CN218041384U - 阵列式射频系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是公开一种阵列式射频装置，其包括一可扩充式母电路载板与多个以射频封装辐射结构实现的子模块。子模块们以插拔界面嵌入母电路载板，形成子、母可置换式、可扩充式共构结构。母电路载板接收一输入中频信号，并对输入中频信号进行升频，以藉此产生多个第一高频信号。射频封装辐射结构子模块以水平布局嵌入于母电路载板上，并排列成一一维或二维阵列，且其电性(包括射频信号、电源供应、控制信号等)连接母电路载板。射频封装辐射结构分别接收第一高频信号，并据此发射多个第一射频信号，射频封装辐射结构接收多个第二射频信号，以藉此产生多个第二高频信号，母电路载板对第二高频信号进行降频，以藉此产生一输出中频信号。

Description

阵列式射频系统

技术领域

本实用新型是涉及一种射频系统，且特别涉及一种可分解、阶层式的阵列式射频系统。

背景技术

低/中/高轨卫星地面终端、5G的频率范围 (FR2)基地站、雷达与远距通讯、点对点微波链结与通讯系统前传网络等产业应用，具备长距离与不同方位覆盖的特性，建构主动阵列天线为实现此高增益与智慧波束扫描操作的双重功能。依据应用场景规划多元性，所需要天线特性须能快速建构，难以单一情境定制化产品来广域适应各场景情境。

先前技术使用包括电容、电阻与天线的被动元件、包括功率放大器、相位偏移器与低噪声放大器的波束成形芯片、升频芯片、降频芯片、电源芯片与微处理器整合单一系统。对于大型阵列天线，先前技术将降低系统的灵活性及增加问题的复杂度与不确定性，因为无法规模化生产，所以维护成本相当高，可能发生单一元件失效而造成系统失效的风险，且系统扩充性低，无法顺应各系统对于不同天线增益需求而弹性建构。

因此，本实用新型是在针对上述的困扰，提出一种模块化、阵列式射频系统，以解决熟知所产生的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种模块化、阵列式射频系统，其是简化系统复杂度，降低制造成本及维护成本，增加天线特性的稳定度与产品的应用扩张度，其连接产生空气空腔，增加气流散热，可减少热能对系统影响，并兼顾机械与电子特性。

在本实用新型的一实施例中，一种阵列式射频系统包括一母电路载板与多个以射频封装辐射结构实现的子模块。母电路载板用以接收一输入中频信号，并对输入中频信号进行升频，以藉此产生多个第一高频信号。所有以射频封装辐射结构实现的子模块以水平布局嵌入于母电路载板上，并排列成一一维或二维周期性阵列，且电性(包括射频信号、电源及控制信号)连接母电路载板，其中母电路载板的连接埠呈现周期性排列，子模块的连接埠位于或靠近于子模块的射频封装辐射结构辐射电磁场的相位中心点。所有射频封装辐射结构区分为多个射频辐射模块群组，所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组用以分别接收所有第一高频信号，并据此发射多个第一射频信号。所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组用以接收多个第二射频信号，以藉此分别对应所有射频辐射模块群组产生多个第二高频信号，母电路载板对所有第二高频信号进行降频，以藉此产生一输出中频信号。

在本实用新型的一实施例中，母电路载板包括一介电板、一中频输入埠、一第一功率分配器、多个升频器与多个第二功率分配器。介电板上设有连接埠供所有以射频封装辐射结构实现的子模块嵌入，中频输入埠设于介电板上。第一功率分配器设于介电板上，并电性连接中频输入埠。第一功率分配器用以通过中频输入埠接收输入中频信号，并依第一功率分配器的多个输出端的数量分配输入中频信号的功率，以于第一功率分配器的所有输出端产生多个第一中频信号，此输出端为连结射频封装辐射结构子模块输入埠，他们呈现一维或二维周期性排列。所有升频器设于介电板上，并分别电性连接第一功率分配器的所有输出端。所有升频器用以接收所有第一中频信号，并对其进行升频，以产生多个升频信号。所有第二功率分配器设于介电板上，并分别电性连接所有升频器与所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组。每一第二功率分配器用以接收其对应的升频信号，并依第二功率分配器的多个输出端的数量分配对应的升频信号，以产生第一高频信号。

