一种W波段有源相控阵封装天线架构的制作方法

本发明涉及天线与微波，尤其涉及一种w波段有源相控阵封装天线架构。

背景技术：

1、w波段有源相控阵是相控阵天线技术新的发展方向，其在高精度探测、高分辨成像、高速率通信等领域有重要应用前景。传统方式的相控阵天线基于模块和单机进行组装集成，现已无法满足w频段有源相控阵的应用需求。由于相控阵天线波束扫描的需要约束了阵元间距需保持在半个波长量级，在w波段该尺寸已下降到毫米量级，此时如何满足阵列所需的各类有源无源器件布局、低损耗高密度射频互连、控制及供电信号互连互通成为典型难题。为此，w波段有源相控阵天线的设计实现与元器件、封装技术的融合在不断深入，其可针对不同系统工作模式进行灵活配置，更使得这类相控阵的微系统化程度不断提高。国外已有科研机构发起类似的研究计划，通过多层封装集成来满足要求，近年已有封装天线(aip)预研成果见诸报道；国内w波段有源相控阵技术的研究尚处于起步阶段，对高集成有源相控阵的系统架构及实现方法有待系统研究。

2、封装天线是基于封装材料与工艺将天线与芯片集成在封装体内实现系统级收发功能的技术。为了克服芯片与天线封装中出现的问题，以及更好地与射频收发芯片进行匹配，微波技术领域出现了一种先进的芯片-天线解决方案，那就是将单芯片射频收发器与天线(或阵列天线)集成到同一个封装体中。封装天线技术顺应了半导体工艺集成度提高的潮流，但是并未出现具体的将其应用到w波段有源相控阵的芯片结构，因此需要提供一种能够将其应用到w波段有源相控阵天线的架构设计中的方法。

技术实现思路

1、为解决现有的技术问题，本发明提供了一种w波段有源相控阵封装天线架构。

2、本发明的具体内容如下：一种w波段有源相控阵封装天线架构，从上至下依次包括辐射天线层、有源电路层、综合网络层、结构框架及散热层以及阵面供电及控制层，辐射天线层为低剖面阵列天线，有源电路层位于辐射天线层之下，具实现中频信号到射频信号之间的变频、多通道移相、衰减，综合网络层作为母板，结构边框及散热层中设有冷却流道，阵面供电及控制层集成了阵面控制模块和阵面供电模块，并完成控制信号和电源功率的向上传输。

3、进一步的，辐射天线层和有源电路层首先集成为封装子阵的形式，组成不同规模的w波段有源相控阵天线阵面，综合网络层将本振信号、中频信号、控制信号分发到各个封装子阵。

4、进一步的，辐射天线层与有源电路层之间采用球栅格阵列连接方式。

5、进一步的，辐射天线层采用玻璃基作为馈电结构的介质基底。

6、进一步的，有源电路层采用硅基作为有源电路层的封装材料。

7、进一步的，综合网络层采用htcc作为介质基底。

8、进一步的，结构框架及散热层采用结构框架与散热流道一体化设计。

9、本发明的有益效果：采用这样的结构后，实现了多种封装材料的异质异构集成，且充分利用了各种封装材料各自的优点，使得辐射天线具有高辐射效率，易于实现多功能芯片的高集成，同时可将有源电路层的热量快速导到结构框架及散热层中。

技术特征：

1.一种w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：从上至下依次包括辐射天线层、有源电路层、综合网络层、结构框架及散热层以及阵面供电及控制层，辐射天线层为低剖面阵列天线，有源电路层位于辐射天线层之下，具实现中频信号到射频信号之间的变频、多通道移相、衰减，综合网络层作为母板，结构边框及散热层中设有冷却流道，阵面供电及控制层集成了阵面控制模块和阵面供电模块，并完成控制信号和电源功率的向上传输。

2.根据权利要求1所述的w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：辐射天线层和有源电路层首先集成为封装子阵的形式，组成不同规模的w波段有源相控阵天线阵面，综合网络层将本振信号、中频信号、控制信号分发到各个封装子阵。

3.根据权利要求1所述的w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：辐射天线层与有源电路层之间采用球栅格阵列连接方式。

4.根据权利要求1所述的w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：辐射天线层采用玻璃基作为馈电结构的介质基底。

5.根据权利要求1所述的w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：有源电路层采用硅基作为有源电路层的封装材料。

6.根据权利要求1所述的w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：综合网络层采用htcc作为介质基底。

7.根据权利要求1所述的w波段有源相控阵封装天线架构，其特征在于：结构框架及散热层采用结构框架与散热流道一体化设计。

技术总结
本发明涉及一种W波段有源相控阵封装天线架构，从上至下依次包括辐射天线层、有源电路层、综合网络层、结构框架及散热层以及阵面供电及控制层，辐射天线层为低剖面阵列天线，有源电路层位于辐射天线层之下，具实现中频信号到射频信号之间的变频、多通道移相、衰减，综合网络层作为母板，结构边框及散热层中设有冷却流道，阵面供电及控制层集成了阵面控制模块和阵面供电模块，并完成控制信号和电源功率的向上传输。本发明实现了多种封装材料的异质异构集成，且充分利用了各种封装材料各自的优点，使得辐射天线具有高辐射效率，易于实现多功能芯片的高集成，同时可将有源电路层的热量快速导到结构框架及散热层中。

技术研发人员：李斌,邓晔,张金平,周浩,孙红兵
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26