CN117674879A - 一种砖式tr模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种砖式TR模块，包括：壳体、上盖板，上盖板与壳体之间密封形成腔体，在腔体内依次设置有射频/控制复合层、第一控制层、射频层；在壳体的底面设置有第二控制层；上盖板和复合层之间、复合层和第一控制层之间留有空隙；沿着壳体内侧底面延伸突出有多个垂直于其底面的支撑凸台，多个该支撑凸台穿过第一控制层后，支撑射频/控制复合层；与射频/控制复合层、第一控制层、第二控制层均电性连接的低频连接器通过外部对插连接器进行互连。本发明提供的砖式TR模块集成度更高、功率容量更大、可实现功能更多。

Description

一种砖式TR模块

技术领域

本发明涉及无线通信设备技术领域，尤其涉及一种砖式TR模块。

背景技术

相控阵雷达/通信系统中，决定整个系统性能的核心部件是相控阵天线,而有源相控阵天线的核心关重件即为收发模块（TR模块），其占据了整个系统很大一部分比重的重量，以及绝大部分比重的功耗和成本。TR模块的总体架构大致分为砖式和瓦片式两种方式。砖式TR模块设计简单、热容量大、工程化能力强、成熟度高，但普遍厚重、小型化能力较差，限制了天线的微系统化。而瓦片式TR模块体积小、重量轻，通常可采用三维层叠结构，功能集成度高，同时也更有利于天线的多功能集成或微系统化，但正因为这些优点，其热容量较小，不利于大功率的应用场景。

在大功率和多极化\多频率等多功能高功率密度复合的应用场景中，瓦片式结构往往无法满足应用需求，砖式结构还是首选。然而，而目前现有的砖式结构多采用射频单层布局的结构，布局简单、方便，但多功能集成能力差；或模块正反面布局的方式，占用一定的电源及控制电路空间，且功率芯片背面由于要留给散热所以不能被占用，多功能高功率集成能力受限。

现有设计中，存在大功率瓦片式有源相控阵天线设计，如CN110797624A公开的《一种大功率瓦片式相控阵天线》，其采用Flip-chip的方式将芯片倒装焊在印制板上，该方式利于大功率散热，但未解决芯片易污染问题，可生产性不强，且无法解决高气密问题。如CN112147583B公开的《一种高集成度砖式TR组件》，其采用模块正反面布局的方式集成了24个通道，该方式集成度高，但模块正反面布局间的腔体厚度较薄，散热能力不足，无法应用到超大功率应用场景中。随着应用场景不断的向着超大功率、多极化\多频率等多功能高密度复合的方向演变，传统的瓦片式结构已无法满足应用需求，而传统的砖式结构由于功率芯片往往尺寸大、通道间距小，已无法再通过传统的方式实现多功能高集成的小型化、低成本、周期短等要求。因此，当应用场景不断的向着超大功率、多极化\多频率等多功能高密度复合的方向演化时，现有瓦片式结构无法满足功率容量要求，现有砖式结构也无法满足多功能高集成的小型化、低成本、周期短等需求。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种砖式TR模块，以解决现有砖式和瓦片式TR模块无法同时满足大功率场景下的多功能、小型化、低成本、周期短等需求的问题。

一种砖式TR模块，包括：上盖板，壳体；所述上盖板密封在所述壳体的顶部；在所述上盖板与壳体之间密封形成一个腔体，在该腔体内依次设置有射频/控制复合层、第一控制层、射频层；在所述壳体的底面设置有第二控制层；所述上盖板和射频/控制复合层之间、以及所述复合层和第一控制层之间留有空隙；

沿着所述壳体内侧底面垂直延伸有多个支撑凸台，多个所述支撑凸台穿过所述第一控制层上的避让孔后，支撑所述射频/控制复合层；

所述射频/控制复合层、射频层用于对收发的射频信号的功率进行放大和调幅调相；

所述第一控制层用于为所述射频层提供电源转换、收发控制以及通断信号；

所述第二控制层用于给所述第一控制层、射频层中的功率芯片提供电源信号；

所述射频/控制复合层、第一控制层、第二控制层均电性连接有低频连接器；所有的所述低频连接器通过外部对插连接器进行互连；

第二控制层上的电路产生的控制信号和电源信号依次经由所述低频连接器传输给第一控制层和射频/控制复合层上的电压转换电路、电源调制电路及收发控制电路。

如上所述的砖式TR模块，所述上盖板的底部边缘设置有盖板凸台，所述盖板凸台密封在所述壳体的侧壁顶面上；在所述上盖板的底面开设有盖板凹槽，在所述盖板凹槽的内壁上设置有第一吸波材料。