在本实用新型的一实施例中，母电路载板还包括多个第三功率分配器、多个降频器、一第四功率分配器与一中频输出埠。所有第三功率分配器设于介电板上，并分别电性连接所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组。每一第三功率分配器用以接收其对应的第二高频信号，并加总对应的第二高频信号的功率，以产生一加总高频信号。所有降频器设于介电板上，并分别电性连接所有第三功率分配器。所有降频器用以接收其对应的加总高频信号，并对其进行降频，以产生多个第二中频信号。第四功率分配器设于介电板上，并电性连接所有降频器。第四功率分配器用以接收所有第二中频信号，并加总所有第二中频信号的功率，以产生输出中频信号。中频输出埠设于介电板上，并电性连接第四功率分配器，其中中频输出埠用以输出此输出中频信号。

在本实用新型的一实施例中，母电路载板还包括多个第一信号连接埠与多个第二信号连接埠。所有第一信号连接埠设于介电板上，所有第一信号连接埠区分为多个第一群组，所有第一群组分别电性连接所有第二功率分配器与所有射频辐射模块群组，每一第一群组电性连接于其对应的第二功率分配器与射频辐射模块群组之间。所有第二信号连接埠设于介电板上，所有第二信号连接埠区分为多个第二群组，所有第二群组分别电性连接所有第三功率分配器与所有射频辐射模块群组，每一第二群组电性连接于其对应的第三功率分配器与射频辐射模块群组之间。

在本实用新型的一实施例中，第一信号连接埠与第二信号连接埠为超小型推入式微 (Sub-Miniature Push-on Micro；SMPM)连接埠。

在本实用新型的一实施例中，母电路载板还包括设于介电板上的多个第一供电埠与多个第二供电埠。

在本实用新型的一实施例中，第一供电埠与第二供电埠为串行外设界面(SerialPeripheral Interface Bus，SPI)或信号控制线路。

在本实用新型的一实施例中，每一射频封装辐射结构包括一多层导电布线基板、多个射频辐射结构、多个高频发射射频集成电路芯片、多个低频接收射频集成电路芯片、一发射信号连接埠与一接收信号连接埠。多层导电布线基板包括多层介电层、导电迹线、第一导电通孔与第二导电通孔，其中导电迹线电性连接第一导电通孔与第二导电通孔。所有射频辐射结构设于多层导电布线基板的底部，并嵌于多层导电布线基板中。所有发射射频集成电路芯片与所有接收射频集成电路芯片设于多层导电布线基板的顶部。所有发射射频集成电路芯片通过第一导电结构电性连接第一导电通孔，以藉此分别电性连接所有射频辐射结构。所有接收射频集成电路芯片通过第二导电结构电性连接第二导电通孔，以藉此分别电性连接所有射频辐射结构。发射信号连接埠与接收信号连接埠设于多层导电布线基板的顶部，并电性连接母电路载板。发射信号连接埠通过导电迹线与第一导电结构电性连接所有高频发射射频集成电路芯片。接收信号连接埠通过导电迹线与第二导电结构电性连接所有低频接收射频集成电路芯片。多层导电布线基板与所有发射射频集成电路芯片用以接收第一发射信号，并据此通过所有射频辐射结构发射第一射频信号。多层导电布线基板与所有接收射频集成电路芯片用以通过所有射频辐射结构接收第二射频信号，并藉此产生第二高频信号。

在本实用新型的一实施例中，每一射频封装辐射结构还包括一第一电源连接埠与一第二电源连接埠。第一电源连接埠与第二电源连接埠设于多层导电布线基板的顶部，并电性连接母电路载板，第一电源连接埠通过第一导电通孔与第一导电结构电性连接所有高频发射射频集成电路芯片，第二电源连接埠通过第二导电通孔与第二导电结构电性连接所有低频接收射频集成电路芯片。

在本实用新型的一实施例中，每一射频辐射结构包括一第一天线层与一第二天线层。第一天线层设于多层导电布线基板的底部，第二天线层嵌于最靠近多层导电布线基板的底部的两层介电层之间，并电性连接第一导电通孔与第二导电通孔。

在本实用新型的一实施例中，第一天线层包括四个第一发射天线区块与四个第一接收天线区块，第二天线层包括四个第二发射天线区块与四个第二接收天线区块。所有第一发射天线区块分别位于所有第二发射天线区块的正下方，所有第一接收天线区块分别位于所有第二接收天线区块的正下方。所有第二发射天线区块通过第一导电通孔电性连接其对应的第一导电结构及高频发射射频集成电路芯片。所有第二接收天线区块通过第二导电通孔电性连接其对应的第二导电结构及低频接收射频集成电路芯片。所有第一发射天线区块与所有第二发射天线区块用以发射第一射频信号，所有第一接收天线区块与所有第二接收天线区块用以接收第二射频信号。

