[發明專利]一種類“三明治”型有源陣列天線系統架構

在審

• 申請號: 202210023413.6
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114447630A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 劉俊永;魯加國;王泉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q23/00;H01Q1/00;H05K7/20
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

本發明公開了天線領域的一種類“三明治”型有源陣列天線系統架構，包括陶瓷有源天線板、陶瓷波控板及金屬散熱冷板；陶瓷有源天線板的上表面貼裝有天線，內部布設有有源收發電路與饋電網絡，底部布設有若干用于端口連接的接口焊盤；陶瓷有源天線板與陶瓷波控板的底部分別安裝有若干芯片，陶瓷波控板的內部布設有波束控制電路及二次電源電路；金屬散熱冷板固定在陶瓷有源天線板與陶瓷波控板之間，且其表面對應于陶瓷有源天線板的芯片貫通開設有第一空腔窗，對應于接口焊盤貫通開設有第二空腔窗；陶瓷波控板的表面對應于第二空腔窗開設有第三空腔窗。本發明具有厚度較薄、重量較輕、信號傳輸損耗較小、散熱良好的特點。

技術領域

本發明涉及天線領域，具體是一種類“三明治”型有源陣列天線系統架構。

背景技術

在有源陣列天線系統的設計中，不僅需要考慮電性能設計，還需要對系統的尺寸、重量、散熱能力等進行設計。傳統的有源陣列天線系統將陣列天線、有源收發組件、饋電網絡及波束控制模塊分別設計、制造，再使用線纜將各部分連接，組成類“磚塊”型系統，各組成部分均包含散熱結構。由于尺寸大、重量重、信號傳輸損耗大等原因，類“磚塊”型系統逐漸被類“瓦片”型系統取代。

類“瓦片”型有源陣列天線系統將陣列天線、有源收發組件、饋電網絡等設計制造成1塊有源天線電路板，使用線纜或連接器將波束控制模塊與有源天線電路板連接，組成系統，其中有源天線電路板和波束控制模塊各自包含散熱結構。

在星載SAR和機載雷達等裝備的射頻系統設計中，要求有源陣列天線厚度更薄、重量更輕、信號傳輸損耗更小、發射功率更大。目前常用的類“磚塊”型系統架構和類“瓦片”型系統架構已難以同時滿足天線系統在厚度尺寸、重量、信號傳輸損耗和發射功率等多個方面的技術需求。

本發明提出一種類“三明治”型有源陣列天線系統架構，能夠解決上述技術難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種類“三明治”型有源陣列天線系統架構，解決了上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種類“三明治”型有源陣列天線系統架構，包括陶瓷有源天線板、陶瓷波控板及金屬散熱冷板；所述陶瓷有源天線板的上表面貼裝有天線，內部布設有有源收發電路與饋電網絡，底部布設有若干用于端口連接的接口焊盤；所述陶瓷有源天線板與陶瓷波控板的底部分別安裝有若干芯片，所述陶瓷波控板的內部布設有波束控制電路及二次電源電路；所述金屬散熱冷板固定在所述陶瓷有源天線板與陶瓷波控板之間，且其表面對應于陶瓷有源天線板的芯片貫通開設有第一空腔窗，對應于陶瓷有源天線板的接口焊盤貫通開設有第二空腔窗；所述陶瓷波控板的表面對應于第二空腔窗開設有第三空腔窗，所述陶瓷有源天線板的接口焊盤與陶瓷波控板上的波束控制電路、二次電源電路通過穿過第二空腔窗、第三空腔窗的金屬引線連接。

在一些實施例中，所述金屬引線包括金屬引針與金屬絲，所述金屬引針固定在所述陶瓷有源天線板的接口焊盤上并伸入到所述第二空腔窗內形成信號接口，所述金屬引針通過金屬絲與陶瓷波控板上的波束控制電路、二次電源電路連接。

在一些實施例中，所述陶瓷波控板底部的芯片通過金屬密封外殼封裝。

在一些實施例中，所述陶瓷有源天線板與陶瓷波控板底部的芯片采用BGA封裝，所述金屬散熱冷板的第一空腔窗與陶瓷有源天線板底部的芯片之間的縫隙中填充有導熱膠。

在一些實施例中，所述金屬散熱冷板內部設置有冷卻液通道。

在一些實施例中，所述金屬散熱冷板的材質為可伐金屬或者導熱系數大于100W/m·K、熱膨脹系數在4～10ppm/℃范圍內的材料。

所述陶瓷有源天線板與陶瓷波控板為LTCC多層布線陶瓷板或HTCC多層布線陶瓷板。