[发明专利]高集成度的TR射频模块

说明书

技术领域

本发明涉及有源相控阵雷达中TR组件的设计技术领域，特别涉及一种高集成度的TR射频模块。

背景技术

自20世纪30年代雷达问世以来，雷达技术在第二次世界大战中获得了高速发展，90年代以后，有源相控阵雷达已成为雷达发展中的主流。

每部有源相控阵雷达中，包含多个T/R组件，它既完成接收任务又完成发射任务以及天线波束电扫描。每一个T/R组件就相当于一个普通雷达的高频头，既包含有发射功率放大器，又有低噪声放大器、移相器及波束控制电路等功能电路。随着现代科技对有源相控阵雷达的要求越来越高，作为有源相控阵雷达核心部件之一的T/R组件的性能也提出了更高的要求，要求集成度高、一致性好、体积小、重量轻，能适应不同的工作平台和环境。目前国内市场化的高频段TR组件还比较少，现有产品的结构复杂，尺寸较大，集成度较低，TR射频通道缺乏有效的幅度相位调制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种模块化、小型化、高集成度且具有幅度和相位控制功能的TR射频模块。   

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

高集成度的TR射频模块，由两块1X8模块对扣组合而成，每个1X8模块主要包括盒体，所述盒体内安装有LTCC集成电路、波控子板、波导-微带转换结构、射频输入接口及输出接口，所述波控子板与LTCC集成电路通过金丝焊接连通；所述LTCC集成电路以LTCC基板为载体，在LTCC基板上集成有驱动芯片、功分器、8路TR通道及DAC控制芯片，所述射频输入接口依次经波导-微带转换结构、驱动芯片、功分器后再分别通过8路TR通道与射频输出接口连接。

上述高集成度的TR射频模块中，所述8路TR通道中的每个通道由矢量调制器芯片、TR芯片及环行器依次级联而成。

    上述高集成度的TR射频模块中，所述LTCC集成电路、波控子板以及波导-微带转换结构安装在盒体的正面；波控子板安装在盒体的背面；射频输入接口和输出接口安装在盒体的侧面。各个电子元件布局紧凑合理，使TR射频模块的体积进一步缩小。

    上述高集成度的TR射频模块中，所述射频输入接口为矩形波导口，通过波导-微带转换结构与LTCC集成电路实现信号传输；射频输出接口为SMP双阳接头，通过双阳SMP接头可与外部天线对接。

上述高集成度的TR射频模块中，所述波控子板上还设置有SPI总线接口，外部信号可经SPI总线接口进入波控子板。

 上述高集成度的TR射频模块中，由于波控子板通过金丝焊接与LTCC集成电路相连，波控子板可与DAC控制芯片实现信号传输，所述DAC控制芯片再通过内部走线与矢量调制器芯片互连。在对LTCC集成电路进行控制时，外部信号通过控制DAC控制芯片的输出电压，来对矢量调制器芯片进行幅相控制。

上述高集成度的TR射频模块中，所述波控子板上包括电源调制电路和逻辑控制电路，以及相应的控制电源接口和控制逻辑接口，所述控制电源接口和控制逻辑接口通过金丝焊接方式与LTCC集成电路连接；TR射频模块所包含的两块波控子板通过软带缆进行互连。

上述高集成度的TR射频模块中，所述1X8模块还包括盖板、屏蔽板等保护性结构。所述盖板安装在盒体正面，位于LTCC集成电路之上，用于保护LTCC集成电路及相关电子元器件；屏蔽板位于SMP接头的外围，防止外部信号干扰。

上述1X8模块中，LTCC集成电路以LTCC基板为载体，通过集成驱动芯片、功分器、8路TR通道、DAC控制芯片、馈电网络及相应控制电路，实现了微波信号的放大，达到了控制电路的高度集成。由于波控子板可与DAC控制芯片实现信号传输，DAC控制芯片再通过内部走线与各个矢量调制器芯片实现互连，通过控制DAC控制芯片的输出电压，进而控制矢量调制器芯片，完成对模块中每路TR通道的幅度和相位的调整，波控子板还对各个通道芯片提供电源。所述波导-微带结构用于波导到微带结构的匹配。所述馈电网络用于完成8路TR通道的等幅同相的馈电或8路TR通道的信号合成。