CN115275610A - 一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件 - Google Patents

一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件 Download PDF

Info

Publication number
CN115275610A
CN115275610A CN202210862907.3A CN202210862907A CN115275610A CN 115275610 A CN115275610 A CN 115275610A CN 202210862907 A CN202210862907 A CN 202210862907A CN 115275610 A CN115275610 A CN 115275610A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
radio frequency
transceiving
component
management chip
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
Application number
CN202210862907.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李翠霞
李莹
唐统帅
祝大龙
崔洁
韩月
赵明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Institute of Telemetry
Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Research Institute of Telemetry
Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Institute of Telemetry, Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd filed Critical Beijing Research Institute of Telemetry
Priority to CN202210862907.3A priority Critical patent/CN115275610A/zh
Publication of CN115275610A publication Critical patent/CN115275610A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Transceivers (AREA)

Abstract

本发明提供一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，包括壳体，设置在壳体一侧的正面输入输出接口、反面输入输出接口、视频接口，设置在壳体另一侧的正面组件天线对接接口、反面组件天线对接接口，设置在壳体内部正面的正面收发组件和设置在壳体内部反面的反面收发组件，正面收发组件一端与正面输入输出接口电连接、另一端与正面组件天线对接接口电连接，反面收发组件一端与反面输入输出接口电连接、另一端与反面组件天线对接接口电连接，视频接口用于为正面收发组件和反面收发组件分别提供独立的供电信号和控制信号。本发明提供正反面各八个一致的射频通道，保证相位的一致性且使电路结构做到最优，实现模块的标准化设计，更有利于产品的自动化生产。

Description

一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件
技术领域
本发明涉及基本电气元件技术领域，具体涉及一种超小型化低功耗Ka双频TR组件。
背景技术
有源相控阵天线系统的应用越来越广泛，由于资源受限，系统对整机的重量、功耗等指标的要求也越来越苛刻，T/R组件作为有源相控阵天线系统的核心部分，具有射频信号的传输放大、幅相控制和波束形成等功能，对整个相控阵系统的性能起到决定性作用，其指标直接影响了整机的指标，即T/R组件的轻量化、低功耗的研究具有重要的意义。
因此，亟需一种轻量化、低功耗的的T/R组件。
发明内容
本发明是为了解决为T/R组件重量大、功耗高的问题，提供一种超小型化低功耗Ka双频TR组件，在高度为7.4mm的组件上实现了双面8通道，即16通道的T/R集成，使组件的重量减小一半，八个一致的射频通道，可以保证相位的一致性，使电路结构做到最优，实现模块的标准化设计，更有利于产品的自动化生产，提高批产效率；正、反双频T/R组件可以根据不同任务需求，实现正、反两面收发同时或单面收发分时等功能，灵活实现系统多种通信模式；整个电路均用到两款收发集成放大芯片和一款收发幅相多功能芯片，两款电源管理芯片，一款电平驱动放大芯片，且收发集成放大芯片内部采用自偏置设计原理，无需栅压，使电路原理更加简洁，大大提高了产品的可靠性；定制高效率的收发集成放大芯片，使发射效率和接收功耗均达到最优，采用硅基集成电源管理芯片代替传统的砷化镓集成芯片，大大降低了整机功耗。
