量，同时提高电性能和可靠性，这是MCM技术的价值之所在，也是MCM技术得以产生和发展的驱动力。在要求高性能、小型化和价格是次要因素的应用领域，尤其在军事、航空航天应用领域，MCM技术具有十分稳固的优势地位。
随着MCM技术的不断提高和市场推动力的加强，移动电话、数码相机、汽车电子等系统对小型化、多功能、高可靠性方面的要求不断提高，MCM的应用会有更美好的前景。
基于上述问题和MCM技术的发展，本发明提出了一种全球导航卫星系统(北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯)多模射频低噪声放大器模块。
参照图1所示，本实施例的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，包括基板和设置在基板上的声表面波带通滤波器、无源匹配元件单元、低噪声放大器、以及薄膜层，所述的声表面波带通滤波器接收外部射频信号并依次通过无源匹配元件单元、低噪声放大器输出放大后的射频信号，所述的薄膜层包封整个放大器模块。
所述的基板为PCB、LTCC和HTCC的一种或多种。
所述基板的正面层设置有金属化图形，基板的背面层设置有焊盘，所述的背面层通过通孔和正面层相连。
所述的声表面波带通滤波器、低噪声放大器集成设置在基板上，声表面波带通滤波器和低噪声放大器采用倒装芯片工艺，集成在基板上。
所述无源匹配元件单元包括平面电容和电感。
所述的平面电容和电感之间构成L、T、π型电路的一种或多种，平面电感构成一型电路。
所述薄膜层由热固性环氧树脂组合物制成。
所述的无源匹配元件单元设置在声表面波带通滤波器的压电基片上。
所述的无源匹配元件单元设置在低噪声放大器的基片上。
通过采用上述技术方案，
实施例一
如图1和图2所示，一种全球导航卫星系统(北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯)多模低噪声放大器模块，包括基板1，和设置在基板1上的声表面波带通滤波器2、无源匹配元件单元3、低噪声放大器4,声表面波带通滤波器2接收外部射频信号并依次通过无源匹配元件单元3、低噪声放大器4输出放大后的射频信号，还包括薄膜层5，使用薄膜层5覆盖于基板1上及其基板1上的元器件进行包封，薄膜层5优选为热固性环氧树脂组合物。
基板1设置为PCB、LTCC或HTCC，基板1正面层设置有金属化图形，其背面层设置有焊盘，背面层通过通孔和正面层相连，声表面波带通滤波器2和低噪声放大器4采用倒装芯片工艺，集成在基板1上。
无源匹配元件单元3包括平面电容和平面电感，平面电容和平面电感构成L、T或π型电路，平面电感构成一型电路。
如图2和图5所示，无源匹配元件单元3通过半导体工艺集成在基板1上。
实施例二
如图3和图6所示，本实施例和实施例一封装尺寸相同，使用不同型号的声表面波带通滤波器2、平面电容、平面电感和低噪声放大器4等元器件，从而达到不同的设计指标，本实施例相对于实施例一的最大区别在于：无源匹配元件单元3设置在声表面波带通滤波器2的压电基片上。
实施例三：
如图4和图7所示，本实施例相对于实施例一的区别在于：无源匹配元件单元3设置在低噪声放大器4的基片上。
综上所述，本发明集成了LNA和所有无源器件，避免了传统设计中放大电路采用分立元器件带来的占用PCB板空间大、故障率高等一系列问题，具有体积小、高增益、低噪声系数、设计和组装周期短、集成度高等优点。结构更简单，成本更低，设计布局更灵活。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：包括基板和设置在基板上的声表面波带通滤波器、无源匹配元件单元、低噪声放大器、以及薄膜层，所述的声表面波带通滤波器接收外部射频信号并依次通过无源匹配元件单元、低噪声放大器输出放大后的射频信号，所述的薄膜层包封整个放大器模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述的基板为PCB、LTCC和HTCC的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述基板的正面层设置有金属化图形，基板的背面层设置有焊盘，所述的背面层通过通孔和正面层相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述的声表面波带通滤波器、低噪声放大器集成设置在基板上。
5.根据权利要求1所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述无源匹配元件单元包括平面电容和电感。
6.根据权利要求5所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述的平面电容和电感之间构成L、T、π型电路。
7.根据权利要求1所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述薄膜层由热固性环氧树脂组合物制成。
8.根据权利要求1所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述的无源匹配元件单元设置在声表面波带通滤波器的压电基片上。
9.根据权利要求1所述的一种用于全球导航卫星系统的多模射频低噪声放大器模块，其特征在于：所述的无源匹配元件单元设置在低噪声放大器的基片上。
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