一种超宽工作带宽的微波TR组件
专利汇可以提供一种超宽工作带宽的微波TR组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种超宽工作带宽的 微波 TR组件，由双向 放大器 、一分四功分器、八个连通天线的TR通道组成发射链路和接收链路；每个TR通道均包括 功率放大器 、隔离器、收发 开关 芯片、 限幅 器、一级 低噪声放大器 ，和集成在LTCC多层 电路 基板 上的多功能芯片、发射 信号 可调 移相器 、发射信号驱动放大器、可调 衰减器 、接收信号可调移相器、二级低噪声放大器；通过在LTCC多层电路基板上集成多功能芯片，尽可能减少了微波芯片数量及其互联电路，同时利用LTCC多层电路基板的微波接地连续性更好，使得工作带宽更宽，结合在每个发射和接收通道中设置的可调移相器和可调衰减器固定调节信号的 相位 和幅度，确保了每个TR通道收发信号的幅相一致性。，下面是一种超宽工作带宽的微波TR组件专利的具体信息内容。
1.一种超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：由两个设备侧SMP射频连接器、两个双向放大器、两个一分四功分器、八个连通至天线的TR通道组成发射链路和接收链路；每个TR通道均包括发射信号功率放大器、发射链路隔离器、大功率收发开关芯片、天线侧SMP射频连接器、接收链路限幅器、一级低噪声放大器，以及集成在LTCC多层电路基板上的多功能芯片、发射信号可调移相器、发射信号驱动放大器、接收信号可调衰减器、接收信号可调移相器和二级低噪声放大器；其中：
在射频信号处于发射工作状态时的发射链路中，两个双向放大器均处于发射打开和接收关断的状态，两个发射射频信号分别经由各自的设备侧SMP射频连接器进入相应的两个双向放大器，每个发射射频信号经过各自的双向放大器放大之后进入相应的一分四功分器，并被各自的一分四功分器分配成四个发射射频信号；八个发射射频信号分别进入八个TR通道中的多功能芯片进行衰减、移相和放大处理；之后每个发射射频信号依次经过各自的发射信号可调移相器、发射信号驱动放大器和发射信号功率放大器分别进行相位固定调整、幅度放大和饱和放大；之后每个发射射频信号通过各自的发射链路隔离器进入相应的大功率收发开关芯片，在射频信号处于发射工作状态时所有的大功率收发开关芯片均处于发射打开和接收关断的状态，每个发射射频信号经过各自的大功率收发开关芯片之后通过各自TR通道中的天线侧SMP射频连接器输出至天线，并由天线向外发射；
在射频信号处于接收工作状态时的接收链路中，天线接收射频信号，通过八个TR通道中的天线侧SMP射频连接器输入至各自的大功率收发开关芯片，在射频信号处于接收工作状态时所有的大功率收发开关芯片均处于发射关断和接收打开的状态，每个接收射频信号经过各自的大功率收发开关芯片之后通过各自TR通道中的接收链路限幅器进入一级低噪声放大器进行第一次低噪声放大；之后每个接收射频信号依次经过各自的接收信号可调衰减器、接收信号可调移相器、二级低噪声放大器分别进行幅度调整、相位调整和第二次低噪声放大；之后每个接收射频信号进入各自的多功能芯片进行衰减、移相和放大处理；八个接收射频信号通过与八个TR通道相连接的两个一分四功分器合并成两个接收射频信号分别进入相应的双向放大器；在射频信号处于接收工作状态时接收链路中的两个双向放大器均处于发射关断和接收打开的状态，两个接收射频信号分别经由各自的设备侧SMP射频连接器输出。
2.根据权利要求1所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：还包括两个用于输入控制信号和电源信号的微矩形电连接器、两个双向发射电源调制芯片和两个双向接收电源调制芯片，每个TR通道还包括集成在LTCC多层电路基板上的波控芯片、发射电源调制芯片和接收电源调制芯片；控制信号和电源信号经由两个微矩形电连接器分别进入八个TR通道，由各自TR通道中的波控芯片将串行控制数据转换成并行控制数据，以控制多功能芯片工作，并直接给各自TR通道中的多功能芯片提供工作所需的+5V电源；
在射频信号处于发射工作状态时，所述波控芯片控制相应的发射电源调制芯片调制发射信号驱动放大器和发射信号功率放大器所需要的电压，控制大功率收发开关芯片打开发射通道，以及控制相应的双向发射电源调制芯片调制双向放大器所需要的电压；
在射频信号处于接收工作状态时，所述波控芯片控制相应的接收电源调制芯片调制一级低噪声放大器和二级低噪声放大器所需要的电压，控制大功率收发开关芯片打开接收通道，以及控制相应的双向接收电源调制芯片调制双向放大器所需要的电压。
3.根据权利要求2所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述多功能芯片采用中国电子科技集团公司第十三研究所研制出品的型号为NC15329C-618PD的多功能芯片；
所述波控芯片采用中国电子科技集团公司第五十八研究所出品的型号为JCNS1366的波控芯片。
4.根据权利要求2所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述一分四功分器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC6507C-618U的功分器芯片；所述微矩形电连接器采用21芯气密性电连接器。
