本发明公开了一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，包括：SIP腔体，所述SIP腔体上设置有若干W频段波导口；多个射频链路，位于所述SIP腔体内，所述射频链路为一分多链路，其端口均与W频段波导口连接；连接子板，由射频基板和接口板组成；AD控制芯片，位于所述SIP腔体内，所述AD控制芯片通过所述射频基板与所述射频链路连接，所述AD控制芯片还与所述接口板连接。本发明中射频链路为一分多链路，减少了需要的元件数量，便于将电路集成到小尺寸结构体内。
1.一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，包括：SIP腔体（1），所述SIP腔体（1）上设置有若干W频段波导口（2）；
多个射频链路，位于所述SIP腔体（1）内，所述射频链路为一分多链路，其端口均与W频段波导口（2）连接；
AD控制芯片（5），位于所述SIP腔体（1）内，所述AD控制芯片（5）通过所述射频基板（3）与所述射频链路连接，所述AD控制芯片（5）还与所述接口板（4）连接；
所述公共链路包括第一W频段功放芯片（6），所述第一W频段功放芯片（6）与一个W频段波导口（2）连接；
所述分支链路包括第二W频段功放芯片（9）、第三W频段功放芯片（10）和W频段移相衰减控制芯片（8）；
所述W频段移相衰减控制芯片（8）经射频传输电路（7）与所述第一W频段功放芯片（6）连接；
所述第二W频段功放芯片与（12）所述W频段移相衰减控制芯片（8）连接；
所述第三W频段功放芯片（10）与所述第二W频段功放芯片（9）和一个W频段波导口（2）连接；
所述第一W频段功放芯片（6）、第二W频段功放芯片（9）、第三W频段功放芯片（10）和W频段移相衰减控制芯片（8）均经射频基板（3）与AD控制芯片（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述射频传输电路（7）包括：
第一传输电路（11），与所述第一W频段功放芯片（6）连接；
第二传输电路（12），与所述第一传输电路（11）连接；
多个第三传输电路（13），每个第三传输电路（13）分别与对应的W频段移相衰减控制芯片（8）和所述第二传输电路（12）连接。
3.根据权利要求1所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述射频链路沿水平方向或竖直方向链式布局。
4.根据权利要求1所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述AD控制芯片（5）和射频链路的安装位置周边设置有装配槽（14）。
5.根据权利要求4所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述SIP腔体（1）的壁厚大于1mm。
6.根据权利要求1所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述射频链路通过微带‑波导转换结构（15）与W频段波导口（2）连接；所述微带‑波导转换结构（15）设置在陶瓷基板上，所述陶瓷基板设置在所述W频段波导口（2）上，且所述陶瓷基板封闭所述W频段波导口（2）。
7.根据权利要求6所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述微带‑波导转换结构（15）包括探针（16）、两片探针耦合片（17）和接地块（18），所述探针（16）和探针耦合片（17）分别设置于所述接地块（18）的两面，两片探针耦合片（17）以探针（16）为中心线对称设置，所述探针（16）上设置有向内凹陷形成的细线段。
8.根据权利要求1所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述连接子板为高温共烧陶瓷电路板。
9.根据权利要求1所述的一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，所述射频基板（3）和接口板（4）与所述SIP腔体（1）内腔对位嵌合，所述接口板（4）与所述SIP腔体（1）焊接；和/或，