如上所述的砖式TR模块，所述射频/控制复合层包括：第一PCB板材和高频微波基材；在所述第一PCB板材设置有开槽，在所述开槽内设置有第一射频芯片和第一微波基板；

在所述第一PCB板材的上面一一布设有第一控制器件，所述第一控制器件与所述第一射频芯片电性连接；所述第一控制器件之间通过PCB布线进行互连以组合成电源调制电路、电压转换电路和收发控制电路；

所述第一微波基板电性连接有射频连接器，通过所述射频连接器实现射频/控制复合层上射频信号的输入/输出；所述射频连接器设置在壳体的壳体侧壁的开孔内。

如上所述的砖式TR模块，所述射频/控制复合层还连接有两个该低频连接器，两个该低频连接器设置在壳体侧壁内；所述低频连接器用于给所述射频/控制复合层上的电源调制电路、电压转换电路和收发控制电路提供电源控制信号；

所述低频连接器通过L型垂直过渡结构与射频/控制复合层上的第一外供焊盘电性连接。

如上所述的砖式TR模块，所述第一控制层包括：第二PCB板材、第二控制器件；所述第二控制器件粘贴在所述第二PCB板材上；所述第二控制器件之间通过电气走线互连以组合成电压转换电路、电源调制电路、收发控制电路；所述电压转换电路、电源调制电路、收发控制电路输出的信号通过第二金丝输出至所述射频层；

在所述第一控制层的侧边电性连接有两个低频连接器，两个该低频连接器与所述电压转换电路、电源调制电路、收发控制电路连接，用于为其提供电源控制信号；

与所述第一控制层连接的两个该低频连接器设置在所述壳体的壳体侧壁内，并且与所述第一控制层处于同一水平层面。

如上所述的砖式TR模块，所述射频层包括:第二微波基板、第二射频芯片；

所述第二射频芯片设置在第二微波基板上；在所述壳体的底面上设置有与所述第二微波基板和射频芯片位置、大小相适应的壳体内侧开槽，所述第二微波基板和射频芯片分布在所述壳体内侧开槽内；

在所述第二PCB板材上设置有PCB开槽，所述第二射频芯片设置于所述PCB开槽的正下方，且固定于所述壳体底面内壁上；在所述PCB开槽正上方，设置有第三吸波材料。

如上所述的砖式TR模块，所述第一微波基板通过第一金丝连接有L型垂直过渡结构，所述L型垂直过渡结构通过第二金丝与所述第二微波基板电性连接，所述第二微波基板通过所述第二金丝与所述射频连接器的金属针电性连接；

所述第二微波基板、L型垂直过渡结构的底面均粘接在壳体的内壁上，并且与所述射频层位于同一水平层面。

如上所述的砖式TR模块，在所述射频/控制复合层射频链路的末级还连接有功率芯片，所述功率芯片通过第二金丝与所述L型垂直过渡结构电性连接；所述功率芯片粘接在壳体的内壁上，且与射频层位于同一水平层面；

在所述功率芯片的底面设置有与其面积相适应的散热层，所述散热层粘接在壳体的内壁上，所述散热层与散热介质互连。

如上所述的砖式TR模块，所述第二控制层包括：第三PCB板材、第三控制器件、低频连接器、玻璃绝缘子；

所述第三控制器件设置于所述第三PCB板材上，所述第三控制器件之间通过低频布线互连组合成电源转换电路和控制电路；

连接所述第二控制层的两个该低频连接器用于将第二控制层上的电源控制信号输出；

在所述壳体的外侧底面开设有向内凹陷的壳体外侧开槽，所述第二控制层设置在所述壳体外侧开槽内；在所述壳体外侧开槽的底面上开设有与所述玻璃绝缘子位置、大小相适应的壳体开孔，所述玻璃绝缘子放置于该壳体开孔中；所述第二控制层通过玻璃绝缘子与所述射频层上的第二微波基板电性连接。