本发明提供一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，包括壳体，设置在壳体一侧的正面输入输出接口、反面输入输出接口、视频接口，设置在壳体另一侧的正面组件天线对接接口、反面组件天线对接接口，设置在壳体内部正面的正面收发组件和设置在壳体内部反面的反面收发组件，正面收发组件一端与正面输入输出接口电连接、另一端与正面组件天线对接接口电连接，反面收发组件一端与反面输入输出接口电连接、另一端与反面组件天线对接接口电连接，视频接口用于为正面收发组件和反面收发组件分别提供独立的供电信号和控制信号；
正面收发组件和反面收发组件独立进行射频信号传输和放大，正面收发组件和反面收发组件均包括至少两个射频通道；
正面收发组件和反面收发组件均设置电平驱动芯片、电源管理芯片和无源收发集成幅相芯片，电平驱动芯片用于将输入的控制信号放大后输出至电源管理芯片。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，正面收发组件和反面收发组件的元器件均相同，正面收发组件和反面收发组件均包括八个射频通道，正面组件天线对接接口和反面组件天线对接接口均为八个，正面组件天线对接接口和反面组件天线对接接口分两行等间距排布，视频接口包括二十五个视频针，电源管理芯片为硅基集成电源管理芯片；
正面收发组件用于进行Ka频率F1的射频传输和放大，反面收发组件用于进行Ka频率F2的射频传输和放大。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，正面收发组件和反面收发组件均通过微带线传输射频信号，正面收发组件和反面收发组件均设置微带功分器。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，正面收发组件包括与正面输入输出接口电连接的公共驱动放大器、与公共驱动放大器的输出端电连接的微带功分器、与微带功分器连接的至少两个射频单元、与公共驱动放大器电连接的第一电源管理芯片和与第一电源管理芯片电连接的电平驱动芯片；
正面射频单元包括与微带功分器依次电连接的辐相控制链路和收发集成放大芯片，收发集成放大芯片与正面组件天线对接接口电连接，辐相控制链路用于进行射频信号的移相，收发集成放大芯片用于进行射频信号的放大；
电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第一电源管理芯片，第一电源管理芯片用于为正面公共驱动放大器提供漏压供电。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，正面收发组件还包括与辐相控制链路、收发集成放大芯片、电平驱动芯片均电连接的第二电源管理芯片，第二电源管理芯片的数量与射频单元的数量相同，第二电源管理芯片用于将串行数据转为并行输出至辐相控制链路进行幅相控制和射频切换，第二电源管理芯片用于为收发集成放大芯片提供漏压供电，电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第二电源管理芯片；
微带功分器为1:8微带功分器；
辐相控制链路为无源收发幅相芯片；
第一电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动和收发不同时保护，第二电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动、收发不同时保护和串并转换，第二电源管理芯片的数据信号DA以菊花链形式串联使用，第一电源管理芯片和第二电源管理芯片均为硅基集成电源管理芯片。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，反面收发组件包括与反面输入输出接口电连接的公共驱动放大器、与公共驱动放大器的输出端电连接的微带功分器、与反面微带功分器连接的至少两个射频单元、与公共驱动放大器电连接的第一电源管理芯片和与第一电源管理芯片电连接的电平驱动芯片；
射频单元包括与微带功分器依次电连接的辐相控制链路和收发集成放大芯片，收发集成放大芯片与反面组件天线对接接口电连接，辐相控制链路用于进行射频信号的移相，收发集成放大芯片用于进行射频信号的放大；
电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第一电源管理芯片，第一电源管理芯片用于为反面公共驱动放大器提供漏压供电。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，反面收发组件还包括与辐相控制链路、收发集成放大芯片、电平驱动芯片均电连接的第二电源管理芯片，第二电源管理芯片的数量与射频单元的数量相同，第二电源管理芯片用于将串行数据转为并行输出至辐相控制链路进行幅相控制和射频切换，第二电源管理芯片用于为收发集成放大芯片提供漏压供电，电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第二电源管理芯片；
微带功分器为1:8微带功分器；
辐相控制链路为收发幅相多功能芯片；