所述SIP腔体（1）由下腔体和盖板组成，所述下腔体与所述盖板激光封焊。
一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块
技术领域
[0001] 本发明涉及SIP模块技术领域，特别是涉及一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块。
背景技术
[0002] W频段作为毫米波频段中传输损耗较小的四个大气窗口之一，由于其频率高、频段宽、损耗较小等特点，在相控阵领域具有广泛的应用前景。SIP，即system in package，指由
两个或多个不同芯片组装在一起形成一个系统的封装件。
[0003] W频段频率较高，对应的电路结构尺寸小，对电路加工、结构加工、组装工艺等多方面有非常严苛的要求。W频段相控阵要求的通道间距小，通常单个通道需要同时实现通道收
发信号放大、移相衰减控制、收发加电控制等功能，将实现这些功能的芯片和电路集成到可
实现的小尺寸结构体内难度很大。由于各个环节的工艺原因，W频段的TR设计可能涉及大量
的测试、调试、整修和更换，一体化的TR设计会带来较大的失效风险和设计生产时间浪费。
为了保证W频段信号传输的性能，通常需采用空气波导的传输方式，该传输方式导致SIP模
块的输入输出部分有波导开口，很难实现气密。
[0004] 由于上述原因，目前W频段TR组件设计具有较高的设计门槛，而在TR设计中采用SIP小模块封装设计则更少，同时，W频段TR通道的气密设计实现难度大。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，其特征在于，包括：
[0007] SIP腔体，所述SIP腔体上设置有若干W频段波导口；
[0008] 多个射频链路，位于所述SIP腔体内，所述射频链路为一分多链路，其端口均与W频段波导口连接；
[0009] 连接子板，由射频基板和接口板组成；
[0010] AD控制芯片，位于所述SIP腔体内，所述AD控制芯片通过所述射频基板与所述射频链路连接，所述AD控制芯片还与所述接口板连接。
[0011] 优选的，所述射频链路包括公共链路和多个分支链路；
[0012] 所述公共链路包括第一W频段功放芯片，所述第一W频段功放芯片与一个W频段波导口连接；
[0013] 所述分支链路包括第二W频段功放芯片、第三W频段功放芯片和W频段移相衰减控制芯片；
[0014] 所述W频段移相衰减控制芯片经射频传输电路与所述第一W频段功放芯片连接；
[0015] 所述第二W频段功放芯片与所述W频段移相衰减控制芯片连接；
[0016] 所述第三W频段功放芯片与所述第二W频段功放芯片和一个W频段波导口连接；
[0017] 所述第一W频段功放芯片、第二W频段功放芯片、第三W频段功放芯片和W频段移相衰减控制芯片均经射频基板与AD控制芯片连接。
[0018] 优选的，所述射频传输电路包括：
[0019] 第一传输电路，与所述第一W频段功放芯片连接；
[0020] 第二传输电路，与所述第一传输电路连接；
[0021] 多个第三传输电路，每个第三传输电路分别与对应的W频段移相衰减控制芯片和所述第二传输电路连接。
[0022] 优选的，所述射频链路沿水平方向或竖直方向链式布局。
[0023] 优选的，所述AD控制芯片和射频链路的安装位置周边设置有装配槽。
[0024] 优选的，所述SIP腔体的壁厚大于1mm。
[0025] 优选的，所述射频链路通过微带‑波导转换结构与W频段波导口连接；所述微带‑波导转换结构设置在陶瓷基板上，所述陶瓷基板设置在所述W频段波导口上，且所述陶瓷基板
封闭所述W频段波导口。
[0026] 优选的，所述微带‑波导转换结构包括探针、两片探针耦合片和接地块，所述探针和探针耦合片分别设置于所述接地块的两面，两片探针耦合片以探针为中心线对称设置，
所述探针上设置有向内凹陷形成的细线段
[0027] 优选的，所述连接子板为高温共烧陶瓷电路板。
[0028] 优选的，所述射频基板和接口板与所述SIP腔体内腔对位嵌合，所述接口板与所述SIP腔体焊接；和/或，