本发明提供的砖式TR模块，具有如下有益效果：

1、相较于现有砖式TR模块的结构设计，本发明的架构集成度更高、功率容量更大、可实现功能更多。具体来说，本发明的砖式TR模块采用射频和控制层的三维层叠结构，可将更多频率的射频信号或更多极化种类的射频信号集成在同一个模块中；同时不增加模块厚度（同为双层射频布局的情况下，正反面布局即模块腔体正背面开槽分别放置射频层，正背面射频层上方各放置一控制层。模块腔体开槽放置射频层比印制板设置射频层更占用纵向空间（厚度），本发明其中一层是将射频层和控制层结合在一张复合板上，因此可以在背面多设置一第二控制层印制板，因为不改变原有射频通道间距，因此不影响天线系统性能，还能有效提高空间利用率，从而使得本发明提供的模块架构集成度更高、功率容量更大、功能实现更多。

2、本发明的砖式TR模块采用射频和控制层的三维层叠结构，为射频层留下更多的布局空间，可放置更大功率的射频芯片，避免固定通道间距时射频芯片无法布局的尴尬局面。

3、本发明的砖式TR模块散热结构简单，且热容量较大，利于系统散热设计及实施。

4、本发明通过采用L型垂直过渡结构作为射频信号的垂直过渡结构，应用于不同层射频信号的互连，解决了因高度差带来的射频高损耗问题（L型垂直过渡结构包括多层陶瓷介质、共面线、类同轴结构和金属过孔，采用高温共烧多层陶瓷工艺制成。共面线设置于多层陶瓷介质上，共面线结构损耗低，多层陶瓷介质的顶层和所述台阶部分布设有上下贯穿的类同轴结构，可实现射频信号低损耗垂直过渡传输）。

5、现有的射频信号传输高台阶转换措施主要有分多级台阶过渡的方式实现，当台阶高度较高时，受级数和长度的限制，射频信号的过渡损耗相对较大，本发明中采用的高温共烧陶瓷垂直过渡结构，尺寸小，损耗更低。

6、本发明的砖式TR模块结构简单，布局紧凑，工程化能力强，且主要采用的是低成本部件，具有良好的量产后能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明砖式TR模块的层级结构图；

图2为本发明砖式TR模块的三维结构爆炸图；

图3是本发明砖式TR模块的上盖板结构示意图；

图4是本发明砖式TR模块的射频/控制复合层剖面结构图；

图5是本发明砖式TR模块的射频/控制复合层结构图；

图6是本发明砖式TR模块的第一控制层结构示意图一；

图7是本发明砖式TR模块的第一控制层结构示意图二；

图8是本发明砖式TR模块的第一控制层结构示意图三；

图9是本发明砖式TR模块的射频层及壳体层结构示意图一；

图10是本发明砖式TR模块的射频层及壳体层结构示意图二；

图11是本发明砖式TR模块的射频层及壳体层结构示意图三；

图12是本发明砖式TR模块的第二控制层结构示意图一；

图13是本发明砖式TR模块的第二控制层结构示意图二；

图14是本发明中垂直过渡结构示意图；

图15是本发明砖式TR模块中连接器的局部结构俯视图。

附图标记：

1-上盖板，2-壳体，3-射频/控制复合层，4-第一控制层，5-射频层，6-第二控制层，11-盖板凸台，12-盖板凹槽，13-第一吸波材料，21-壳体侧壁，22-射频连接器， 23-低频连接器， 24-支撑凸台，25-壳体内侧开槽，26-壳体外侧开槽，27-壳体开孔，31-第一PCB板材，32-高频微波基材，33-开槽，34-第一射频芯片，35-第一微波基板，36-第二吸波材料，37-第一控制器件，38-第一金丝，39-第一台阶焊盘，310-第一外供焊盘，41-第二PCB板材，42-第二控制器件，43-PCB开槽，44-第三吸波材料，45-第二台阶焊盘，46-第二外供焊盘，47-电气走线，51-第二微波基板，52-第二射频芯片，521-功率芯片，522-第三射频芯片，53-L型垂直过渡结构，531-第三台阶焊盘，54-散热层，55-第二金丝，61-第三PCB板材，62-第三控制器件，63-第三外供焊盘，64-玻璃绝缘子，65-外部对插连接器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过层射频叠层布局，其中一层设置在印制板上，节省模块体积，保证底面腔体厚度足够，两层布局的功率芯片均设置在腔体上，在功率芯片下方设置散热面，解决快速散热问题。

