CN114217272A - 基于ltcc技术的四通道tr组件 - Google Patents
基于ltcc技术的四通道tr组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114217272A CN114217272A CN202111497592.9A CN202111497592A CN114217272A CN 114217272 A CN114217272 A CN 114217272A CN 202111497592 A CN202111497592 A CN 202111497592A CN 114217272 A CN114217272 A CN 114217272A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel
- ltcc
- assembly
- pole double
- throw switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/282—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/35—Details of non-pulse systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/35—Details of non-pulse systems
- G01S7/352—Receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S2013/0236—Special technical features
- G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
- G01S2013/0254—Active array antenna
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本发明公开了基于LTCC技术的四通道TR组件，所述TR组件包含LTCC基板、四通道TR组件单元、金属围框以及盖板，其中，所述四通道TR组件单元分布于所述LTCC基板的上表面，所述LTCC基板的四周为金属围框，所述金属围框顶部为盖板；所述LTCC基板内部设有微通孔，通过所述微通孔将LTCC基板与表层TR组件单元互连。本发明的TR组件设计，采用LTCC三维集成工艺，将四个单片TR芯片在陶瓷基板上三维堆叠集成，通过微通孔技术实现四通道TR芯片的馈电、信号互连以及外部接口的连接，实现陶瓷基片上四通道TR组件的轻小型化。
Description
技术领域
本发明为四通道TR组件的结构设计，属于TR组件技术领域。
背景技术
有源相控阵雷达以其突出的技术特点及巨大的潜在优势成为现代雷达发展的主流，广泛应用于电子战、军事和通信等领域。TR组件作为有源相控阵雷达的关键部位，主要完成发收信号的放大，并对收发信号进行相位和幅度控制，其性能的好坏将影响相控阵雷达系统的发现能力、收发波束副瓣抑制大小、指向精度和作用距离等战术指标。若要提高系统性能，必须有效降低天线的重量与功耗来提高TR组件集成度，实现轻量化与高效率。TR组件的轻量化和高效率，是天线阵面工程化实现的关键。
近些年随着多应用平台的现代有源相控阵雷达发展，对TR组件的电性能、体积、重量等均提出了越来越严苛的要求，在实际的电路设计中传统的设计方法已经很难满足这一要求。 发明内容
为了克服上述问题，本发明的TR组件设计，采用LTCC三维集成工艺，将四个单片TR芯片在陶瓷基板上三维堆叠集成，通过微通孔技术实现四通道TR芯片的馈电、信号互连以及外部接口的连接，实现陶瓷基片上四通道TR组件的轻小型化。
本申请通过以下技术方案实现：
基于LTCC技术的四通道TR组件，所述四通道TR组件包含LTCC基板、四通道TR组件单元、金属围框以及盖板，其中，所述四通道TR组件单元分布于所述LTCC基板的上表面，所述LTCC基板的四周为金属围框，所述金属围框顶部为盖板；
所述LTCC基板内部设有微通孔，通过所述微通孔将LTCC基板与表层TR组件单元互连。
进一步的，所述四通道TR组件单元包含4个单片TR组件、1分4定标网络和1分4射频激励网络，所述1分4定标网络包含4个输出端口，4个输出端口分别通过负载连接在4个单片TR组件的收发开关上；所述单片TR组件的输出端共同连接到1分4射频激励网络上。
进一步的，所述单片TR组件结构相同，均包含发射通道和接收通道，发射通道用于实现发射信号的功率放大，接收通道用于实现接收信号的低噪声放大；其中，