[0029] 所述SIP腔体由下腔体和盖板组成，所述下腔体与所述盖板激光封焊。
[0030] 优选的，所述射频链路的通道间距为5‑7mm。
[0031] 本发明的有益效果是：
[0032] （1）射频链路为一分多链路，减少了需要的元件数量，便于将电路集成到小尺寸结构体内；
[0033] （2）射频传输电路采用分段式设计，降低了异形结构带来的生产和调试的难度，提高了设计和生产的可行性；
[0034] （3）整体链路沿水平方向或竖直方向链式布局，节省了竖直方向或水平方向的空间，便于缩减通道间距；
[0035] （4）通过设置装配槽，便于装配时使用镊子等工具对相应部件进行操作；
[0036] （5）SIP腔体的壁厚大于1mm，即保证了结构强度和通道信号屏蔽性能，又便于达到加工精度；
[0037] （6）微带‑波导转换结构设置在陶瓷基板上，陶瓷基板封闭所述W频段波导口，在完成微带‑波导信号转换的同时，实现了对W频段波导口的气密封闭；
[0038] （7）连接子板为高温共烧陶瓷电路板，具有较高的结构强度；
[0039] （8）射频基板和接口板与所述SIP腔体内腔对位嵌合，接口板与所述SIP腔体焊接，实现了信号传输功能和气密封闭功能一体化；
[0040] （9）下腔体和盖板采用激光封焊，实现了SIP腔体的完整气密。
附图说明
[0041] 图1为W频段多通道气密封装相控阵SIP模块的一种示意图；
[0042] 图2为微带‑波导转换结构的一种示意图；
[0043] 图中，1—SIP腔体，2—W频段波导口，3—射频基板，4—接口板，5—AD控制芯片，6—第一W频段功放芯片，7—射频传输电路，8—W频段移相衰减控制芯片，9—第二W频段功
放芯片，10—第三W频段功放芯片，11—第一传输电路，12—第二传输电路，13—第三传输电
路，14—装配槽，15—微带‑波导转换结构，16—探针，17—探针耦合片，18—接地块。
具体实施方式
[0044] 下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域
技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的
范围。
[0045] 参阅图1‑2，本实施例提供了一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块：
[0046] 如图1所示，一种W频段多通道气密封装相控阵SIP模块，包括SIP腔体1、连接子板、AD控制芯片5和多个射频链路。
[0047] 所述SIP腔体1上设置有若干W频段波导口2。在一些实施例中，所述SIP腔体1由下腔体和盖板组成，所述W频段波导口2设置在下腔体上，所述下腔体与所述盖板激光封焊，保
证了SIP腔体1的完整气密性。
[0048] 所述连接子板由射频基板3和接口板4组成。一般的，所述射频基板3用于将各个芯片的端口进行相应连接，所述接口板4为包含低频电路和电源接口的电路板。在一些实施例
中，所述连接子板为高温共烧陶瓷电路板（HTCC），具有较高的结构强度。在一些实施例中，
所述射频基板3和接口板4与所述SIP腔体1内腔对位嵌合，所述接口板4与所述SIP腔体1焊
接，完全装配后实现了对接口板4处开槽的气密封闭。
[0049] 所述AD控制芯片5位于所述SIP腔体1内，所述AD控制芯片5通过所述射频基板3与所述射频链路连接，所述AD控制芯片5还与所述接口板4连接
[0050] 所述射频链路位于所述SIP腔体1内，所述射频链路为一分多链路，其端口均与W频段波导口2连接。射频链路为一分多链路减少了需要的元件数量，便于将电路集成到小尺寸
结构体内。例如，射频链路可以为一分二链路、一分三链路以及一分四链路等。
[0051] 在一些实施例中，所述射频链路沿水平方向或竖直方向链式布局。具体的，所述射频链路沿竖直方向链式布局时，节省了水平向的空间，便于缩减水平向通道间距；同理，所
述射频链路沿水平方向链式布局时，节省了竖直向的空间，便于缩减竖直向通道间距。
[0052] 在一些实施例中，如图2所示，所述射频链路包括公共链路和多个分支链路，所述公共链路分别与多个分支链路连接。
