[發明專利]一種輕薄型雙波段片式數字子陣

有效

• 申請號: 201911331937.6
• 申請日: 2019-12-21
• 公開（公告）號: CN111123211B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 季帥;王敬東;關煬;王軼
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S7/03
• 分類號: G01S7/03
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種輕薄型雙波段片式數字子陣，其特征在于：

所述輕薄型雙波段片式數字子陣，包括有源天線陣面、風冷冷板、雙通道變頻層、雙通道數字層和電源層，其中，雙波段包括低頻段和高頻段，且高波段工作頻率范圍的最高頻率為低波段工作頻率范圍的最高頻率的兩倍；

發射狀態下，數字模塊產生兩路基帶信號，傳輸至雙通道變頻層、完成兩路信號的上變頻濾波放大處理，經混裝連接器傳輸至有源天線陣面的混裝連接器的插座，經多層微波介質板的1分n功分處理后，傳輸至n個BGA封裝TR組件，實現發射激勵信號的放大處理，最終由天線輻射至空間；

接收狀態下，回波信號經天線傳輸至BGA封裝TR組件，實現信號的低噪聲放大后，經多層微波介質板的n：1功率合成為高波段和低波段兩路回波信號，由混裝連接器傳輸至變頻模塊，變頻模塊實現兩路回波信號的下變頻濾波放大處理后形成兩路中頻信號，由數字模塊實現對這兩路中頻信號的采樣處理；

所述的電源層為數字模塊、變頻模塊、BGA封裝TR組件提供所需的電源信號；

變頻層和BGA封裝TR組件所需的控制信號由數字模塊產生；

所述的混裝連接器實現對射頻信號、控制信號、電源信號的傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種輕薄型雙波段片式數字子陣，其特征在于：

其中，有源天線陣面包括多層微波介質板、n個BGA封裝TR組件和混裝連接器的插座，完成兩個頻段激勵信號的功率放大空間輻射和回波信號收集、低噪聲接收，BGA封裝TR組件采用回流焊工藝焊接在多層微波介質板TR組件預留焊盤上；

風冷冷板置于BGA封裝TR組件的管殼上，完成對BGA封裝TR組件熱耗的導出；

所述BGA封裝TR組件包括四個高波段通道和1個低波段通道，四個高波段通道集成于1個四通道收發多功能芯片，四通道收發多功能芯片實現通道收發放大、移相、衰減、開關選擇功能，再由一個一分四功分芯片實現四個高波段收發通道的合成，發射狀態下，一分四功分芯片完成發射激勵信號的等功率分配；接收狀態下，完成四路回波信號的n：1功率合成；低波段通道包括四個芯片，分別是多功能芯片、發射的功率放大芯片、接收的低噪聲放大芯片以及收發切換開關芯片，四個芯片共同完成低波段的收發放大功能：發射狀態下，收發開關芯片切換至發射態，發射激勵信號傳輸至多功能芯片完成通道收發放大、移相、衰減作用后，由功率放大芯片實現信號放大后，經收發開關芯片傳輸至天線單元；接收狀態下，收發開關芯片切換至發射態，回波信號經收發開關芯片的選擇作用后，傳輸至低噪聲放大芯片實現放大作用，再由多功能芯片的通道收發放大、移相、衰減作用后傳輸至有源天線陣面的混裝連接器的插座；

BGA封裝TR組件采用商用BGA管殼予以封裝，各芯片的控制、供電信號通過金絲鍵合的方式導出至BGA管殼的引腳，組件的射頻輸入和輸出信號同樣以金絲鍵合的方式，導出至BGA管殼的引腳，包括天線端口與激勵端口，其中天線端口與高波段天線、低波段天線的天線陣子饋電端互聯，激勵口與變頻模塊的輸出口互聯；

所述多層微波介質板實現雙波段輻射振子、功分饋電、校準耦合功分、電源、控制信號分配，多層微波介質板包括以下分層：高波段天線、低波段天線、天線地、射頻地、高波段校準網絡、射頻GND、低波段校準網絡、射頻GND、控制信號層、數字地、電源層、模擬地、功分饋電網絡和射頻GND，各層按上述順序依次排布；

高波段天線、低波段天線實現射頻信號的有效輻射，且與其他功能電路層由地層實現隔離，構成高波段天線、低波段天線的天線陣子饋電端分別由多層微波介質板內的垂直互聯結構連接至高波段及低波段校準網絡層，分別實現高波段天線、低波段天線饋電端的耦合端口及校準功分合成，高波段天線、低波段天線的天線陣子饋電端再通過多層微波介質板內的垂直互聯結構穿過電源層和控制信號層傳輸至底層的BGA封裝TR組件的饋電口，實現TR組件天線端口與高波段天線、低波段天線的天線陣子饋電端的有效互聯，TR組件的激勵口經垂直互聯至功分饋電網絡層，實現激勵信號的功率分配/合成，最終與混裝連接器的射頻口互聯，控制信號和電源經混裝連接器和電源層和控制信號層，分別傳輸至各BGA封裝TR組件。