在本实用新型的一实施例中，射频辐射结构的所有第一发射天线区块排列为第一方阵，所有射频辐射结构的所有第一接收天线区块排列为第二方阵，第一方阵的多行与第二方阵的多行交替设置，第一方阵的多列与第二方阵的多列交替设置。

基于上述，阵列式射频系统将多个射频封装辐射结构以水平布局嵌入在一母电路载板上，以简化系统复杂度与降低制造成本，并增加天线特性的稳定度与产品的应用扩张度，如同主流汽车采用共通底盘一样。此阵列式射频系统具有可重组化的架构，以对应不同应用情境，产生不同射频功率。当阵列式射频系统有异常问题时，可置换部分的射频封装辐射结构，以快速侦测故障问题，并避免一个模块失效即造成整体射频系统失效的伤害，以降低维护成本。射频封装辐射结构为由射频与天线共构的模块，母电路载板由信号传递、电源供应、射频信号的升降等系统功能为主。因此，射频封装辐射结构的设计强调模块化、量产方便性与维修置换性为主的射频与天线共构模块。母电路载板强调系统的扩充性，包括阵列天线的大小、运作电压的扩充、信号传递的串并联、散热机制的实现。此阵列式射频系统使用通用界面来提升系统的共享性，射频封装辐射结构与母电路载板整合的界面形成空气通道来导热散发热量，以减少热能的系统影响，并兼顾机械与电子特性。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的射频封装辐射结构的部分的结构剖视图。

图2是本实用新型一实施例的射频封装辐射结构的顶视图。

图3是本实用新型的一实施例的射频封装辐射结构的底视图。

图4是本实用新型的一实施例的母电路载板的顶视图。

图5是本实用新型一实施例的一个射频封装辐射结构对应的电路方块图。

图6是本实用新型一实施例的一个射频封装辐射结构对应的电路方块图。

图7是本实用新型一实施例的母电路载板对应的电路方块图。

图8是本实用新型一实施例的母电路载板对应的电路方块图。

附图标号说明：

1是射频封装辐射结构

10是多层导电布线基板

100是介电层

101是导电迹线

102是第一导电通孔

103是第二导电通孔

104是功率分配器

11是射频辐射结构

110是第一天线层

1100是第一发射天线区块

1101是第一接收天线区块

111是第二天线层

1110是第二发射天线区块

1111是第二接收天线区块

12是高频发射射频集成电路芯片

13是低频接收射频集成电路芯片

14是第一导电结构

15是第二导电结构

16是发射信号连接埠

17是接收信号连接埠

18是第一电源连接埠

19是第二电源连接埠

2是母电路载板

200是介电板

201是中频输入埠

202是第一功率分配器

203是升频器

204是第二功率分配器

205是第三功率分配器

206是降频器

207是第四功率分配器

208是中频输出埠

209是第一信号连接埠

210是第二信号连接埠

211是第一供电埠

212是第二供电埠

H是水平极化信号

V是垂直极化信号

IM是输入中频信号

H1是第一高频信号

R1是第一射频信号

R2是第二射频信号

H2是第二高频信号

OM是输出中频信号

M1是第一中频信号

U是升频信号

TH是加总高频信号

M2是第二中频信号

具体实施方式

本实用新型的实施例将结合说明书附图进一步加以解说。尽可能的，在附图与说明书中，相同标号是代表相同或相似构件。在附图中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示在附图中或描述在说明书中的元件，为所属技术领域中具有通常技术者所知的形态。本领域的通常技术者可依据本实用新型的内容而进行多种的改变与修改。

当一个元件被称为『在…上』时，它可泛指所述元件直接在其他元件上，也可以是有其他元件存在于两者的中。相反地，当一个元件被称为『直接在』另一元件，它是不能有其他元件存在于两者中间。如本文所用，词汇『及/或』包括了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。

在本实用新型中关于“一个实施例”或“一实施例”的描述是指关于至少一实施例内所相关连的一特定元件、结构或特征。因此，于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者，在一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。

