【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线领域，特别是涉及一种基于相控阵技术的tr组件。
技术介绍
1、随着芯片的高集成度的发展，很多传统相控阵tr功能逐步被高集成度芯片所替代，传统相控阵毫米波tr技术门槛逐步降低。但传统相控阵毫米波tr无论是瓦片式还是砖块式，多为单波束固定极化。
2、但是随着相控阵技术的发展，很多新的功能需求开始体现，如多波束、大功率、小尺寸等。传统多功能芯片设计出的毫米波tr组件无法同时满足多波束、大功率、小尺寸的要求。
3、相控阵技术的发展受制于工艺及器件的本身特性影响，已经进入一个瓶颈期，常规的设计无非是两种方式，一是采用分离器件搭建tr组件，成为砖块式或者瓦片式tr组件，该类设计可以提升产品的效率和热容，保障产品长期稳定性，但该类产品集成度不高、成本昂贵、功能单一、产品尺寸较大。二是采用硅基多功能芯片搭建的瓦片式tr组件，该类组件体积小，集成度高，但产品热容较小，且热传导较差，无法适应较大功率或者长时间工作的产品。采用硅基多功能芯片成本较低，但该类芯片效率较低，输出功率较小，热耗较大，热源集中，散热难度更大，目前多用于通信类产品。
4、毫米波tr组件通道间距在3-10mm，间距小，针对瓦片式tr，通过分离器件实现难度很高，只能采用高集成度器件。而硅基多功能芯片成本较低，但目前能达到的输出功率均无法达到1w，且效率大多不到20%，热耗极高，无法实现大功率输出。
5、目前毫米波相控阵主要为单波束相控阵，由于空间限制和工艺实现难度较大的问题，四波束已经到了工艺和设计的极限，很难再进一
6、瓦片式tr组件由于剖面尺寸较小，芯片安装方式均为aob形式，该类方式的tr组件最大的问题就是散热问题，芯片热量传导到天线板上，无法有效散热，对产品的工作时长和可靠性产生致命的影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于相控阵技术的tr组件，能够满足多波束、大功率及小尺寸的需求，从而满足大多相控阵新需求。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于相控阵技术的tr组件，包括开口向上的结构腔体，所述结构腔体通过隔层介质将结构腔体划分为上下两层容置空间；
3、其中，下层容置空间中设置有集成波控电源和信号处理单元的集成电路板；上层容置空间中设置有tr电路板；所述隔层介质上设置有用于供软板通过的开口，所述软板通过该开口，实现与tr电路板和集成电路板的连接；
4、所述tr电路板设置在隔层介质的上表面，且所述隔层介质与tr电路板的接触面上设置有多个第一凹槽，每一个第一凹槽中设置有一个变频sip器件，tr电路板分别与各个变频sip器件连接；
5、所述tr电路板的上方设置有aip功能模块，所述aip功能模块通过bga值球与tr电路板焊接互联；所述tr电路板上还设置有多个tr板导热孔，用于将aip功能模块产生的热量快速传导到隔层介质上。
6、优选地，所述软板中集成了电源、中频信号、控制信号的传输线路，用于使得集成电路板和tr电路板之间实现供电线路、信号传输线路和控制线路的互通。
7、优选地，所述结构腔体的底部设置有低频连接器，所述低频连接器的一端与集成电路板连接，另一端贯穿所述结构腔体的底部，延伸要结构腔体外，实现集成电路板与外部终端的供电及信号的互通。
8、优选地，所述低频连接器为j30j连接器。
9、优选地，所述波控电源包括dc/dc芯片，用于接收低频连接器输入的外部电压转换为fpga、ad/da、dsp、变频sip、aip器件需要的电压，为整个tr组件供电。优选地，所述信号处理单元包括dsp芯片、fpga芯片和ad/da器件；
10、所述fpga芯片与低频连接器连接，用于实现控制指令的传输，并与dsp芯片连接实现对dsp芯片的控制，fpga芯片还通过软板对变频sip进行控制；
11、所述dsp芯片与低频连接器连接，用于实现信号的传输；dsp芯片依次通过ad/da器件和软板连接到tr电路板。
12、优选地，所述aip功能模块包括天线印制板和htcc/ltcc多层板；所述天线印制板与htcc/ltcc多层板之间通过互联焊盘焊接固定并实现信号传输；所述htcc/ltcc多层板的上表面设置有多个第二凹槽，每一个第二凹槽中均设置有第一多功能芯片；所述htcc/ltcc多层板的下表面设置有多个第三凹槽，每一个第三凹槽中均设置有第二多功能芯片，每一个所述的第三凹槽均通过盖板密封，对第三凹槽内的第二多功能芯片进行保护；所述htcc/ltcc多层板的下表面上还设置有多个bga植球，用于实现aip功能模块与外部电路的信号及电流传输, htcc/ltcc多层板内部设置有多个信号传输孔，所述传输孔内设置有传输线，所述传输线用于连通bga植球和htcc/ltcc多层板的第二凹槽和第三凹槽，并在第二凹槽处通过金丝键合连接第一多功能芯片，在第三凹槽处过金丝键合连接第二多功能芯片，从而实现bga植球、第一多功能芯片、第二多功能芯片的互联；所述第二凹槽中，第一多功能芯片还通过htcc/ltcc多层板内部走线连接到互联焊盘，从而实现与天线印制板之间的信号传输。
13、优选地，所述隔层介质与结构腔体为一体化成型结构；所述天线印制板中集成有多路天线单元；
14、所述第一多功能芯片与天线单元数目相同且一一对应，每一个第一多功能芯片包括依次连接的功放、低噪放、开关和限幅器。
15、优选地，所述第二多功能芯片为多通道的多功能芯片，每一个通道包括衰减器、移相器和放大器，以实现幅相控制和信号放大；
16、第二多功能芯片的数目与每个第二多功能芯片通道数的乘积与第一多功能芯片的数目相同，以确保每一个多功能芯片均有一个对应的通道。
17、本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术将采用aip 方式，将天线、多功能器件，多功能芯片输出功率较小问题，同时满足瓦片式tr组件小尺寸空间和散热的需求。
18、（2）本专利技术通过微波多层板二次/多次叠装，同时通过sip构架将器件进行三维堆叠。从而实现毫米波多波束相控阵tr组件的实现。
