[發(fā)明專利]一種基于微系統(tǒng)的輕薄化高密度集成天線陣面架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911416247.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111180899B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡明春;孫磊;王侃;孫慶鋒;居軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十四研究所
• 主分類號(hào): H01Q21/00
• 分類號(hào): H01Q21/00;H01Q23/00;H01Q1/00;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

本發(fā)明涉及一種基于微系統(tǒng)的輕薄化高密度集成天線陣面架構(gòu)，其中，所述四通道芯片化有源TR組件和芯片電源交錯(cuò)排列，采用高密度集成焊接工藝固定于高低頻混壓印制板的背面，同時(shí)高低頻混壓印制板的背面一側(cè)焊接波束控制元器件，同時(shí)貼裝對(duì)外射頻連接器、對(duì)外低剖面低頻連接器；所述波束控制元器件和芯片電源與高低頻混壓印制板采用SMT方式焊接互聯(lián)。本發(fā)明以多層印制板層壓形式、通過印制板板間垂直互連實(shí)現(xiàn)各類信號(hào)高效、可靠傳輸，最大限度地提高天線陣面集成度，減小有效載荷的體積和重量，提高系統(tǒng)的可靠性；同時(shí)兼顧當(dāng)前多層印制板加工、元器件微組裝等工藝實(shí)現(xiàn)水平；并首次在Ku頻段實(shí)現(xiàn)滿足該架構(gòu)的天線、綜合射頻網(wǎng)絡(luò)、TR組件、波控芯片、電源芯片無引線互連。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及，尤其涉及一種基于微系統(tǒng)的輕薄化高密度集成天線陣面架構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，小型化、輕薄化、高集成是雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的重要方向，尤其是在受載荷平臺(tái)限制的機(jī)載、彈載、星載雷達(dá)領(lǐng)域，傳統(tǒng)有源天線陣面架構(gòu)設(shè)計(jì)愈發(fā)顯出不足之處。傳統(tǒng)有源天線陣面架構(gòu)一般是根據(jù)總指標(biāo)要求通過反復(fù)迭代得到較為合理的各分機(jī)分配指標(biāo)要求，然后各分機(jī)按照分配指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，再電裝進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。這種架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是各分機(jī)之間界面清晰，設(shè)計(jì)階段互不影響，后期整機(jī)調(diào)試時(shí)也容易定位和排故，但是缺點(diǎn)也很明顯：

在這種架構(gòu)下有源天線陣面的天線單元、TR(Transmitter and Receiver，收發(fā))組件、饋電網(wǎng)絡(luò)、波束控制單元、二次電源各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，最后再通過射頻電纜、低頻電纜實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和互聯(lián)，結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)天線陣面有較多的各類電纜、連接器等，可靠性不高，無法實(shí)現(xiàn)有源天線陣面的輕薄化和高集成設(shè)計(jì)，限制了有源天線陣面平臺(tái)的適應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于微系統(tǒng)的輕薄化高密度集成天線陣面架構(gòu)，其有別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的有源天線陣面架構(gòu)，能夠針對(duì)空間緊張或?qū)χ亓棵舾械妮d荷平臺(tái)，通過輕薄化高密度集成的有源陣面架構(gòu)，在Ku頻段，集成了天線單元、TR組件、射頻饋電網(wǎng)絡(luò)、波束控制網(wǎng)絡(luò)以及電源網(wǎng)絡(luò)的綜合網(wǎng)絡(luò)，引領(lǐng)了新工藝在高頻段的應(yīng)用，滿足了載荷平臺(tái)對(duì)小型化、輕量化和高可靠性的要求。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種基于微系統(tǒng)的輕薄化高密度集成天線陣面架構(gòu)，其包括：

高低頻混壓印制板、四通道芯片化有源TR組件、波束控制元器件、芯片電源、對(duì)外射頻連接器、對(duì)外低剖面低頻連接器；

四通道芯片化有源TR組件和芯片電源交錯(cuò)排列，采用高密度集成焊接工藝固定于高低頻混壓印制板的背面，同時(shí)高低頻混壓印制板的背面一側(cè)焊接波束控制元器件，同時(shí)貼裝對(duì)外射頻連接器、對(duì)外低剖面低頻連接器；

所述波束控制元器件和芯片電源與高低頻混壓印制板采用SMT(Surface MountedTechnology，表面貼裝技術(shù))方式焊接互聯(lián)。

更優(yōu)選地，所述高低頻混壓印制板為多層板層壓結(jié)構(gòu)，包含輻射層、射頻網(wǎng)絡(luò)層、信號(hào)電源層；所述輻射層和射頻網(wǎng)絡(luò)層組成高頻板，所述信號(hào)電源層為低頻板；

所述高低頻混壓印制板將輻射層、射頻網(wǎng)絡(luò)層、信號(hào)電源層通過層壓集成為一塊印制板，作為有源陣面的載板，前面是輻射層，中間是射頻網(wǎng)絡(luò)層，背面是信號(hào)電源層；

所述輻射層、射頻網(wǎng)絡(luò)層、信號(hào)電源層之間通過銅漿燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)高低頻信號(hào)互連。

更優(yōu)選地，所述輻射層由雙面覆銅板和半固化片組成，包括天線單元層、耦合電路層、饋電電路層以及射頻垂直互聯(lián)層，各層之間通過半固化片依次壓合到一起；天線單元層上的輻射天線采用低剖面貼片天線形式。

更優(yōu)選地，所述射頻網(wǎng)絡(luò)層由雙面覆銅板和半固化片組成，包括第一射頻地層、和差網(wǎng)絡(luò)層、第二射頻地層、功分網(wǎng)絡(luò)層和第三射頻地層；各層之間通過半固化片依次壓合到一起。