本实用新型特别以下述例子加以描述，这些例子仅是用以举例说明而已，因为对于熟悉此技艺者而言，在不脱离本实用新型内容的精神和范围内，当可作各种的更动与修饰，因此本实用新型内容是保护范围当以后附的权利要求所界定的为准。在全文说明书与权利要求范围中，除非内容清楚指定，否则「一」以及「所述」的意义包括这一类叙述包括「一或至少一」所述元件或成分。此外，如本实用新型所用，除非从特定上下文明显可见将复数个排除在外，否则单数冠词也包括复数个元件或成分的叙述。而且，应用在此描述中与下述权利要求范围中时，除非内容清楚指定，否则「在其中」的意思可包括「在其中」与「在其上」。在全文说明书与权利要求范围所使用的用词(terms)，除有特别注明，通常具有每个用词使用在此领域中、在此实用新型的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本实用新型的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供从业人员(practitioner)在有关本实用新型的描述上额外的引导。在全文说明书的任何地方的例子，包括在此所讨论的任何用词的例子的使用，仅是用以举例说明，当然不限制本实用新型或任何例示用词的范围与意义。同样地，本实用新型并不限于此说明书中所提出的各种实施例。

此外，如使用「电(性)耦接」或「电(性)连接」一词在此是包括任何直接及间接的电气连接手段。举例而言，如文中描述一第一装置电性耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接连接于所述第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地连接至所述第二装置。另外，如描述关于电信号的传输、提供，熟悉此技艺者应所述可以了解电信号的传递过程中可能伴随衰减或其他非理想性的变化，但电信号传输或提供的来源与接收端若无特别说明，实质上应视为同一信号。举例而言，若由电子电路的端点A传输(或提供)电信号S给电子电路的端点B，其中可能经过一晶体管开关的源汲极两端及/或可能的杂散电容而产生电压降，但此设计的目的如非刻意使用传输(或提供)时产生的衰减或其他非理想性的变化而达到某些特定的技术效果，电信号S在电子电路的端点A与端点B应可视为实质上为同一信号。

除非特别说明，一些条件句或字词，例如「可以(can)」、「可能(could)」、「也许(might)」，或「可(may)」，通常是试图表达本实用新型实施例具有，但是也可以解释成可能不需要的特征、元件，或步骤。在其他实施例中，这些特征、元件，或步骤可能是不需要的。

可了解如在此所使用的用词「包括 (comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包括 (involving)」等等，为开放性的(open-ended)，即意指包括但不限于。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求范围不须达成本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和专利名称仅是用来辅助检索专利档，并非用来限制本实用新型的权利要求范围。

以下将提供一种射频封装辐射结构，其以多层导电布线基板建构多个输出入埠，不同频带与不同极化方向分别对应不同输出入埠，不同输出入埠分别连接不同的天线区块，以进行独立运作，并减少对于双工器与循环器的依赖。此外，发射天线区块与接收天线区块呈交错排列，并以物理性隔绝来提升隔离度，以减少交叉极化的产生。射频封装辐射结构能满足低轨卫星的上、下链及5G的频率范围 (FR)2对于双频的需求，可以针对各项应用需求，建构双线性或双圆极化的辐射需求，满足阵列天线建构时的高增益与智慧扫描所需要的天线特性。

图1是本实用新型一实施例的射频封装辐射结构的部分的结构剖视图，图2是本实用新型是一实施例的射频封装辐射结构的顶视图，图3是本实用新型的一实施例射频封装辐射结构的底视图。请参阅图 1、图2与图3，以下介绍本实用新型的射频封装辐射结构1的一实施例。射频封装辐射结构1包括一多层导电布线基板10、多个射频辐射结构11、多个高频发射射频集成电路芯片12、多个低频接收射频集成电路芯片13、第一导电结构14与第二导电结构15。第一导电结构14与第二导电结构15可为，但不限于导电焊球。多层导电布线基板10包括多层介电层 100、导电迹线101、第一导电通孔102与第二导电通孔103，其中导电迹线101电性连接第一导电通孔 102与第二导电通孔103。所有射频辐射结构11设于多层导电布线基板10的底部，并嵌于多层导电布线基板10中。所有高频发射射频集成电路芯片12与所有低频接收射频集成电路芯片13设于多层导电布线基板10的顶部，其中所有高频发射射频集成电路芯片12通过第一导电结构14电性连接第一导电通孔 102，以藉此分别电性连接所有射频辐射结构11，所有低频接收射频集成电路芯片13通过第二导电结构15电性连接第二导电通孔103，以藉此分别电性连接所有射频辐射结构11。