所述单片TR组件包含公共支路，所述公共支路两端分别通过单刀双掷开关连接在所述发射通道和接收通道中间，所述公共支路包含放大器和可调移相器；
所述单片TR组件还包含可调衰减器，所述可调衰减器通过第三单刀双掷开关连接在公共支路的两端。
更进一步的，所述发射通道和接收通道另一端共同连接在环形器上，所述环形器的输出端连接天线；
所述发射通道包含依次连接的驱动放大器、末级功率放大器；所述第三单刀双掷开关的第一不动端与发射通道上的第一单刀双掷开关的第一不动端相连，所述第一单刀双掷开关的第二不动端与所述驱动放大器的输入端相连，所述末级功率放大器的输出端连接在所述环形器上；
所述接收通道包含依次连接的低噪声放大器、限幅器；所述第三单刀双掷开关的第二不动端与接收通道上的第二单刀双掷开关的第一不动端相连，所述第二单刀双掷开关的第二不动端与所述低噪声放大器的输出端相连，所述低噪声放大器的输入端与所述限幅器的一端相连，所述限幅器的另一端连接在所述环形器上。
更进一步的，所述LTCC基板的内部埋有无源器件、带状线和中间接地屏蔽层。
作为本申请的一种优选实施方案，所述微通孔为孔径小于0.15mm的通径。
作为本申请的一种优选实施方案，所述LTCC基板采用陶瓷基板。
作为本申请的一种优选实施方案，所述金属围框和盖板通过焊接方式将所述四通道TR组件密封为一个整体。
本发明的有益效果为：本发明TR组件采用LTCC技术和三维高密度组装技术，将4个单独的TR组件、1分4定标网络、射频微波、电源管理和数字电路集成在一个盒体内。使TR组件的体积和重量大幅降低，同时大大提高TR组件的性能和可靠性。
附图说明
图1是基本TR模块框图；
图2是单片TR组件原理框图；
图3是陶瓷基片上四通道TR组件的原理组成框图；
图4是陶瓷基四通道TR组件封装示意图；
图5是四通道TR芯片一体化封装示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图对本发明的实施方式做进一步地详细叙述，
实施例1
本申请提供的基于LTCC技术的四通道TR组件，所述四通道TR组件包含LTCC基板、四通道TR组件单元、金属围框以及盖板，其中，所述四通道TR组件单元分布于所述LTCC基板的上表面，所述LTCC基板的四周为金属围框，所述金属围框顶部为盖板；
所述LTCC基板内部设有微通孔，通过所述微通孔将LTCC基板与表层TR组件单元互连。
图3为陶瓷基片上四通道TR组件的原理组成框图，从图中可以看出四通道TR组件主要由四个单片TR组件、1分4定标网络和1分4射频激励网络集合而成，产生四个接收通道和发射通道；所述单片TR组件的输出端共同连接到1分4射频激励网络上。所述1分4定标网络包含4个输出端口，4个输出端口分别通过负载连接在4个单片TR组件的收发开关上；各个通道之间分别单独控制，可一个通道单独工作，也可任意几个通道同时工作。同时为了进一步提高组件的集成度 ，应用多功能芯片将数控移相器、衰减器等多种功能集合在一起。
进一步的，所述单片TR组件结构相同，均包含发射通道和接收通道，发射通道用于实现发射信号的功率放大，接收通道用于实现接收信号的低噪声放大；其中，
所述单片TR组件包含公共支路，所述公共支路两端分别通过单刀双掷开关连接在所述发射通道和接收通道中间，所述公共支路包含放大器和可调移相器；
所述单片TR组件还包含可调衰减器，所述可调衰减器通过第三单刀双掷开关连接在公共支路的两端。
更进一步的，所述发射通道和接收通道另一端共同连接在环形器上，所述环形器的输出端连接天线；
所述发射通道包含依次连接的驱动放大器、末级功率放大器；所述第三单刀双掷开关的第一不动端与发射通道上的第一单刀双掷开关的第一不动端相连，所述第一单刀双掷开关的第二不动端与所述驱动放大器的输入端相连，所述末级功率放大器的输出端连接在所述环形器上；
所述接收通道包含依次连接的低噪声放大器、限幅器；所述第三单刀双掷开关的第二不动端与接收通道上的第二单刀双掷开关的第一不动端相连，所述第二单刀双掷开关的第二不动端与所述低噪声放大器的输出端相连，所述低噪声放大器的输入端与所述限幅器的一端相连，所述限幅器的另一端连接在所述环形器上。
如图1所示，图1是基本TR模块框图，每一个TR通道均由一个发射通路和一个接收通路组成。发射通道的功能主要是实现发射信号的功率放大，接收通道的功能主要是实现接收信号的低噪声放大。发射通道主要由公共支路的放大器、可调衰减器、可调移相器、驱动放大器、末级功率放大器以及数个单刀双掷开关组成。接收通道由公共支路的放大器、可调衰减器、可调移相器、低噪声放大器、限幅器以及数个单刀双掷开关组成。环形器主要是实现发射信号和接收信号的分离，同时满足低正向损耗的要求。单刀双掷开关主要实现发射信号和接收信号间的切换。可调衰减器主要实现天线波束的幅度加权，可调移相器通过相位加权来实现天线波束扫描，其控制信号即可采用模拟信号，也可采用数字信号。