5.根据权利要求1所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述LTCC多层电路基板上设置有两个第一沉腔、八个第二沉腔和八个第三沉腔，每个第一沉腔用于集成一个双向放大器和一个一分四功分器，并在每个第一沉腔的口部铺设一片第一盖板；每个第二沉腔用于集成一个多功能芯片和一个波控芯片，并在每个第二沉腔的口部铺设一片第二盖板；每个第三沉腔用于集成一个发射信号可调移相器、一个接收信号可调移相器、一个发射信号驱动放大器、一个二级低噪声放大器和一个接收信号可调衰减器，并在每个第三沉腔的口部铺设一片第三盖板；所述第一盖板、第二盖板和第三盖板均为陶瓷片。
6.根据权利要求1所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述LTCC多层电路基板设置在微波TR组件的壳体内，所述壳体的每个TR通道均设置由一道隔墙筋隔开形成相应的腔体；每个TR通道的大功率收发开关芯片、接收链路限幅器、一级低噪声放大器均位于与其相对应的腔体内并靠近腔体外侧端的位置，且大功率收发开关芯片、接收链路限幅器、一级低噪声放大器均通过热沉焊接在壳体上，并通过大功率收发开关芯片与相对应的天线侧SMP射频连接器电性连接；每个TR通道的发射信号功率放大器分别位于与其相对应的腔体内并靠近腔体内侧端的位置，且发射信号功率放大器通过热沉焊接在壳体上；每个TR通道的发射链路隔离器位于与其相对应的腔体内的中间位置，且发射链路隔离器直接焊接在壳体上。
7.根据权利要求6所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述发射信号功率放大器芯片采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的NC11669C-618P10的GaN芯片，所述热沉采用金刚石铜材料制作。
8.根据权利要求1所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述大功率收发开关芯片采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC1602C-118A的低损耗大功率收发开关芯片；所述发射链路隔离器采用定制边导模隔离器。
9.根据权利要求1所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述发射信号驱动放大器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC11278C-618的驱动放大器芯片；所述发射信号可调移相器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC12125C-618的可调移相器芯片。
10.根据权利要求1所述的超宽工作带宽的微波TR组件，其特征在于：所述接收链路限幅器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC1808C-618的限幅器芯片；
所述接收信号可调衰减器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC13139C-120的可调衰减器芯片；所述一级低噪声放大器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC11261C-618的低噪声放大器芯片；所述接收信号可调移相器均采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC12125C-618的可调移相器芯片；所述二级低噪声放大器采用中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC10260C-
518的低噪声放大器芯片。
一种超宽工作带宽的微波TR组件
技术领域
背景技术
发明内容
在射频信号处于接收工作状态时的接收链路中，天线接收射频信号，通过八个TR通道中的天线侧SMP射频连接器输入至各自的大功率收发开关芯片，在射频信号处于接收工作状态时所有的大功率收发开关芯片均处于发射关断和接收打开的状态，每个接收射频信号经过各自的大功率收发开关芯片之后通过各自TR通道中的接收链路限幅器进入一级低噪声放大器进行第一次低噪声放大；之后每个接收射频信号依次经过各自的接收信号可调衰减器、接收信号可调移相器、二级低噪声放大器分别进行幅度调整、相位调整和第二次低噪声放大；之后每个接收射频信号进入各自的多功能芯片进行衰减、移相和放大处理；八个接收射频信号通过与八个TR通道相连接的两个一分四功分器合并成两个接收射频信号分别进入相应的双向放大器；在射频信号处于接收工作状态时接收链路中的两个双向放大器均处于发射关断和接收打开的状态，两个接收射频信号分别经由各自的设备侧SMP射频连接器输出。
在射频信号处于发射工作状态时，所述波控芯片控制相应的发射电源调制芯片调制发射信号驱动放大器和发射信号功率放大器所需要的电压，控制大功率收发开关芯片打开发射通道，以及控制相应的双向发射电源调制芯片调制双向放大器所需要的电压；
在射频信号处于接收工作状态时，所述波控芯片控制相应的接收电源调制芯片调制一级低噪声放大器和二级低噪声放大器所需要的电压，控制大功率收发开关芯片打开接收通道，以及控制相应的双向接收电源调制芯片调制双向放大器所需要的电压。
图3是本发明图2的侧视图；
图4是本发明图2中局部A的放大图；
图5是本发明超宽工作带宽的微波TR组件实施例所用壳体的立体图；
图6是本发明图2中局部B的放大图；
图中标号汇总：LTCC多层电路基板101、双向放大器(102a和102b)、一分四功分器(103a和103b)、多功能芯片104、波控芯片105、发射信号可调移相器106a、接收信号可调移相器