在本实用新型的部分实施例中，每一射频辐射结构11可包括一第一天线层110与一第二天线层 111。第一天线层110设于多层导电布线基板10的底部，第二天线层111嵌于最靠近多层导电布线基板 10的底部的两层介电层100之间，并电性连接第一导电通孔102与第二导电通孔103。

具体而言，第一天线层110可包括四个第一发射天线区块1100与四个第一接收天线区块1101，第二天线层111可包括四个第二发射天线区块1110与四个第二接收天线区块1111。所有第一发射天线区块1100、所有第一接收天线区块1101、所有第二发射天线区块1110与所有第二接收天线区块1111可皆为，但不限于矩形。所有第一发射天线区块1100 分别位于所有第二发射天线区块1110的正下方，所有第一接收天线区块1101分别位于所有第二接收天线区块1111的正下方。所有第二发射天线区块 1110通过第一导电通孔102电性连接其对应的第一导电结构14及高频发射射频集成电路芯片12，所有第二接收天线区块1111通过第二导电通孔15电性连接其对应的第二导电结构15及低频接收射频集成电路芯片13。举例来说，一个高频发射射频集成电路芯片12对应的第一导电通孔102可区分为四个群组，第一导电通孔102的每一群组又包括分别传送高频水平极化信号H与高频垂直极化信号V的两组子通孔。第一导电通孔102的每一群组电性连接同一个第二发射天线区块1110。一个低频接收射频集成电路芯片13对应的第二导电通孔103可区分为四个群组，第二导电通孔103的每一群组又包括分别传送低频水平极化信号H与低频垂直极化信号V的两组子通孔。第二导电通孔103的每一群组电性连接同一个第二接收天线区块1111。每一组子通孔视为一个独立输出入埠，其能进行独立运作，以减少隔频的干扰与对于双工器与循环器的依赖。

所有射频辐射结构11的所有第一发射天线区块1100排列为第一方阵，所有射频辐射结构11所有第一接收天线区块1101排列为第二方阵，第一方阵多行与第二方阵的多行交替设置，第一方阵的多列与第二方阵的多列交替设置。因此，第一方阵与第二方阵呈交错排列，并以物理性隔绝来提升隔离度，以减少交叉极化的产生。

多层导电布线基板10的顶部可设有一发射信号连接埠16与一接收信号连接埠17。发射信号连接埠16与接收信号连接埠17可为，但不限于超小型推入式微(Sub-MiniaturePush-on Micro；SMPM) 连接埠。发射信号连接埠16通过导电迹线101与第一导电结构14电性连接所有高频发射射频集成电路芯片12。接收信号连接埠17通过导电迹线101与第二导电结构15电性连接所有低频接收射频集成电路芯片13。多层导电布线基板10的顶部还可设有一第一电源连接埠18与一第二电源连接埠19。第一电源连接埠18与第二电源连接埠19可为，但不限于串行外设界面(Serial Peripheral Interface Bus， SPI)。第一电源连接埠18通过第一导电通孔102 与第一导电结构14电性连接所有高频发射射频集成电路芯片12，第二电源连接埠19通过第二导电通孔 103与第二导电结构15电性连接所有低频接收射频集成电路芯片13。

以下将提供一种阵列式射频系统，其将多个射频封装辐射结构以水平布局嵌入在一母电路载板上，以简化系统复杂度与降低制造成本，并增加天线特性的稳定度与产品的应用扩张度，如同主流汽车采用共通底盘一样。此阵列式射频系统具有可重组化的架构，以对应不同应用情境，产生不同射频功率。当阵列式射频系统有异常问题时，可置换部分的射频封装辐射结构，以快速侦测故障问题，并避免一个模块失效即造成整体射频系统失效的伤害，以降低维护成本。射频封装辐射结构为由射频与天线共构的模块，母电路载板由信号传递、电源供应、射频信号的升降等系统功能为主。因此，射频封装辐射结构的设计强调模块化、量产方便性与维修置换性为主的射频与天线共构模块。母电路载板强调系统的扩充性，包括阵列天线的大小、运作电压的扩充、信号传递的串并联、散热机制的实现。此阵列式射频系统使用通用界面来提升系统的共享性，射频封装辐射结构与母电路载板整合的界面形成空气通道来导热散发热量，以减少热能的系统影响，并兼顾机械与电子特性。