图2是单片TR组件原理框图，单片TR组件主要由收发开关、限幅器、低噪声放大器（LNA）、功率放大器（HPA）、多功能芯片组成。当收发开关处于收状态时，天线接收到的信号经过限幅器、低噪声放大器、多功能芯片后输出；当收发开关处于发状态时，射频信号经多功能芯片、HPA后，再由天线发射出去。
图4为陶瓷基四通道TR组件封装示意图，采用微通孔技术将LTCC基板与表层TR组件互连，合理布局层信号传输，改善频率特性和提升效率，减小印制板体积。微通孔是指孔径小于0.15mm的通径，他所占面积大约是机械钻孔的1/4。孔径小的特性可使微通孔焊盘最小而充分利用空间，有助于实现较高的互连密度，同时微通孔成形利用激光完成，其速度比机械钻孔快得多。
图5为四通道TR芯片一体化封装示意图，在组件的集成与封装方面，四通道组件集成在一起，以陶瓷基板为底板，上面焊接金属围框和盖板，构成一体化气密性封装。在四通道组件的对外接口上，四通道组件集成了串并转换功能，外部控制信号通过串行输入控制。组件采用表贴的结构安装方式，焊接在瓦片式综合馈电板上，电源和控制接口通过焊盘和外部连接，射频信号也是通过焊盘和外部连接。
上述本申请提供的技术方案，采用LTCC技术和三维高密度组装技术，将4个单独的TR组件、1分4定标网络、射频微波、电源管理和数字电路集成在一个盒体内。使TR组件的体积和重量大幅降低，同时大大提高TR组件的性能和可靠性。
上述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述四通道TR组件包含LTCC基板、四通道TR组件单元、金属围框以及盖板，其中，所述四通道TR组件单元分布于所述LTCC基板的上表面，所述LTCC基板的四周为金属围框，所述金属围框顶部为盖板；
所述LTCC基板内部设有微通孔，通过所述微通孔将LTCC基板与表层TR组件单元互连。
2.根据权利要求1所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述四通道TR组件单元包含4个单片TR组件、1分4定标网络和1分4射频激励网络，所述1分4定标网络包含4个输出端口，4个输出端口分别通过负载连接在4个单片TR组件的收发开关上；所述单片TR组件的输出端共同连接到1分4射频激励网络上。
3.根据权利要求2所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述单片TR组件结构相同，均包含发射通道和接收通道，发射通道用于实现发射信号的功率放大，接收通道用于实现接收信号的低噪声放大；其中，
所述单片TR组件包含公共支路，所述公共支路两端分别通过单刀双掷开关连接在所述发射通道和接收通道中间，所述公共支路包含放大器和可调移相器；
所述单片TR组件还包含可调衰减器，所述可调衰减器通过第三单刀双掷开关连接在公共支路的两端。
4.根据权利要求2所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，
所述发射通道和接收通道另一端共同连接在环形器上，所述环形器的输出端连接天线；
所述发射通道包含依次连接的驱动放大器、末级功率放大器；所述第三单刀双掷开关的第一不动端与发射通道上的第一单刀双掷开关的第一不动端相连，所述第一单刀双掷开关的第二不动端与所述驱动放大器的输入端相连，所述末级功率放大器的输出端连接在所述环形器上；
所述接收通道包含依次连接的低噪声放大器、限幅器；所述第三单刀双掷开关的第二不动端与接收通道上的第二单刀双掷开关的第一不动端相连，所述第二单刀双掷开关的第二不动端与所述低噪声放大器的输出端相连，所述低噪声放大器的输入端与所述限幅器的一端相连，所述限幅器的另一端连接在所述环形器上。
5.根据权利要求2所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述LTCC基板的内部埋有无源器件、带状线和中间接地屏蔽层。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述微通孔为孔径小于0.15mm的通径。
7.根据权利要求6所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述LTCC基板采用陶瓷基板。
