一种组合式亚毫米波相控阵天线及其工作方法技术

本发明专利技术提供了一种组合式亚毫米波相控阵天线及其工作方法，包括：HTCC基板、TR芯片、PCB基板、射频连接器和低频连接器；射频连接器，焊接在PCB基板的下表面，用于传输微波信号；低频连接器，焊接在PCB基板的下表面，用于TR芯片的供电；PCB基板的上表面与HTCC基板的下表面通过多个第一金属焊球连接，相邻的第一金属焊球之间形成TR芯片的安装空间；TR芯片位于HTCC基板与PCB基板之间，通过第二金属焊球焊接于HTCC基板的下表面。本发明专利技术可以降低相控阵天线的成本、满足相控阵天线小型化、轻量化的需求。轻量化的需求。轻量化的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式亚毫米波相控阵天线及其工作方法


[0001]本专利技术涉及相控阵
，尤其是一种组合式亚毫米波相控阵天线及其工作方法。

技术介绍

[0002]近年来，相控阵天线以其具有大空域波束扫描、波束捷变、大功率空间合成等优点得到了广泛的应用，伴随着5G通信技术和卫星通信技术的快速发展，通信系统对相控阵天线低成本、小型化、轻量化的需求日益迫切。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开一种组合式亚毫米波相控阵天线及其工作方法，用以解决亚毫米波频段集成难度大、成本高、体积大的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种组合式亚毫米波相控阵天线，包括：
[0006]HTCC基板、TR芯片、PCB基板、射频连接器和低频连接器；射频连接器，焊接在PCB基板的下表面，用于传输微波信号；低频连接器，焊接在PCB基板的下表面，用于TR芯片的供电；PCB基板的上表面与HTCC基板的下表面通过多个第一金属焊球连接，相邻的第一金属焊球之间形成TR芯片的安装空间；TR芯片位于HTCC基板与PCB基板之间，通过第二金属焊球焊接于HTCC基板的下表面。
[0007]在一个具体实施方式中，HTCC基板为内部设有金属化过孔的多层陶瓷结构，HTCC基板的多层陶瓷结构自下而上依次为器件表贴层、陶瓷层、控制与供电层、陶瓷层、亚毫米波馈电网络层、陶瓷层、辐射天线阵列层；器件表贴层、控制与供电层、亚毫米波馈电网络层和辐射天线阵列层之间通过所述金属化过孔互连。r/>[0008]在一个具体实施方式中，第一金属焊球的直径大于第二金属球的直径。
[0009]在一个具体实施方式中，PCB基板的上表面与HTCC基板的下表面通过多个第一金属焊球连接包括：
[0010]PCB基板的上表面与HTCC基板的器件表贴层通过多个第一金属焊球利用回流焊工艺焊接。
[0011]在一个具体实施方式中，PCB基板内部与表面均设有印刷电路，用于实现射频、控制和供电信号的传输。
[0012]在一个具体实施方式中，辐射天线阵列层由多个辐射单元排列组成。
[0013]在一个具体实施方式中，所述TR芯片的控制与供电方法，具体是：
[0014]控制和供电信号通过低频连接器进入PCB基板，通过PCB基板传输至第一金属焊球后馈入HTCC基板的控制与供电层，通过控制与供电层传输至第二金属焊球后进入TR芯片，实现对TR芯片的控制和供电。
[0015]另一方面，本专利技术还提供了一种相控阵天线的工作方法，包括：
[0016]相控阵天线工作时，微波信号通过射频连接器进入PCB基板，由PCB基板传输至第一金属焊球后馈入器件表贴层，通过器件表贴层传输至第二金属焊球，随后馈入TR芯片中，由TR芯片进行处理，生成所需幅度和相位的微波信号，再由第一金属焊球馈入亚毫米波馈电网络层，通过亚毫米波馈电网络层的传递，将所需的微波信号传输至辐射天线阵列层，最终形成空间辐射。
[0017]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0018]通过HTCC基板与PCB基板混合堆叠的方式解决了现有技术在亚毫米波频段集成难度大、成本高、体积大的问题，为实现亚毫米波相控阵低成本、小型化、轻量化提供了一种可行方案。
[0019]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0020]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0021]图1示出了一种HTCC基板与PCB基板堆叠的相控阵天线的三维示意图；
[0022]图2示出了一种HTCC基板与PCB基板堆叠的相控阵天线的剖面示意图；