[0053] 具体的，所述公共链路包括第一W频段功放芯片6，所述分支链路包括第二W频段功放芯片9、第三W频段功放芯片10和W频段移相衰减控制芯片8。
[0054] 所述第一W频段功放芯片6与一个W频段波导口2连接，所述W频段移相衰减控制芯片8经射频传输电路7与所述第一W频段功放芯片6连接，所述第二W频段功放芯片9与所述W
频段移相衰减控制芯片8连接，所述第三W频段功放芯片10与所述第二W频段功放芯片9和一
个W频段波导口2连接，所述第一W频段功放芯片6、第二W频段功放芯片9、第三W频段功放芯
片10和W频段移相衰减控制芯片8均经射频基板3与AD控制芯片5连接。
[0055] 以图1为例，工作过程为：外部控制系统从接口板4上的低频电路及电源接口输入相应信号，并传输至AD控制芯片5，AD控制芯片5产生相应的控制信号，该控制信号经射频基
板3传输至第一W频段功放芯片6、第二W频段功放芯片9、第三W频段功放芯片10和W频段移相
衰减控制芯片8。相控阵发射信号时，射频信号由下方的W频段波导口2输入，通过微带‑波导
转换结构15（微带‑波导转换结构）传输至第一W频段功放芯片6，再通过射频传输电路7分为
2路通道，分别通过各路通道的W频段移相衰减控制芯片8、第二W频段功放芯片9和第三W频
段功放芯片10后，完成相应的信号功率放大、幅度相位调整等，再通过微带‑波导转换结构
15后由上方W频段波导口2输出；相控阵接收信号即为上述发射过程的逆过程。
[0056] 在一些实施例中，所述射频传输电路7包括第一传输电路11、第二传输电路12和多个第三传输电路13，所述第一传输电路11、第二传输电路12和第三传输电路13均为规则形
状的微带基片，如矩形。所述第一传输电路11与所述第一W频段功放芯片6连接；所述第二传
输电路12与所述第一传输电路11连接，相控阵发射信号时，第二传输电路12将一路射频信
号分为多路输出，相控阵接收信号时，第二传输电路12将多路射频信号合为一路输出；每个
第三传输电路13分别与对应的W频段移相衰减控制芯片8和所述第二传输电路12连接。这些
实施例中，将射频传输电路7采用分段式设计成规则形状的微带基片，规避异形结构带来的
负面影响。射频传输电路7的分段数量可以根据实际情况确定。
[0057] 在一些实施例中，所述AD控制芯片5和射频链路的安装位置周边设置有装配槽14，便于装配时使用镊子等工具对相应部件进行操作，即，在D控制芯片、第一W频段功放芯片6、
第二W频段功放芯片9、第三W频段功放芯片10、W频段移相衰减控制芯片8和射频传输电路7
等元件的周围设置装配槽14。同时，所述SIP腔体1的壁厚大于1mm，即在设置装配槽14后，所
述SIP腔体1的壁厚也大于1mm，从而能兼顾机加实现精度、结构强度和通道信号屏蔽性能。
[0058] 在一些实施例中，所述射频链路通过微带‑波导转换结构15与W频段波导口2连接。所述微带‑波导转换结构15设置在陶瓷基板上，陶瓷基板本身具有较高结构强度，所述陶瓷
基板设置在所述W频段波导口2上，且所述陶瓷基板封闭所述W频段波导口2，从而在完成微
带‑波导信号转换的同时，实现了对W频段波导口2的气密封闭。
[0059] 在一些实施例中，如图2所示，所述微带‑波导转换结构15包括探针16、两片探针耦合片17和接地块18。所述探针16和探针耦合片17分别设置于所述接地块18的两面，接地块
18能够对探针16实现高效屏蔽，减少探针16的损耗；两片探针耦合片17以探针16为中心线
对称设置，可以展宽探针带宽，实现宽带设计；所述探针16上设置有向内凹陷形成的细线
段，能够实现探针16高效的阻抗变换，细线段的宽度为0.08mm，细线段的长度为0.2mm，细线
段距图2中探针16的底端距离为0.21mm。
[0060] 在一些实施例中，所述射频链路的通道间距为5‑7mm，例如，所述通道间距为5.3mm，适合W频段相控阵。
[0061] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本
文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进
行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