第一电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动和收发不同时保护，第二电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动、收发不同时保护和串并转换，第二电源管理芯片的数据信号DA以菊花链形式串联使用，第一电源管理芯片和第二电源管理芯片均为硅基集成电源管理芯片。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，正面收发组件、反面收发组件均包括射频主板和直流控制板，射频主板与直流控制板使用金丝键合连接，射频主板上的芯片厚度均薄于直流控制板上的芯片厚度，正面射频主板和直流控制板均与盖板之间设置安全距离。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，射频主板的表层用于射频传输、内部用于控制及直流供电；
射频主板为七层板、板厚1.1mm，直流控制板为三层板，直流控制板上部设置滤波电容和电平驱动芯片。
本发明所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，作为优选方式，还包括用于切换为R支路或T支路的射频开关；
视频接口为双排视频插座。
本发明的技术解决方案之一为：超小型化Ka双频T/R组件，其特征在于：由于二维相控阵天线单元间距7.6mm，在单个组件高度7.4mm的结构上，以正、反两面的形式实现双频模式的传输，两面拓扑结构基本一致，仅发射输入(接收输出)接口正反两面位置错开，正反两面共用一个双排视频插座，两排插座信号完全独立，分别为正、反两面提供独立的供电和控制信号。正面实现Ka频率的F1的射频传输和放大，反面实现Ka频率的F2的射频传输和放大，且均为八通道集成的T/R组件，每个通道的射频传输结构基本一致。
上述方案的原理是：为达到二维相控阵天线EIRP和G/T值，T/R组件的需求数量可观，受二维相控阵天线系统结构尺寸、重量、单元间距等条件的限制，T/R组件的体积收到严格的限制，本发明采用双面的结构形式，将F1、F2的天线阵元等间距交替排布，仅在驱动级增加相应的滤波器，实现相对频点的滤波抑制，合理布局组件内部，使正反两面拓扑结构基本一致，实现高度集成的超小型化组件设计。
本发明的技术解决方案之二为：超小型化双频T/R组件，其特征在于：每面原理、元器件均相同，射频器件由两种低功耗、高效率的收发集成放大芯片和一种收发集成幅相芯片组成，射频器件射频传输性能频率可覆盖F1和F2。直流控制芯片则是由两种电源管理集成芯片组成，此外，为了提高控制信号驱动能力，控制信号经电平驱动芯片放大后接入电源管理集成芯片。
上述方案的原理是：为达到二维相控阵天线EIRP和G/T值，T/R组件的需求数量可观，受二维相控阵天线整机功耗限制，对单个组件的发射效率及接收功耗提出更高的要求，采用硅基集成电源管理芯片代替传统的砷化镓集成芯片，定制无源收发集成幅相芯片，使功耗大大降低，在此基础上定制高效率的收发集成放大芯片，使发射效率和接收功耗均达到最优，从而实现组件的超低功耗。
本发明具有以下优点：
(1)在高度为7.4mm的组件上实现了双面8通道，即16通道的T/R集成，使组件的重量减小一半。八个一致的射频通道，可以保证相位的一致性，使电路结构做到最优，实现模块的标准化设计，更有利于产品的自动化生产，提高批产效率。
(2)正、反双频T/R组件可以根据不同任务需求，实现正、反两面收发同时或单面收发分时等功能，灵活实现系统多种通信模式。
(3)整个电路均用到两款收发集成放大芯片和一款收发幅相多功能芯片，两款电源管理芯片，一款电平驱动放大芯片，且收发集成放大芯片内部采用自偏置设计原理，无需栅压，使电路原理更加简洁，大大提高了产品的可靠性。
(4)定制高效率的收发集成放大芯片，使发射效率和接收功耗均达到最优，采用硅基集成电源管理芯片代替传统的砷化镓集成芯片，大大降低了整机功耗。
附图说明
图1为一种超小型化低功耗Ka双频TR组件的正面前部结构外形图；
图2为一种超小型化低功耗Ka双频TR组件的正面后部结构外形图；
图3为一种超小型化低功耗Ka双频TR组件的内部正面布局示意图；
图4为一种超小型化低功耗Ka双频TR组件的内部反面布局示意图
图5为一种超小型化低功耗Ka双频TR组件的原理框图。
附图标记：
1、壳体；2、正面输入输出接口；3、反面输入输出接口；4、视频接口；5、正面组件天线对接接口；6、反面组件天线对接接口；7、正面收发组件；71、公共驱动放大器；72、微带功分器；73、射频单元；731、辐相控制链路；732、收发集成放大芯片；74、第一电源管理芯片；75、电平驱动芯片；76、第二电源管理芯片；8、反面收发组件；A、射频主板；B、直流控制板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1～4所示，一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，包括壳体1，设置在壳体1一侧的正面输入输出接口2、反面输入输出接口3、视频接口4，设置在壳体1另一侧的正面组件天线对接接口5、反面组件天线对接接口6，设置在壳体1内部正面的正面收发组件7和设置在壳体1内部反面的反面收发组件8，正面收发组件7一端与正面输入输出接口2电连接、另一端与正面组件天线对接接口5电连接，反面收发组件8一端与反面输入输出接口3电连接、另一端与反面组件天线对接接口6电连接，视频接口4用于为正面收发组件7和反面收发组件8分别提供独立的供电信号和控制信号；
正面收发组件7和反面收发组件8独立进行射频信号传输和放大，正面收发组件7和反面收发组件8均包括至少两个射频通道；