[0023]示意图中的标号说明：
[0024]1.HTCC基板2.PCB基板3.金属化过孔4.辐射天线阵列层
[0025]5.亚毫米波馈电网络层6.控制与供电层7.器件表贴层8.TR芯片
[0026]9.第二金属焊球10.第一金属焊球11.射频连接器12.低频连接器
具体实施方式
[0027]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0028]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0029]本公开中，通过HTCC基板与PCB基板组合的方式提高了相控阵天线的散热能力，降低了相控阵天线的成本、满足了相控阵天线小型化、轻量化的需求。
[0030]实施例1
[0031]下面参照图1与图2来描述本公开实施例提供的相控阵天线。
[0032]本实施例提供了一种组合式亚毫米波相控阵天线，PCB基板的上表面与HTCC基板的器件表贴层通过多个第一金属焊球利用回流焊工艺焊接。
[0033]其中，高温共烧陶瓷HTCC(High Temperature co
‑
fired Ceramic)，采用材料为
钨、钼、钼、锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92～96％的氧化铝流延陶瓷生坯上，由4～8％的烧结助剂然后多层叠合，在1500～1600℃下高温下共烧成一体。
[0034]回流焊工艺，通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
[0035]参考图1
‑
图2，本公开提出了一种组合式亚毫米波相控阵天线，包括：
[0036]HTCC基板1、TR芯片8、PCB基板2、射频连接器11和低频连接器12；其中，射频连接器11，采用高温钎焊工艺焊接在PCB基板2的下表面，亚毫米波信号由射频连接器11进入整体结构中；低频连接器12，采用高温钎焊工艺焊接在PCB基板2的下表面，控制与供电信号由低频连接器12进入整体结构中，低频连接器12主要为TR芯片8供电；PCB基板2的上表面与HTCC基板1的下表面通过多个第一金属焊球10连接，多个第一金属焊球10呈一定阵列分布，相邻的第一金属焊球10与PCB基板2的上表面、HTCC基板1的下表面之间形成了一定的安装空间，该空间即为TR芯片8的安装空间；TR芯片8位于该安装空间之中，通过第二金属焊球9焊接于HTCC基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式亚毫米波相控阵天线，其特征在于，包括：HTCC基板(1)、TR芯片(8)、PCB基板(2)、射频连接器(11)和低频连接器(12)；所述射频连接器(11)，焊接在所述PCB基板(2)的下表面，用于传输微波信号；所述低频连接器(12)，焊接在所述PCB基板(2)的下表面，用于TR芯片(8)的供电；所述PCB基板(2)的上表面与所述HTCC基板(1)的下表面通过多个第一金属焊球(10)连接，相邻的所述第一金属焊球(10)之间形成所述TR芯片(8)的安装空间；所述TR芯片(8)位于所述HTCC基板(1)与所述PCB基板(2)之间，通过所述第二金属焊球(9)焊接于所述HTCC基板(1)的下表面。2.根据权利要求1所述的相控阵天线，其特征在于，所述HTCC基板(1)为内部设有金属化过孔(3)的多层陶瓷结构；所述HTCC基板(1)的多层陶瓷结构，自下而上依次为器件表贴层(7)、陶瓷层、控制与供电层(6)、陶瓷层、亚毫米波馈电网络层(5)、陶瓷层、辐射天线阵列层(4)；所述器件表贴层(7)、所述控制与供电层(6)、所述亚毫米波馈电网络层(5)和所述辐射天线阵列层(4)之间通过所述金属化过孔(3)互连。3.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，第一金属焊球(10)的直径大于第二金属球(9)的直径。4.根据权利要求3所述的相控阵天线，其特征在于，所述PCB基板(2)的上表面与所述HTCC基板(1)的下表面通过多个第一金属焊球(10)连接包括：所述PCB基板(2)的上表面与所述HTCC基板(1)的器件表贴层(7)通过多个第一金属焊球(10)利用回流焊工艺焊接。5.根据权利要求4所述的相控阵天线，其特征在于，所述PCB基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，刘涓，辛心，王斯洁，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：