图4是本实用新型一实施例的母电路载板的顶视图。请参考图4和图2，以下介绍阵列式射频系统的一实施例。阵列式射频系统包括一母电路载板2与多个射频封装辐射结构1。所有射频封装辐射结构1 以水平布局嵌入于母电路载板2上，并排列成一阵列，且电性连接母电路载板2。所有射频封装辐射结构1区分为多个射频辐射模块群组。以图4为例，所有射频封装辐射结构1排列成4×4阵列，每一射频辐射模块群组包括此阵列的每一行的四个射频封装辐射结构1。

图5和图6是本实用新型一实施例的一个射频封装辐射结构对应的电路方块图，图7和图8是本实用新型一实施例的母电路载板对应的电路方块图。请参考图2、图4、图5、图6、图7和图8。在运作上，母电路载板2接收一输入中频信号IM，并对输入中频信号IM进行升频，以藉此产生多个第一高频信号H1。每一射频封装辐射结构1的多层导电布线基板 10设有功率分配器104，功率分配器104用以分配或加总高频信号的功率。所有射频封装辐射结构1的所有射频辐射模块群组分别接收所有第一高频信号 H1，并据此发射多个第一射频信号R1。所有射频封装辐射结构1的所有射频辐射模块群组接收多个第二射频信号R2，以藉此分别对应所有射频辐射模块群组产生多个第二高频信号H2，母电路载板2对所有第二高频信号H2进行降频，以藉此产生一输出中频信号OM。

在本实用新型的部分实施例中，母电路载板2 可包括一介电板200、一中频输入埠201、一第一功率分配器202、多个升频器203、多个第二功率分配器204、多个第三功率分配器205、多个降频器206、一第四功率分配器207、一中频输出埠208、多个第一信号连接埠209、多个第二信号连接埠210、多个第一供电埠211与多个第二供电埠212。所有第一信号连接埠209与所有第二信号连接埠210可为，但不限于超小型推入式微(Sub-Miniature Push-on Micro；SMPM)连接埠。所有第一供电埠211与所有第二供电埠212可为，但不限于串行外设界面 (Serial Peripheral Interface Bus，SPI)。中频输入埠201与中频输出埠208可为，但不限于超小型A(Sub-Miniature-A，SMA)连接埠。

介电板200上设有所有射频封装辐射结构1、中频输入埠201、第一功率分配器202、所有升频器 203、所有第二功率分配器204、所有第三功率分配器205、所有降频器206、第四功率分配器207、中频输出埠208、所有第一信号连接埠209、所有第二信号连接埠210、所有第一供电埠211与所有第二供电埠212。第一功率分配器202电性连接中频输入埠 201，所有升频器203分别电性连接第一功率分配器 202的多个输出端，所有第二功率分配器204分别电性连接所有升频器203与所有射频封装辐射结构1 的所有射频辐射模块群组。所有第三功率分配器205 分别电性连接所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组，所有降频器206分别电性连接所有第三功率分配器205，第四功率分配器207电性连接所有降频器206，中频输出埠208电性连接第四功率分配器207。

第一功率分配器202通过中频输入埠201接收输入中频信号IM，并依第一功率分配器202的所有输出端的数量分配输入中频信号IM的功率，以于第一功率分配器202的所有输出端产生多个第一中频信号M1。所有升频器203接收所有第一中频信号 M1，并对其进行升频，以产生多个升频信号U。每一第二功率分配器204接收其对应的升频信号U，并依第二功率分配器204的多个输出端的数量分配对应的升频信号U，以产生第一高频信号H1。

每一第三功率分配器205接收其对应的第二高频信号H2，并加总对应的第二高频信号H2的功率，以产生一加总高频信号TH。所有降频器206接收其对应的加总高频信号TH，并对其进行降频，以产生多个第二中频信号M2。第四功率分配器207接收所有第二中频信号M2，并加总所有第二中频信号M2 的功率，以产生输出中频信号OM。中频输出埠208 用以输出此输出中频信号OM。

所有第一信号连接埠209区分为多个第一群组，所有第一群组分别电性连接所有第二功率分配器204，并分别电性连接所有射频辐射模块群组的发射信号连接埠16，每一第一群组电性连接于其对应的第二功率分配器204与射频辐射模块群组的发射信号连接埠16之间。所有第二信号连接埠210区分为多个第二群组，所有第二群组分别电性连接所有第三功率分配器205，并分别电性连接所有射频辐射模块群组的接收信号连接埠17，每一第二群组电性连接于其对应的第三功率分配器205与射频辐射模块群组的接收信号连接埠17之间。此外，所有第一供电埠211分别电性连接所有射频封装辐射结构1 的第一电源连接埠18，所有第二供电埠212分别电性连接所有射频封装辐射结构1的第二电源连接埠 19。