正面收发组件7和反面收发组件8均设置电平驱动芯片、电源管理芯片和无源收发集成幅相芯片，电平驱动芯片用于将输入的控制信号放大后输出至电源管理芯片；
正面收发组件7和反面收发组件8的元器件均相同，正面收发组件7和反面收发组件8均包括八个射频通道，正面组件天线对接接口5和反面组件天线对接接口6均为八个，正面组件天线对接接口5和反面组件天线对接接口6分两行等间距排布，视频接口4包括二十五个视频针，电源管理芯片为硅基集成电源管理芯片；
正面收发组件7用于进行Ka频率F1的射频传输和放大，反面收发组件8用于进行Ka频率F2的射频传输和放大；
正面收发组件7和反面收发组件8均通过微带线传输射频信号，正面收发组件7和反面收发组件8均设置微带功分器；
如图5所示，正面收发组件7包括与正面输入输出接口2电连接的公共驱动放大器71，与公共驱动放大器71的输出端电连接的微带功分器72，与微带功分器72连接的至少两个射频单元73，与公共驱动放大器71电连接的第一电源管理芯片74，与第一电源管理芯片74电连接的电平驱动芯片75和与辐相控制链路731、收发集成放大芯片732、电平驱动芯片75均电连接的第二电源管理芯片76；
正面射频单元73包括与微带功分器72依次电连接的辐相控制链路731和收发集成放大芯片732，收发集成放大芯片732与正面组件天线对接接口5电连接，辐相控制链路731用于进行射频信号的移相，收发集成放大芯片732用于进行射频信号的放大；
电平驱动芯片75用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第一电源管理芯片74，第一电源管理芯片74用于为正面公共驱动放大器71提供漏压供电；
第二电源管理芯片76的数量与射频单元73的数量相同，第二电源管理芯片76用于将串行数据转为并行输出至辐相控制链路731进行幅相控制和射频切换，第二电源管理芯片76用于为收发集成放大芯片732提供漏压供电，电平驱动芯片75用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第二电源管理芯片76；
微带功分器72为1:8微带功分器；
辐相控制链路731为无源收发幅相芯片；
第一电源管理芯片74设置内部含开关、开关驱动和收发不同时保护，第二电源管理芯片76设置内部含开关、开关驱动、收发不同时保护和串并转换，第二电源管理芯片76的数据信号DA以菊花链形式串联使用，第一电源管理芯片74和第二电源管理芯片76均为硅基集成电源管理芯片；
如图5所示，反面收发组件包括与反面输入输出接口3电连接的公共驱动放大器，与公共驱动放大器的输出端电连接的微带功分器，与反面微带功分器连接的至少两个射频单元，与公共驱动放大器电连接的第一电源管理芯片，与第一电源管理芯片电连接的电平驱动芯片和与辐相控制链路、收发集成放大芯片、电平驱动芯片均电连接的第二电源管理芯片；
射频单元包括与微带功分器依次电连接的辐相控制链路和收发集成放大芯片，收发集成放大芯片与反面组件天线对接接口6电连接，辐相控制链路用于进行射频信号的移相，收发集成放大芯片用于进行射频信号的放大；
电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第一电源管理芯片，第一电源管理芯片用于为反面公共驱动放大器提供漏压供电；
第二电源管理芯片的数量与射频单元的数量相同，第二电源管理芯片用于将串行数据转为并行输出至辐相控制链路进行幅相控制和射频切换，第二电源管理芯片用于为收发集成放大芯片提供漏压供电，电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至第二电源管理芯片；
微带功分器为1:8微带功分器；
辐相控制链路为收发幅相多功能芯片；
第一电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动和收发不同时保护，第二电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动、收发不同时保护和串并转换，第二电源管理芯片的数据信号DA以菊花链形式串联使用，第一电源管理芯片和第二电源管理芯片均为硅基集成电源管理芯片；
正面收发组件7、反面收发组件8均包括射频主板A和直流控制板B，射频主板A与直流控制板B使用金丝键合连接，射频主板A上的芯片厚度均薄于直流控制板B上的芯片厚度，正面射频主板A和直流控制板B均与盖板之间设置安全距离；
所述射频主板A的表层用于射频传输、内部用于控制及直流供电；
射频主板A为七层板、板厚1.1mm，直流控制板B为三层板，直流控制板B上部设置滤波电容和电平驱动芯片；
还包括用于切换为R支路或T支路的射频开关；
视频接口4为双排视频插座。
实施例2
如图1～4所示，一种超小型化低功耗Ka双频TR组件；
如图1所示，为一种超小型化Ka双频T/R组件基本结构外形图，1为它的结构本体，2为正面发射输入(接收输出)接口，3为反面发射输入(接收输出)接口，4为视频接口，5为正面1～8通道的天线对接接口，6为反面1～8通道的天线对接接口。
如图5所示，为一种超小型化Ka双频T/R组件原理框图，正、反两面原理相同，以正面为例阐述，电路主要包括两部分，一部分为射频信号放大、幅相控制链路，另一部分为直流控制电路。发射工作时，射频开关切换至T支路，信号经由驱动模块的T支路进入组件公共驱动级A17，再由1:8微带功分器分配至8个发射单元，经移相放大后送至天线单元。