本发明印制板上装配射频链路处作开槽处理，裸芯片正装焊在PCB板材开槽中，并在槽口上方（PCB板表面）粘贴吸波材料，保护芯片不易污染，且印制板放置于模块腔体内部，可通过激光缝焊保证高气密性。

本发明提供一种架构集成度更高、功率容量更大、可实现功能更多的砖式TR模块。

实施例一：参见图1、图2，本发明提供的砖式TR模块包括：上盖板1，壳体2，所述上盖板1密封在所述壳体2的顶部；所述上盖板1与壳体2之间密封形成一个腔体，在该腔体内依次设置有射频/控制复合层3、第一控制层4、射频层5；在所述壳体2的底面设置有第二控制层6；所述上盖板1和射频/控制复合层3之间留有空隙；所述射频/控制复合层3和第一控制层4之间留有空隙；

沿着所述壳体2内侧底面延伸突出有多个垂直于其底面的支撑凸台24，多个所述支撑凸台24穿过所述第一控制层4上的避让开孔后，支撑所述射频/控制复合层3，并使其处于水平位置。

所述射频/控制复合层3位于上盖板1的正下方，位于TR模块从上至下的第二层，上盖板1和射频/控制复合层3之间留有空隙，防止干涉；第一控制层4位于射频/控制复合层3的正下方，位于TR模块从上至下的第三层，射频/控制复合层3和第一控制层4之间留有空隙，防止干涉；射频层5设置在第一控制层4正下方，射频层5位于TR模块从上至下的第四层；在壳体2的底部设置有壳体外侧开槽26，所述第二控制层6位于该壳体外侧开槽中。

如图3所示，所述上盖板1的底部边缘设置有盖板凸台11，所述盖板凸台11与所述壳体2的侧壁通过激光缝焊密封连接；在所述上盖板1的底面开设有盖板凹槽12，起避让防短路作用；在所述盖板凹槽12的凹槽内壁上设置有第一吸波材料13，起防止射频自激及使射频增益更平坦的作用。

如图4所示，所述射频/控制复合层3由第一PCB板材31和高频微波基材32复合而成。在所述射频/控制复合层3上设置有开槽33，所述开槽33的两侧壁为台阶状；在所述开槽33内设置有第一射频芯片34和第一微波基板35；所述第一射频芯片34和第一微波基板35与所述第一PCB板材31通过后粘接工序组合在一起；在所述开槽33的顶面贴有第二吸波材料36，所述第二吸波材料36与所述射频/控制复合层3直接粘接在一起，其将所述第一射频芯片34和第一微波基板35封闭在所述开槽33内。

如图5所示，在所述第一PCB板材31的表面空白处一一布设有第一控制器件37，所述第一控制器件37与所述第一射频芯片34电性连接。所述第一控制器件37之间通过PCB布线进行互连以组合成各种电路，通过组合而成的各种电路产生的信号用于给第一射频芯片34提供电源信号、收发控制信号以及通断等信号。具体来说，所述第一控制器件37之间通过PCB布线进行互连以组合成各种电路（电源调制电路、电压转换电路和收发控制电路）。在所述开槽33的台阶状侧壁上设置有第一台阶焊盘39，所述第一控制器件37与所述第一射频芯片34之间通过所述第一台阶焊盘39与第一金丝38实现互连，以此实现通过第一控制器件37给所述第一射频芯片34提供电源信号、收发控制信号以及通断等信号。