由于多个射频封装辐射结构1以水平布局嵌入在母电路载板2上，故能简化系统复杂度与降低制造成本，并增加天线特性的稳定度与产品的应用扩张度。此阵列式射频系统具有可重组化的架构，以对应不同应用情境，产生不同射频功率。当阵列式射频系统有异常问题时，可置换部分的射频封装辐射结构1，以快速侦测故障问题，并避免一个模块失效即造成整体射频系统失效的伤害，以降低维护成本。射频封装辐射结构1与母电路载板2整合的界面形成空气通道来导热散发热量，以减少热能的系统影响，并兼顾机械与电子特性。

请参考图1、图5和图6。多层导电布线基板10 的功率分配器104与高频发射射频集成电路芯片12 接收第一高频信号H1，并据此通过射频辐射结构11 发射第一射频信号R1。多层导电布线基板10的功率分配器104与低频接收射频集成电路芯片13通过射频辐射结构11接收第二射频信号R2，并藉此产生第二高频信号H2。第一发射天线区块1100与第二发射天线区块1110用以发射第一射频信号R1，第一接收发射天线区块1101与第二接收天线区块1111用以接收第二射频信号R2。

根据上述实施例，阵列式射频系统简化系统复杂度，降低制造成本及维护成本，增加天线特性的稳定度与产品的应用扩张度，减少热能的系统影响，并兼顾机械与电子特性。

以上所述，仅为本实用新型一优选实施例而已，并非用来限定本实用新型实施范围，故举凡依本实用新型申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种阵列式射频系统，其特征在于，包括：

一母电路载板，用以接收一输入中频信号，并对所述输入中频信号进行升频，以藉此产生多个第一高频信号；以及

多个射频封装辐射结构，以水平布局嵌入于所述母电路载板上，并排列成一阵列，且电性连接所述母电路载板，其中所述多个射频封装辐射结构区分为多个射频辐射模块群组，所述多个射频封装辐射结构的所述多个射频辐射模块群组用以分别接收所述多个第一高频信号，并据此发射多个第一射频信号，所述多个射频封装辐射结构的所述多个射频辐射模块群组用以接收多个第二射频信号，以藉此分别对应所述多个射频辐射模块群组产生多个第二高频信号，所述母电路载板对所述多个第二高频信号进行降频，以藉此产生一输出中频信号。

2.如权利要求1所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述母电路载板包括：

一介电板，其上设有所述多个射频封装辐射结构；

一中频输入埠，设于所述介电板上；

一第一功率分配器，设于所述介电板上，并电性连接所述中频输入埠，其中所述第一功率分配器用以通过所述中频输入埠接收所述输入中频信号，并依所述第一功率分配器的多个输出端的数量分配所述输入中频信号的功率，以于所述第一功率分配器的所述多个输出端产生多个第一中频信号；

多个升频器，设于所述介电板上，并分别电性连接所述第一功率分配器的所述多个输出端，所述多个升频器用以接收所述多个第一中频信号，并对其进行升频，以产生多个升频信号；以及

多个第二功率分配器，设于所述介电板上，并分别电性连接所述多个升频器与所述多个射频封装辐射结构的所述多个射频辐射模块群组，其中每一所述第二功率分配器用以接收其对应的所述升频信号，并依所述第二功率分配器的多个输出端的数量分配所述对应的所述升频信号，以产生所述第一高频信号。

3.如权利要求2所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述母电路载板还包括：

多个第三功率分配器，设于所述介电板上，并分别电性连接所述多个射频封装辐射结构的所述多个射频辐射模块群组，其中每一所述第三功率分配器用以接收其对应的所述第二高频信号，并加总所述对应的所述第二高频信号的功率，以产生一加总高频信号；

多个降频器，设于所述介电板上，并分别电性连接所述多个第三功率分配器，其中所述多个降频器用以接收其对应的所述加总高频信号，并对其进行降频，以产生多个第二中频信号；

一第四功率分配器，设于所述介电板上，并电性连接所述多个降频器，其中所述第四功率分配器用以接收所述多个第二中频信号，并加总所述多个第二中频信号的功率，以产生所述输出中频信号；以及