接收工作同发射工作互易。微弱信号通过天线单元经由射频连接器进入收发集成放大芯片732，射频开关切换至R支路。信号经收发集成放大芯片中R支路的低噪声放大器放大输出至收发幅相多功能芯片731接收支路，按要求移相，通过微带功分网络72合成，再由公共驱动级A17的R支路放大，由Ka频段双频T/R组件的公共端输出至驱动模块。
每个射频单元73含一个收发幅相多功能731(A9～A16)和一个收发集成放大芯片732(A1～A8)。
直流控制电路主要含两款电源管理芯片和一款电平驱动放大芯片。首先将所有的控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN进入电平驱动放大芯片D10进行放大生成EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后，送入两款电源管理芯片的相应接口。
第一电源管理芯片74(D9)内部含开关、开关驱动、收发不同时保护等，由外部供电和T_T、T_R共同作用，主要为驱动级收发集成放大芯片A17的接收、发射支路提供漏压供电VDR、VDT。每个射频单元中含第二电源管理芯片76，单个组件中共含8颗电源管理芯片2(D1～D8),形成独立控制的射频单元，电源管理芯片2内部含开关、开关驱动、收发不同时保护、串并转换等功能，由外部供电和EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN共同作用，为各个射频单元的收发集成放大芯片(A1～A8)提供接收、发射支路的漏压供电(VDR1～VDR8、VDT1～VDT8)，其中数据信号DA以菊花链形式串联使用，正面以第八通道串入，第八通道的数据串行输出DA1接入第七通道的数据输入，依次类推，并将串行数据转为并行输送至各个射频单元的幅相多功能芯片(A9～A16)，以实现射频的幅相控制和射频切换(SW11～SW81、SW12～SW82)功能，公共级A17的射频切换(SW01、SW02)由数据初始输入电源管理芯片2的互补数据输出位(A0P、A0N)通过逻辑关系实现。
如图3～4所示，为一种超小型化Ka双频T/R组件的正反面布局示意图。受双面结构腔内高度方向尺寸限制，内部印制板分为两个区域，一个为射频主板A，一个为直流控制板B，两板间信号采用金丝键合的形式连接。其中射频主板主要放置厚度为0.3mm以内的芯片，该板为七层多层板，板厚为1.1mm，表层用于射频传输，内部用于合理分配八通道的控制及直流供电，功分网络用隔离电阻R1～R7采用厚度为0.1mm的芯片电阻，采用金丝键合形式连接。直流控制板则主要用于放置厚度大于0.3mm的滤波电容、电平驱动放大芯片等，该板为三层板，板厚0.3mm，采用分板方案使腔内所有元器件高度达到均衡，均与盖板间存在一定的安全距离。
视频插座的1～13针用于正面信号传输，14～25针用于反面信号传输，由于视频插座X10和射频公共端口XA9/XB9的位置不同，导致正面直流控制板A和反面直流控制板B布局不同，正面射频主板1和反面射频主板1也存在较小差异。
一种超小型化Ka双频T/R组件射频方面主要通过微带线传输，在射频传输布局上，综合考虑组件外部安装孔、八通道传输一致性、便于批产和避免金丝近壁等可制造性，使内部传输网络达到最优，以正面射频发射传输为例，射频信号通过XA9进入组件，经传输线W1后经A17驱动放大进入一分功分网络，第一通道经A9幅相多功能后经传输线W2后通过放大器A1经传输线W3后输出至XA1射频连接器，依次类推。W4～W17为其余7通道的射频传输线，反面同理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：包括壳体(1)，设置在所述壳体(1)一侧的正面输入输出接口(2)、反面输入输出接口(3)、视频接口(4)，设置在所述壳体(1)另一侧的正面组件天线对接接口(5)、反面组件天线对接接口(6)，设置在所述壳体(1)内部正面的正面收发组件(7)和设置在所述壳体(1)内部反面的反面收发组件(8)，所述正面收发组件(7)一端与所述正面输入输出接口(2)电连接、另一端与所述正面组件天线对接接口(5)电连接，所述反面收发组件(8)一端与所述反面输入输出接口(3)电连接、另一端与所述反面组件天线对接接口(6)电连接，所述视频接口(4)用于为所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)分别提供独立的供电信号和控制信号；
所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)独立进行射频信号传输和放大，所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)均包括至少两个射频通道；
所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)均设置电平驱动芯片、电源管理芯片和无源收发集成幅相芯片，所述电平驱动芯片用于将输入的所述控制信号放大后输出至所述电源管理芯片。
2.根据权利要求1所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)的元器件均相同，所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)均包括八个所述射频通道，所述正面组件天线对接接口(5)和所述反面组件天线对接接口(6)均为八个，所述正面组件天线对接接口(5)和所述反面组件天线对接接口(6)分两行等间距排布，所述视频接口(4)包括二十五个视频针，所述电源管理芯片为硅基集成电源管理芯片；