所述射频/控制复合层3靠近第一控制层4的一面，可粘贴吸波材料，起防止射频自激及使射频增益更平坦的作用。

如图1、图4所示，在所述射频/控制复合层3上的射频链路左右端面连接有射频连接器22，如图14所示，所述射频连接器22与所述第一微波基板35电性连接，通过所述射频连接器22实现射频/控制复合层3上射频信号的输入/输出。如图9、图11所示，所述壳体2包括壳体侧壁21，在所述壳体侧壁21上设置有与所述射频连接器22位置与大小相适应的开孔，所述射频连接器22置于该开孔内。

具体来说，如图14所示，所述射频/控制复合层3上的第一微波基板35与L型垂直过渡结构53通过第一金丝38连接，L型垂直过渡结构53与第二微波基板51通过第二金丝55电性连接，第二微波基板51与所述射频连接器22的金属针之间通过所述第二金丝55电性连接。所述L型垂直过渡结构53可由多层微波板或多层共烧陶瓷构成。

所述L型垂直过渡结构53的水平结构上设置有第三台阶焊盘531，所述第二微波基板51通过第二金丝55连接在所述第三台阶焊盘531上，射频连接器22通过所述第二微波基板51、L型垂直过渡结构53实现与射频/控制复合层3上的第一微波基板35的电性连接。如图1、图11所示，所述第二微波基板51、L型垂直过渡结构53的底面均粘接在壳体2的内壁上，并且与所述射频层5位于同一水平层面。

进一步地，如图4所示，在所述射频/控制复合层3上射频链路的末级还连接有功率芯片521，所述功率芯片521设置在所述L型垂直过渡结构53与第二微波基板51之间，三者通过第二金丝55实现互连。所述功率芯片521也粘接在壳体2的内壁上，且与射频层5位于同一水平层面。并且，如图11所示，在所述功率芯片521的底面设置有与其底面面积相适应的散热层54，所述散热层54粘接在壳体2的内壁上。所述散热层54与散热介质互连，可通过导热硅脂等材料保持紧密接触，实现通过所述散热层54快速散热。

参见附图2所示，所述射频/控制复合层3还连接有两个低频连接器23，两个该低频连接器23也设置在壳体侧壁21的开孔内，并且与射频层5处于同一水平层面，通过该低频连接器23给所述射频/控制复合层3上的电压转换电路、收发控制电路、电源调制电路等提供电源控制信号。

如图1、图2所示，所述低频连接器23与射频/控制复合层3之间，通过低频连接器23上的金属针、以及L型垂直过渡结构53、射频/控制复合层3上设置的第一外供焊盘310电性连接。

如图2所示，所述第一控制层4连接有两个所述低频连接器23，两个该低频连接器23分别设置在壳体侧壁21的开孔内，两个该低频连接器23与第一控制层4处于同一水平层面。具体来说，如图8所示，所述低频连接器23的金属针通过第二金丝55与第一控制层4上的第二外供焊盘46互连，用于给第一控制层4上的电压转换电路、收发控制电路、电源调制电路等提供电源控制信号。

如图7、图8所示，所述第一控制层4包含第二PCB板材41和第二控制器件42。所述第二控制器件42设置在所述第二PCB板材41的空白处，在所述第二PCB板材41上设置有PCB开槽43，PCB开槽43的侧壁面为台阶状，在该台阶状的侧壁面上设置有第二台阶焊盘45。如图7所示，所述第二控制器件42通过焊接或粘接设置于所述第二PCB板材41上，所述第二控制器件42之间通过电气走线47互连组合成电压转换电路、电源调制电路和收发控制电路；所述电压转换电路、电源调制电路和收发控制电路输出的信号传输至PCB开槽43处的第二台阶焊盘45，最终通过第二台阶焊盘45输出至射频层5的第二射频芯片52上。所述第二射频芯片52设置于所述PCB开槽43的正下方，且固定于所述壳体2底面内壁上。 在所述第一控制层4的侧边电性连接有两个所述低频连接器23，两个该低频连接器23与所述互连组合成电压转换电路、电源调制电路和收发控制电路连接，用于为其提供电源控制信号。并且在所述第一控制层4与射频/控制复合层3之间留足够空间，粘贴吸波材料以避免干涉。

