专利名称：基于ltcc的x波段tr模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子通信领域，特别是一种用于机载、星载的相控阵雷达等的基于LTCC的X波段TR模块。
背景技术：
现有的X波段TR模块主要采用传统的混合集成方式，组件中较少使用MMIC，因此存在以下两点不足:I)产品笨重、体积庞大，不适用于相控阵雷达的小型化要求；2 )使用的器件数量众多，相互之间的连接点增多，增加了工艺不稳定性、设计和返修复杂性，不便于大量生产。
发明内容本实用新型旨在解决现有的X波段TR模块存在产品笨重、器件数量众多、工艺不稳定、设计和返修复杂等技术问题，以提供一种组件体积小、组件间互连可靠性和稳定性高、设计难度小的基于LTCC的X波段TR模块。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块，移相器I的输出端连接信号输出端，其输入端顺次串接衰减器2和单刀双掷开关3的输出端，单刀双掷开关3的输入端一顺次串接驱动放大器4、功率放大器5、环形器8、限幅器7、低噪声放大器6后与单刀双掷开关3的输入端二相连接，环形器8连接外部输入信号。本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块，其中所述的低噪声放大器6、限幅器7、驱动放大器4、功率放大器5、移相器1、衰减器2、单刀双掷开关3和环形器8均安装于LTCC基板上，并均使用MMIC，其MMIC的焊盘与LTCC表面通过弓I线键合实现互连，LTCC基板内部集成控制走线和无源器件。本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块，其中所述的LTCC基板上安装可筏围框，采用激光封焊技术实现对模块的气密封装。本实用新型基于LTCC的X波段TR模块的有益效果:LTCC基板集成技术的应用大大减少了组件的体积，增加了互连的可靠性和稳定性。MMIC的大量使用一方面减小了设计的难度，另一方面还提高了集成度。基于LTCC的X波段TR模块在小型化、可靠性方面较传统的TR组件有明显优势，同时设计、装配简单、便于大量生产，为相控阵雷达的实现提供了可靠的保障。
图1本实用新型的结构原理图图中标号说明:I移相器、2衰减器、3单刀双掷开关、4驱动放大器、5功率放大器、6低噪声放大器、7限幅器、8环形器具体实施方式
本实用新型详细结构、应用原理、作用与功效，参照附图1，通过如下实施方式予以说明。参阅图1所示，本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块，移相器I的输出端连接信号输出端，其输入端顺次串接衰减器2和单刀双掷开关3的输出端，单刀双掷开关3的输入端一顺次串接驱动放大器4、功率放大器5、环形器8、限幅器7、低噪声放大器6后与单刀双掷开关3的输入端二相连接，环形器8连接外部输入信号。本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块通过丽IC实现有源集成、LTCC实现无源集成，采用共晶焊接、引线键合和激光封焊等新工艺完成装配。基于LTCC的X波段TR模块中的LNA、限幅器、驱动放大器、功放、移相器、衰减器、开关和控制芯片均使用MMIC。这些MMIC不仅功能强大，而且集成度高、体积小、组装简单。采用LTCC作为载板技术，LTCC基板上可开模各种形状的空腔，MMIC放置在空腔内。MMIC底部与LTCC之间通过共晶焊粘接，对于大功率芯片则需要加入钨铜板以方便散热。MMIC的焊盘与LTCC表面通过引线键合实现互连，LTCC基板内部集成控制走线和无源器件。在LTCC基板上安装可筏围框，采用激光封焊技术实现对模块的气密封装。最终整个模块不仅完成了射频信号的收发、移相功能，还实现了产品的小型化和可靠性。本实用新型的设计重心在于小型化和可靠性，组件不具备变频滤波功能，主要是完成射频信号的接收发射。模块虽然功能单一，但是便于小型化设计，而且性能优良可靠，主要表现在发射功率达到low、移相精度小于5°、接收增益大、噪声系数小、收发隔离度好等几个方面。图中环形器外购，其余有源器件使用的是Mimix Broadband公司开发的X波段相控阵雷达单片微波集成电路芯片组，LTCC基板在中电43所加工。模块中的PCB自行设计，PCB板中不再混合中射频信号，只为LTCC基板提供电源控制信号。本实用新型的信号分为接收和发射两路，LTCC基板在两路信号之间设置有隔离墙并打上至少两排屏蔽孔。信号输入端用开关芯片完成收发控制，输出端使用环形器来实现收发隔离，并可增加稳定性、改善模块与天线的匹配。移相器和衰减器置于公共端，移相器芯片要求移相精度小于5°，衰减器芯片要求具有很大的幅度调节范围，这样就能保证相控阵雷达各阵元之间具有良好的幅相一致性。作为发射支路，驱动放大器具有很高的增益和很好的线性度，它能在线性范围内放大输入的信号并驱动末级功放，减小了对输入级信号强度的要求；末级功放具有很高的输出功率和良好的输出50欧姆匹配，通常在大功率条件下也需要做特殊的散热处理。作为接收支路，限幅器对LNA提供了很好的保护，提高了 TR模块的动态范围；LNA具有适宜的增益和优良的噪声系数，在有效放大天线接收到的微弱信号的同时，确保整个模块和系统的噪声指标。整个模块的电源和控制信号由背面的PCB板提供，PCB板与LTCC基板之间通过金丝键合连接。PCB板具有电源调制、AD转换和TTL输出功能，电源调制信号为MMIC提供电源供电，AD转换信号控制移相器和衰减器，TTL信号驱动开关。
权利要求1.基于LTCC的X波段TR模块，其特征在于:移相器(I)的输出端连接信号输出端，其输入端顺次串接衰减器(2)和单刀双掷开关(3)的输出端，单刀双掷开关(3)的输入端一顺次串接驱动放大器(4)、功率放大器(5)、环形器(8)、限幅器(7)、低噪声放大器(6)后与单刀双掷开关(3 )的输入端二相连接，环形器(8 )连接外部输入信号。
2.根据权利要求1所述的基于LTCC的X波段TR模块，其特征在于:所述的低噪声放大器(6)、限幅器(7)、驱动放大器(4)、功率放大器(5)、移相器(I)、衰减器(2)、单刀双掷开关(3)和环形器(8)均安装于LTCC基板上，并均使用丽1C，其丽IC的焊盘与LTCC表面通过弓I线键合实现互连，LTCC基板内部集成控制走线和无源器件。
3.根据权利要求2所述的基于LTCC的X波段TR模块，其特征在于:所述的LTCC基板上安装可筏围框，采用激光封焊技术实现对模块的气密封装。
专利摘要本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块，涉及电子通信领域，旨在解决现有的X波段TR模块存在产品笨重、器件数量众多、工艺不稳定、设计和返修复杂等技术问题。本实用新型的基于LTCC的X波段TR模块，移相器(1)的输出端连接信号输出端，其输入端顺次串接衰减器(2)和单刀双掷开关(3)的输出端，单刀双掷开关(3)的输入端一顺次串接驱动放大器(4)、功率放大器(5)、环形器(8)、限幅器(7)、低噪声放大器(6)后与单刀双掷开关(3)的输入端二相连接，环形器(8)连接外部输入信号。
文档编号H01P1/22GK202978840SQ201220575058
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者许浩 申请人:成都九洲迪飞科技有限责任公司