所述正面收发组件(7)用于进行Ka频率F1的射频传输和放大，所述反面收发组件(8)用于进行Ka频率F2的射频传输和放大。
3.根据权利要求1所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)均通过微带线传输射频信号，所述正面收发组件(7)和所述反面收发组件(8)均设置微带功分器。
4.根据权利要求1所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述正面收发组件(7)包括与所述正面输入输出接口(2)电连接的公共驱动放大器(71)、与所述公共驱动放大器(71)的输出端电连接的微带功分器(72)、与所述微带功分器(72)连接的至少两个射频单元(73)、与所述公共驱动放大器(71)电连接的第一电源管理芯片(74)和与所述第一电源管理芯片(74)电连接的电平驱动芯片(75)；
所述正面射频单元(73)包括与所述微带功分器(72)依次电连接的辐相控制链路(731)和收发集成放大芯片(732)，所述收发集成放大芯片(732)与所述正面组件天线对接接口(5)电连接，所述辐相控制链路(731)用于进行射频信号的移相，所述收发集成放大芯片(732)用于进行射频信号的放大；
所述电平驱动芯片(75)用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至所述第一电源管理芯片(74)，所述第一电源管理芯片(74)用于为所述正面公共驱动放大器(71)提供漏压供电。
5.根据权利要求4所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述正面收发组件(7)还包括与所述辐相控制链路(731)、所述收发集成放大芯片(732)、所述电平驱动芯片(75)均电连接的第二电源管理芯片(76)，所述第二电源管理芯片(76)的数量与所述射频单元(73)的数量相同，所述第二电源管理芯片(76)用于将串行数据转为并行输出至所述辐相控制链路(731)进行幅相控制和射频切换，所述第二电源管理芯片(76)用于为所述收发集成放大芯片(732)提供漏压供电，所述电平驱动芯片(75)用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至所述第二电源管理芯片(76)；
所述微带功分器(72)为1:8微带功分器；
所述辐相控制链路(731)为无源收发幅相芯片；
所述第一电源管理芯片(74)设置内部含开关、开关驱动和收发不同时保护，所述第二电源管理芯片(76)设置内部含开关、开关驱动、收发不同时保护和串并转换，所述第二电源管理芯片(76)的数据信号DA以菊花链形式串联使用，所述第一电源管理芯片(74)和所述第二电源管理芯片(76)均为硅基集成电源管理芯片。
6.根据权利要求1所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述反面收发组件包括与所述反面输入输出接口(3)电连接的公共驱动放大器、与所述公共驱动放大器的输出端电连接的微带功分器、与反面微带功分器连接的至少两个射频单元、与所述公共驱动放大器电连接的第一电源管理芯片和与所述第一电源管理芯片电连接的电平驱动芯片；
所述射频单元包括与所述微带功分器依次电连接的辐相控制链路和收发集成放大芯片，所述收发集成放大芯片与所述反面组件天线对接接口(6)电连接，所述辐相控制链路用于进行射频信号的移相，所述收发集成放大芯片用于进行射频信号的放大；
所述电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至所述第一电源管理芯片，所述第一电源管理芯片用于为所述反面公共驱动放大器提供漏压供电。
7.根据权利要求6所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述反面收发组件还包括与所述辐相控制链路、所述收发集成放大芯片、所述电平驱动芯片均电连接的第二电源管理芯片，所述第二电源管理芯片的数量与所述射频单元的数量相同，所述第二电源管理芯片用于将串行数据转为并行输出至所述辐相控制链路进行幅相控制和射频切换，所述第二电源管理芯片用于为所述收发集成放大芯片提供漏压供电，所述电平驱动芯片用于将控制信号ENIN、DAIN、T_TIN、T_RIN、CLKIN、SYNIN分别放大生成控制信号EN、DA、T_T、T_R、CLK、SYN后输出至所述第二电源管理芯片；
所述微带功分器为1:8微带功分器；
所述辐相控制链路为收发幅相多功能芯片；
所述第一电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动和收发不同时保护，所述第二电源管理芯片设置内部含开关、开关驱动、收发不同时保护和串并转换，所述第二电源管理芯片的数据信号DA以菊花链形式串联使用，所述第一电源管理芯片和所述第二电源管理芯片均为硅基集成电源管理芯片。