106b、发射信号驱动放大器107、发射电源调制芯片(108、109和110)、发射信号功率放大器
111a、热沉111b、发射链路隔离器112、大功率收发开关芯片113、接收链路限幅器114、一级低噪声放大器115a、二级低噪声放大器115b、接收信号可调衰减器116、接收电源调制芯片(117和118)、双向接收电源调制芯片119a、双向发射电源调制芯片119b、设备侧SMP射频连接器(120a和120b)、天线侧SMP射频连接器120c、微矩形电连接器(121a和121b)、壳体122、第一沉腔122a、第二沉腔122b、第三沉腔122c、隔墙筋122e、腔体122d、第一盖板123a、第二盖板123b、第三盖板123c。
具体实施方式
104和一个波控芯片105，并在每个第二沉腔122b的口部铺设一片第二盖板123b；每个第三沉腔122c用于集成一个发射信号可调移相器106a、一个接收信号可调移相器106b、一个发射信号驱动放大器107、一个二级低噪声放大器115b和一个接收信号可调衰减器116，并在每个第三沉腔122c的口部铺设一片第三盖板123c；通过在LTCC多层电路基板101上局部挖腔，将芯片贴装于沉腔内，并在上方铺设盖板，例如0.5mm厚的陶瓷片，能有效防止腔体效应。
所述多功能芯片104集成了放大、移相、衰减等多个功能，可以实现每一个通道独立的幅度和相位控制，实现360°方位角的扫描，满足雷达电子战一体化综合射频系统的要求，用于发射和接收信号的移相、衰减、放大、收发转换等功能，所述多功能芯片104优选中国电子科技集团公司第十三研究所研制出品的型号为NC15329C-618PD的多功能芯片，其移相精度可达到6°，衰减精度可达到1.2dB；所述波控芯片105用于将串行输入的数据转换为并行数据，配置多功能芯片104发射、接收、衰减、移相的工作状态，由多功能芯片104实现射频信号的发射、接收、衰减、移相、放大的控制，还通过配置相应的电源调制芯片进而控制多功能芯片
104的放大工作状态、发射信号功率放大器111a的工作状态、以及两个低噪声放大器芯片(115a和115b)的工作状态，所述波控芯片105优选中国电子科技集团公司第五十八研究所出品的型号为JCNS1366的波控芯片；所述发射信号可调移相器106a用于固定调节发射信号的相位，接收信号可调移相器106b用于固定调节接收信号的相位，均优选中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC12125C-618的可调移相器芯片，其插损≤0.6dB，各态幅度变化±0.025dB；所述发射信号驱动放大器107用于进一步放大发射信号的幅度，因为多功能芯片104对发射信号只是小幅度放大，同时，发射信号在进入发射信号功率放大器芯片111a之前需要满足一定的幅度要求，所以需要经过发射信号驱动放大器107进一步将发射信号放大，所述发射信号驱动放大器107优选中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC11278C-618的驱动放大器芯片；所述二级低噪声放大器115b的功能是将接收的微波信号进行二次低噪声放大，优选中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC10260C-518的低噪声放大器芯片；所述接收信号可调衰减器116用于固定调节接收信号的幅度，优选中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC13139C-120的可调衰减器芯片，其衰减量0 2dB。
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111a为末级功率放大器，用于将发射信号饱和放大后输出，由于超带宽八通道的电路集成度高、输出功率大，所以TR组件热耗大，散热密度高，发射信号功率放大器111a下方的热密度可达到400W/CM2，而GaN较GaAs有更宽的禁带、更高的击穿场强和电子饱和速度，应用于大功率GaN的热导率是GaAs的3倍，由此所述发射信号功率放大器芯片111a可采用GaN芯片，优选中国电子科技集团公司第十三研究所出品的型号为NC11669C-618P10的功率放大器芯片；因为金刚石铜的导热系数为500W/(mk)，约为钼铜的3倍，所以热沉111b优选热膨胀系数更接近GaN、散热性能更好的金刚石铜材料制作。
111a和天线单元之间隔离的发射链路隔离器112，完成发射通道和接收通道的微波隔离，同时在发射工作时隔离来自天线的反射信号，从而防止了天线单元阻抗变化对发射信号功率放大器111a的负载牵引，同时也防止了组件输出端口反射的功率进入发射信号功率放大器
111a的输出端而对其造成伤害；较好的是，所述发射链路隔离器112采用定制边导模隔离器，高度小于5mm，插损比传统的边导模隔离器还要小。
40dbm，增益≥16dB，并可以连续波工作；发射信号驱动放大器107需满足饱和输出功率≥
25dbm，增益≥16dB，并可以连续波工作；两个低噪声放大器(115a和115b)均需满足增益≥
23dB，噪声系数≤1dB；接收链路限幅器114需满足插损≤0.5dB，输入输出驻波＜2，由此制作出的超宽带微波TR组件，其中心频率为12GHz，工作带宽达到100%，可实现6-18GHz的超带宽，可达到3倍频程，不失为一种超宽带、高功率、集成度高的轻小型微波TR组件。
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