如图9、图10所示，所述射频层5包含:第二微波基板51和第二射频芯片52，所述第二射频芯片52电性连接在第二微波基板51上；在所述壳体2的底面上设置有与所述第二微波基板51和第二射频芯片52位置、大小相适应的壳体内侧开槽25，所述第二微波基板51和第二射频芯片52分布在所述壳体内侧开槽25内。如图11所示，所述射频层5设置在所述壳体2的底面上。所述第二射频芯片52包括：馈入末级功率芯片521和第三射频芯片522。当射频层5工作在发射状态时，外部发射激励信号通过射频连接器22馈入，通过第二微波基板51将信号传送给第三射频芯片522，经其放大并调幅调相后，馈入末级功率芯片521，最终经过射频连接器22将信号输出。

如图7所示，在所述壳体2的底面上设置有凹槽，所述第二射频芯片52设置在该凹槽内，且所述PCB开槽43设置在该凹槽的正上方。所述第二台阶焊盘45与第二射频芯片52之间通过第二金丝55电性连接，以此将特定电路输出的电源信号、收发控制以及通断等信号提供给第二射频芯片52，使得第二射频芯片52能够正常工作。

如图6所示，在所述PCB开槽43正上方，可设置第三吸波材料44，起防止射频自激及使射频增益更平坦作用，受布板集成度限制，第三吸波材料44边缘可直接粘连在所述第二控制器件42上（第二控制器件42为封装器件）。

如图12所示，所述第二控制层6包括：第三PCB板材61、第三控制器件62、低频连接器23、玻璃绝缘子64。所述第三控制器件62通过焊接或粘接设置于所述第三PCB板材61上，第三控制器件62之间通过低频布线互连组合成电源转换电路和控制电路。连接所述第二控制层6的两个所述低频连接器23分别设置在壳体2的前侧内壁开孔内，两个该低频连接器23与第二控制层6均处于同一水平层面。两个该低频连接器23通过金丝与第二控制层6上的第三外供焊盘63互连，实现将第二控制层6上的电源控制信号通过低频连接器23输出。

如图1和图13所示，在所述壳体2的外侧底面开设有壳体外侧开槽26，所述第二控制层6设置在所述壳体外侧开槽26内。

如图13与图11，在所述壳体外侧开槽26的底面上开设有与所述玻璃绝缘子64位置、大小相适应的壳体开孔27，所述玻璃绝缘子64放置于该壳体开孔27中。所述第二控制层6通过玻璃绝缘子64与所述射频层5上的第二微波基板51电性连接，该第二微波基板51与所述功率芯片521通过金丝键合互连，以此给功率芯片521提供所需的工作电压。

如图15所示，与第二控制层6电性连接的低频连接器23、与第一控制层4电性连接的低频连接器23、与射频/控制复合层3电性连接的低频连接器23通过外部对插连接器65进行互连，第二控制层6上电路产生的控制信号和电源信号依次经由低频连接器23传输给第一控制层4和射频/控制复合层3上的电压转换电路、电源调制电路及收发控制电路。

本发明提供的砖式TR模块的工作原理如下：TR模块内的射频芯片实现对收发射频信号的功率放大和调幅调相功能；射频层中放置有功率芯片521，功率芯片521会产生大量的热耗，因此在功率芯片521正下方设置散热层，以实现快速散热。芯片间通过微带线互联，各通道之间通过物理分离、屏蔽地孔、吸波材料进行有效隔离，减小通道间的互耦影响；结合电源调制电路和收发控制电路，可实现相控阵天线的收发波束赋形。

当TR模块射频层、射频/控制复合层中的射频信号单独工作时，两者均可作为TR小模块实现发射/接收两种工作模式切换，或者设置为单接收/单发射工作模式，两个模块可选择多种射频芯片组合设置为不同极化、不同工作频段、不同天线通道间距以及不同通道数量等多种形式。其工作过程如下所述：