19、（3）本专利技术通过aip形式，选用合理的导热射频材料，改变散热途径，将芯片的热合理导出，解决大功率散热问题。
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1.一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：包括开口向上的结构腔体（3），所述结构腔体（3）通过隔层介质将结构腔体划分为上下两层容置空间；
2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述软板（8）中集成了电源、中频信号、控制信号的传输线路，用于使得集成电路板（12）和TR电路板（7）之间实现供电线路、信号传输线路和控制线路的互通。
3.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述结构腔体（3）的底部设置有低频连接器（13），所述低频连接器（13）的一端与集成电路板（12）连接，另一端贯穿所述结构腔体（3）的底部，延伸要结构腔体（3）外，实现集成电路板（12）与外部终端的供电及信号的互通。
4.根据权利要求3所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述低频连接器为J30J连接器。
5.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述波控电源包括DC/DC芯片（4），用于接收低频连接器输入的外部电压转换为FPGA、AD/DA、DSP、变频SIP、AIP器件需要的电
6.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述信号处理单元包括DSP芯片（10）、FPGA芯片（11）和AD/DA器件（9）；
7.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述AIP功能模块（1）包括天线印制板（1.1）和HTCC/LTCC多层板；所述天线印制板（1.1）与HTCC/LTCC多层板之间通过互联焊盘（1.2）焊接固定并实现信号传输；所述HTCC/LTCC多层板的上表面设置有多个第二凹槽，每一个第二凹槽中均设置有第一多功能芯片（1.4）；所述HTCC/LTCC多层板的下表面设置有多个第三凹槽，每一个第三凹槽中均设置有第二多功能芯片（1.5），每一个所述的第三凹槽均通过盖板（1.6）密封，对第三凹槽内的第二多功能芯片（1.5）进行保护；所述HTCC/LTCC多层板的下表面上还设置有多个BGA植球，用于实现AIP功能模块与外部电路的信号及电流传输, HTCC/LTCC多层板内部设置有多个信号传输孔（1.7），所述信号传输孔（1.7）内设置有传输线，所述传输线用于连通BGA植球和HTCC/LTCC多层板的第二凹槽和第三凹槽，并在第二凹槽处通过键合引线（1.8）连接第一多功能芯片（1.4），在第三凹槽处过金丝键合连接第二多功能芯片（1.5），从而实现BGA植球、第一多功能芯片（1.4）、第二多功能芯片（1.5）的互联；所述第二凹槽中，第一多功能芯片（1.4）还通过HTCC/LTCC多层板内部走线连接到互联焊盘（1.2），从而实现与天线印制板（1.1）之间的信号传输。
8.根据权利要求7所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述天线印制板（1.1）中集成有多路天线单元；
9.根据权利要求8所述的一种基于相控阵技术的TR组件，其特征在于：所述第二多功能芯片（1.5）为多通道的多功能芯片，每一个通道包括衰减器、移相器和放大器，以实现幅相控制和信号放大；
...【技术特征摘要】
1.一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：包括开口向上的结构腔体（3），所述结构腔体（3）通过隔层介质将结构腔体划分为上下两层容置空间；
2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：所述软板（8）中集成了电源、中频信号、控制信号的传输线路，用于使得集成电路板（12）和tr电路板（7）之间实现供电线路、信号传输线路和控制线路的互通。
3.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：所述结构腔体（3）的底部设置有低频连接器（13），所述低频连接器（13）的一端与集成电路板（12）连接，另一端贯穿所述结构腔体（3）的底部，延伸要结构腔体（3）外，实现集成电路板（12）与外部终端的供电及信号的互通。
4.根据权利要求3所述的一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：所述低频连接器为j30j连接器。
5.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：所述波控电源包括dc/dc芯片（4），用于接收低频连接器输入的外部电压转换为fpga、ad/da、dsp、变频sip、aip器件需要的电压，为整个tr组件供电。
6.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：所述信号处理单元包括dsp芯片（10）、fpga芯片（11）和ad/da器件（9）；
7.根据权利要求1所述的一种基于相控阵技术的tr组件，其特征在于：所述aip功能模块（1）包括天线印制板（1.1）和htcc/ltcc多层板；所述天线印制...
【专利技术属性】
技术研发人员：何毅，汤悦，
申请(专利权)人：成都泰格微电子研究所有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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