一中频输出埠，设于所述介电板上，并电性连接所述第四功率分配器，其中所述中频输出埠用以输出所述输出中频信号。

4.如权利要求3所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述母电路载板还包括：

多个第一信号连接埠，设于所述介电板上，所述多个第一信号连接埠区分为多个第一群组，所述多个第一群组分别电性连接所述多个第二功率分配器与所述多个射频辐射模块群组，每一所述第一群组电性连接于其对应的所述第二功率分配器与所述射频辐射模块群组之间；以及

多个第二信号连接埠，设于所述介电板上，所述多个第二信号连接埠区分为多个第二群组，所述多个第二群组分别电性连接所述多个第三功率分配器与所述多个射频辐射模块群组，每一所述第二群组电性连接于其对应的所述第三功率分配器与所述射频辐射模块群组之间。

5.如权利要求4所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述多个第一信号连接埠与所述多个第二信号连接埠为超小型推入式微连接埠。

6.如权利要求4所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述母电路载板还包括设于所述介电板上的多个第一供电埠与多个第二供电埠。

7.如权利要求6所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述多个第一供电埠与所述多个第二供电埠为串行外设界面。

8.如权利要求1所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中每一所述射频封装辐射结构包括：

一多层导电布线基板，包括多层介电层、导电迹线、第一导电通孔与第二导电通孔，其中所述导电迹线电性连接所述第一导电通孔与所述第二导电通孔；

多个射频辐射结构，设于所述多层导电布线基板的底部，并嵌于所述多层导电布线基板中；

多个高频发射射频集成电路芯片与多个低频接收射频集成电路芯片，设于所述多层导电布线基板的顶部，其中所述多个高频发射射频集成电路芯片通过第一导电结构电性连接所述第一导电通孔，以藉此分别电性连接所述多个射频辐射结构，所述多个低频接收射频集成电路芯片通过第二导电结构电性连接所述第二导电通孔，以藉此分别电性连接所述多个射频辐射结构；以及

一发射信号连接埠与一接收信号连接埠，设于所述多层导电布线基板的所述顶部，并电性连接所述母电路载板，所述发射信号连接埠通过所述导电迹线与所述第一导电结构电性连接所述多个高频发射射频集成电路芯片，所述接收信号连接埠通过所述导电迹线与所述第二导电结构电性连接所述多个低频接收射频集成电路芯片；

其中所述多层导电布线基板与所述多个高频发射射频集成电路芯片用以接收所述第一高频信号，并据此通过所述多个射频辐射结构发射所述第一射频信号；

其中所述多层导电布线基板与所述多个低频接收射频集成电路芯片用以通过所述多个射频辐射结构接收所述第二射频信号，并藉此产生所述第二高频信号。

9.如权利要求8所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中每一所述射频封装辐射结构还包括一第一电源连接埠与一第二电源连接埠，所述第一电源连接埠与所述第二电源连接埠设于所述多层导电布线基板的所述顶部，并电性连接所述母电路载板，所述第一电源连接埠通过所述第一导电通孔与所述第一导电结构电性连接所述多个高频发射射频集成电路芯片，所述第二电源连接埠通过所述第二导电通孔与所述第二导电结构电性连接所述多个低频接收射频集成电路芯片。

10.如权利要求8所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中每一所述射频辐射结构包括：

一第一天线层，设于所述多层导电布线基板的所述底部；以及

一第二天线层，嵌于最靠近所述多层导电布线基板的所述底部的两层所述介电层之间，并电性连接所述第一导电通孔与所述第二导电通孔。

11.如权利要求10所述的阵列式射频系统，其特征在于，其中所述第一天线层包括四个第一发射天线区块与四个第一接收天线区块，所述第二天线层包括四个第二发射天线区块与四个第二接收天线区块，所述多个第一发射天线区块分别位于所述多个第二发射天线区块的正下方，所述多个第一接收天线区块分别位于所述多个第二接收天线区块的正下方，所述多个第二发射天线区块通过所述第一导电通孔电性连接其对应的所述第一导电结构及所述高频发射射频集成电路芯片，所述多个第二接收天线区块通过所述第二导电通孔电性连接其对应的所述第二导电结构及所述低频接收射频集成电路芯片，所述多个第一发射天线区块与所述多个第二发射天线区块用以发射所述第一射频信号，所述多个第一接收发射天线区块与所述多个第二接收天线区块用以接收所述第二射频信号。

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