射频层：工作在发射状态时，外部发射激励信号通过射频连接器22馈入，通过第二微波基板51将信号传送给第三射频芯片522，经其放大并调幅调相后，馈入末级功率芯片521，最终经过射频连接器22将信号输出。反之，工作在接收状态时，经接收到的射频信号通过射频连接器22馈入射频层5，由第二射频芯片52放大并调幅调相后，经射频连接器22输出。TR模块中的第二控制层6给第一控制层4、射频层5中的功率芯片521提供电源信号，第一控制层4为射频层5提供电源转换、收发控制以及通断等信号。经过第一控制层4和第二控制层6上的收发控制电路、电源调制电路、负压保护电路、电压转换电路等，为射频层5中的第三射频芯片522供电。

射频/控制复合层：工作在发射状态时，外部发射激励信号通过射频连接器22馈入，信号经L型垂直过渡结构53传输给上层的射频/控制复合层3，通过第一微波基板35将射频信号传输给第一射频芯片34，经其放大并调幅调相后，经L型垂直过渡结构53馈入功率芯片521，最后信号经射频连接器22输出。反之，工作在接收状态时，接收到的射频信号经射频连接器22、L型垂直过渡结构53、第一微波基板35馈入，经第一射频芯片34放大并调幅调相后，再经由L型垂直过渡结构53传输给射频连接器22输出。TR模块中的第二控制层6给射频/控制复合层3提供电源信号，射频/控制复合层3上的第一控制器件37组合成的收发控制电路、电源调制电路、电压转换电路等，为射频/控制复合层3中的第一射频芯片34供电。

本发明提供的砖式TR模块结构，基于不同功能层的多层层叠结构，实现了高功率容量高集成小型化要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种砖式TR模块，其特征在于，包括：上盖板（1），壳体（2）；所述上盖板（1）密封在所述壳体（2）的顶部；在所述上盖板（1）与壳体（2）之间密封形成一个腔体，在该腔体内依次设置有射频/控制复合层（3）、第一控制层（4）、射频层（5）；在所述壳体（2）的底面设置有第二控制层（6）；所述上盖板（1）和射频/控制复合层（3）之间、以及所述射频/控制复合层（3）和第一控制层（4）之间留有空隙；

沿着所述壳体（2）内侧底面垂直延伸有多个支撑凸台（24），多个所述支撑凸台（24）穿过所述第一控制层（4）上的避让孔后，支撑所述射频/控制复合层（3）；

所述射频/控制复合层（3）、射频层（5）用于对收发的射频信号的功率进行放大和调幅调相；

所述第一控制层（4）用于为所述射频层（5）上的芯片提供电源转换信号、收发控制信号以及通断信号；

所述第二控制层（6）用于给所述第一控制层（4）、射频层（5）中的功率芯片提供电源信号；

所述射频/控制复合层（3）、第一控制层（4）、第二控制层（6）均电性连接有低频连接器（23）；所有的所述低频连接器（23）通过外部对插连接器（65）进行互连；

第二控制层（6）上的电路产生的控制信号和电源信号依次经由所述低频连接器（23）传输给第一控制层（4）和射频/控制复合层（3）上的电压转换电路、电源调制电路及收发控制电路。

2.根据权利要求1所述的砖式TR模块，其特征在于，所述上盖板（1）的底部边缘设置有盖板凸台（11），所述盖板凸台（11）密封在所述壳体（2）的侧壁顶面上；在所述上盖板（1）的底面开设有盖板凹槽（12），在所述盖板凹槽（12）的内壁上设置有第一吸波材料（13）。

3.根据权利要求1所述的砖式TR模块，其特征在于，所述射频/控制复合层（3）包括：第一PCB板材（31）和高频微波基材（32）；在所述第一PCB板材（31）上设置有开槽（33），在所述开槽（33）内设置有第一射频芯片（34）和第一微波基板（35）；

在所述第一PCB板材（31）的上面一一布设有第一控制器件（37），所述第一控制器件（37）与所述第一射频芯片（34）电性连接；所述第一控制器件（37）之间通过PCB布线进行互连以组合成电源调制电路、电压转换电路、收发控制电路；

所述第一微波基板（35）电性连接有射频连接器（22），通过所述射频连接器（22）实现射频/控制复合层（3）上射频信号的输入/输出；所述射频连接器（22）设置在壳体（2）的壳体侧壁（21）的开孔内。

4.根据权利要求3所述的砖式TR模块，其特征在于，所述射频/控制复合层（3）还连接有两个低频连接器（23），两个该低频连接器（23）设置在所述壳体侧壁（21）内；所述低频连接器（23）用于给所述射频/控制复合层（3）上的电源调制电路、电压转换电路和收发控制电路提供电源控制信号；

所述低频连接器（23）通过L型垂直过渡结构（53）与射频/控制复合层（3）电性连接。

5.根据权利要求3所述的砖式TR模块，其特征在于，所述第一控制层（4）包括：第二PCB板材（41）、第二控制器件（42）；所述第二控制器件（42）粘贴在所述第二PCB板材（41）上；所述第二控制器件（42）之间通过电气走线（47）互连以组合成电压转换电路、电源调制电路、收发控制电路；所述电压转换电路、电源调制电路、收发控制电路输出的信号通过第二金丝（55）输出至所述射频层（5）；

在所述第一控制层（4）的侧边电性连接有两个低频连接器（23），两个该低频连接器（23）分别与所述电压转换电路、电源调制电路、收发控制电路连接，用于为其提供电源控制信号；

与所述第一控制层（4）连接的两个所述低频连接器（23）设置在所述壳体侧壁（21）内，并且与所述第一控制层（4）处于同一水平层面。

6.根据权利要求5所述的砖式TR模块，其特征在于，所述射频层（5）包括:第二微波基板（51）、第二射频芯片（52）；

所述第二射频芯片（52）设置在第二微波基板（51）上；在所述壳体（2）的底面上设置有与所述第二微波基板（51）和第二射频芯片（52）位置、大小相适应的壳体内侧开槽（25），所述第二微波基板（51）和第二射频芯片（52）分布在所述壳体内侧开槽（25）内；

在所述第二PCB板材（41）上设置有PCB开槽（43），所述第二射频芯片（52）设置于所述PCB开槽（43）的正下方，且固定于所述壳体（2）底面内壁上；在所述PCB开槽（43）正上方，设置有第三吸波材料（44）。

7.根据权利要求6所述的砖式TR模块，其特征在于，所述第一微波基板（35）通过第一金丝（38）连接有L型垂直过渡结构（53），所述L型垂直过渡结构（53）通过第二金丝（55）与所述第二微波基板（51）电性连接，所述第二微波基板（51）通过所述第二金丝（55）与所述射频连接器（22）的金属针电性连接；

所述第二微波基板（51）、L型垂直过渡结构（53）的底面均粘接在壳体（2）的内壁上，并且与所述射频层（5）位于同一水平层面。

8.根据权利要求7所述的砖式TR模块，其特征在于，在所述射频/控制复合层（3）射频链路的末级还连接有功率芯片（521），所述功率芯片（521）通过第二金丝（55）与所述L型垂直过渡结构（53）电性连接；所述功率芯片（521）粘接在壳体（2）的内壁上，且与射频层（5）位于同一水平层面；

在所述功率芯片（521）的底面设置有与其面积相适应的散热层（54），所述散热层（54）粘接在壳体（2）的内壁上，所述散热层（54）与散热介质互连。

9.根据权利要求6所述的砖式TR模块，其特征在于，所述第二控制层（6）包括：第三PCB板材（61）、第三控制器件（62）、低频连接器（23）、玻璃绝缘子（64）；

所述第三控制器件（62）设置于所述第三PCB板材（61）上，所述第三控制器件（62）之间通过低频布线互连组合成电源转换电路和控制电路；

连接所述第二控制层（6）的两个所述低频连接器（23）用于将第二控制层（6）上的电源控制信号输出；

在所述壳体（2）的外侧底面开设有向内凹陷的壳体外侧开槽（26），所述第二控制层（6）设置在所述壳体外侧开槽（26）内；在所述壳体外侧开槽（26）的底面上开设有与所述玻璃绝缘子（64）位置、大小相适应的壳体开孔（27），所述玻璃绝缘子（64）放置于该壳体开孔（27）中；所述第二控制层（6）通过玻璃绝缘子（64）与所述射频层（5）上的第二微波基板（51）电性连接。