8.根据权利要求1所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述正面收发组件(7)、所述反面收发组件(8)均包括射频主板(A)和直流控制板(B)，所述射频主板(A)与所述直流控制板(B)使用金丝键合连接，所述射频主板(A)上的芯片厚度均薄于所述直流控制板(B)上的芯片厚度，所述正面射频主板(A)和所述直流控制板(B)均与盖板之间设置安全距离。
9.根据权利要求8所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：所述射频主板(A)的表层用于射频传输、内部用于控制及直流供电；
所述射频主板(A)为七层板、板厚1.1mm，所述直流控制板(B)为三层板，所述直流控制板(B)上部设置滤波电容和电平驱动芯片。
10.根据权利要求1所述的一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件，其特征在于：还包括用于切换为R支路或T支路的射频开关；
所述视频接口(4)为双排视频插座。
CN202210862907.3A 2022-07-21 2022-07-21 一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件 Pending CN115275610A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210862907.3A CN115275610A (zh) 2022-07-21 2022-07-21 一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210862907.3A CN115275610A (zh) 2022-07-21 2022-07-21 一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115275610A true CN115275610A (zh) 2022-11-01

Family

ID=83768308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210862907.3A Pending CN115275610A (zh) 2022-07-21 2022-07-21 一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115275610A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118138077A (zh) * 2024-05-08 2024-06-04 成都天成电科科技有限公司 一种w波段小型化高集成大功率tr组件

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118138077A (zh) * 2024-05-08 2024-06-04 成都天成电科科技有限公司 一种w波段小型化高集成大功率tr组件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110320500B (zh) 一种高集成度、低成本有源相控阵雷达射频前端
CN110739537B (zh) 高密度高集成度毫米波瓦式相控天线t/r组件
CN109239672B (zh) 一种四通道微波t/r组件
CN106953658B (zh) 高集成度有源相控阵收发组件
CN108449107B (zh) 一种多波束瓦片式tr组件
CN206516752U (zh) 毫米波64阵元瓦片式相控阵天线
CN112054314B (zh) 一种阵列天线系统
CN111293436A (zh) 一种收发频分全双工共口径相控阵天线
CN106654541A (zh) 毫米波64阵元瓦片式相控阵天线
US11283416B2 (en) Loadline switchable push/pull power amplifier
CN109194360A (zh) 一种16通道数字多波束收发前端组件
CN112864635B (zh) 一种阵列天线以及设备
CN113093118B (zh) 一种6-18GHz频段连续波综合射频数字发射接收系统
CN115275610A (zh) 一种超小型化低功耗Ka双频T/R组件
CN219696701U (zh) 一种低剖面有源相控阵天线结构
CN106230465A (zh) 毫米波多通道收发电路模块与功分网络高密度集成电路
CN114300867A (zh) 一种Ka频段相控阵天线
CN209981461U (zh) 一种通信导航一体化集成天线
CN211295381U (zh) 一种收发频分全双工共口径相控阵天线
CN116545466B (zh) 一种大功率瓦片式tr组件
CN115225114B (zh) 一种弹载跳频通信体制全向电扫描射频组件
CN117176186A (zh) 一种多波束且波束数量灵活可变的毫米波相控阵天线
CN114070349B (zh) 双频复合大功率砖式t/r组件
CN218412878U (zh) 一种可实现低噪声增益放大的收发开关系统
CN215268268U (zh) 一种开关驱动外置的射频开关

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