8.根据权利要求6所述的基于LTCC技术的四通道TR组件，其特征在于，所述金属围框和盖板通过焊接方式将所述四通道TR组件密封为一个整体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111497592.9A CN114217272A (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 基于ltcc技术的四通道tr组件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111497592.9A CN114217272A (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 基于ltcc技术的四通道tr组件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114217272A true CN114217272A (zh) | 2022-03-22 |
Family
ID=80700474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111497592.9A Pending CN114217272A (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 基于ltcc技术的四通道tr组件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114217272A (zh) |
-
2021
- 2021-12-09 CN CN202111497592.9A patent/CN114217272A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108987942B (zh) | 表贴式平板有源相控阵天线系统架构 | |
| CN111276787B (zh) | 三维集成毫米波AiP相控阵阵元 | |
| CN111044976B (zh) | 一种基于高集成度、高可靠性的相控阵雷达有源子阵系统 | |
| CN108172564B (zh) | 一种毫米波天线与硅基组件三维集成封装 | |
| US7164905B2 (en) | High frequency module | |
| US6324755B1 (en) | Solid interface module | |
| CN112051551B (zh) | 基于硅基三维集成的微小型雷达高频大功率有源子阵 | |
| CN208621754U (zh) | 一种高集成四通道t/r组件 | |
| CN110346765A (zh) | 一种高集成四通道tr组件 | |
| CN115513153B (zh) | 一种大功率多通道多芯片3d立体封装结构 | |
| CN215496704U (zh) | 一种基于HTCC的Ku波段集成封装微波组件 | |
| CN115566443A (zh) | 一种高集成模块化有源相控阵天线子阵 | |
| CN111524866A (zh) | 一种基于tsv转接板的射频前端结构及系统 | |
| CN112202463A (zh) | 多通道微波组件 | |
| CN114613751A (zh) | 一种大功率立体堆叠三维集成射频前端微系统 | |
| CN113540777A (zh) | 基于有源aip单元的平板相控阵天线架构 | |
| CN115734464B (zh) | 一种厚薄膜电路基板tr组件及其封装方法 | |
| CN114217272A (zh) | 基于ltcc技术的四通道tr组件 | |
| CN115166641A (zh) | 一种基于sip的小型化表贴收发组件 | |
| JPH08162559A (ja) | マイクロ波集積回路 | |
| CN213461728U (zh) | 在5g系统中用于多通道相控阵单元的封装架构 | |
| CN112630765A (zh) | 一种瞬时宽带四通道微波tr组件 | |
| Gao et al. | Design of a X-band miniaturized T/R module based on LTCC substrate | |
| CN117613557B (zh) | 三维相控阵接收组件及相控阵系统 | |
| CN220874530U (zh) | 瓦片式接收组件及相控阵系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |