本發(fā)明涉及相控陣雷達tr組件相關技術，尤其涉及的是一種tr組件封裝結構。

背景技術：

t/r組件是相控陣雷達的核心，t/r組件的封裝方式目前有磚塊式，瓦片式和晶圓級封裝。目前主流的磚塊式應用最為廣泛，技術成熟可靠。常規(guī)磚塊式t/r組件的結構是在微波多層板上集成射頻電路和裸芯片，為實現(xiàn)通用型模塊化以及提供良好的可靠性保障，采用合金殼體封裝，上方加蓋板，通過低頻/射頻連接器與外部實現(xiàn)電連接。

隨著雷達技術的發(fā)展，對t/r組件的集成化、小型化、輕量化提出了更高的要求。組件設計的尺寸越來越小而功能上越來越強，帶來一個突出的問題是單位面積的功耗成倍增大，需要設計良好的散熱。目前在雷達中，組件外部的散熱有風冷和液冷等方式，提高了雷達工作的可靠性。而在組件內部，一般采用合金載體作為散熱片。組件外部散熱方式較多效果也比較好，而內部的散熱隨著尺寸減小變得更加困難，同時金屬材質熱膨脹系數(shù)很大，與半導體功率芯片之間存在不同程度的熱應力失配，有造成芯片裂紋損壞的風險。

腔體結構的封裝形式存在諧振效應，當諧振頻率處于t/r組件工作頻帶內時，有產生自激的風險。一般采用內部隔墻分割的方式，改變腔體諧振頻率，使其遠離工作點。但是隔墻的存在會對組件的裝配等工藝產生影響，因此需要綜合考慮放置的位置和形狀，往往難以達到較為理想的效果。屬于組件殼體的固定形狀部分。

而蓋板加裝吸波材料可以吸收電磁輻射，減弱腔體內的電磁干擾。常規(guī)的吸波材料需要進行外形加工后貼到蓋板上，再安裝到組件殼體。吸波材料的外形需要根據(jù)組件的布局設計，保證能覆蓋到射頻區(qū)域，又避開內部的隔墻等。增加了加工復雜度，同時不能完全覆蓋需要的區(qū)域。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種tr組件封裝結構，提高有源相控陣t/r組件的性能和可靠性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：一種tr組件封裝結構，包括多功能模塊、射頻前端、饋電端口和天線端口；

所述的多功能模塊是實現(xiàn)tr組件饋電、信號控制、小功率射頻傳輸?shù)膯涡酒蚨嘈酒M件；

所述的射頻前端是包含tr組件大功率輸出、接收低噪放以及發(fā)射接收端口的集成模塊；

所述饋電端口與多功能模塊的輸入端連接，多功能模塊的輸出端與射頻前端的輸入端連接，射頻前端的輸出端與天線端口連接；

所述多功能模塊和射頻前端安裝在一個密封腔體內，所述饋電端口和天線端口凸伸在密閉腔體的外部；

所述密封腔體內還設有隔板，所述隔板可拆卸式的安裝在密閉腔體內，使密封腔體能夠被分割成至少兩個彼此獨立或相互連通的隔腔。采用可動式隔腔可以根據(jù)工作頻率靈活選擇安裝，在內部基板芯片等安裝完成后再安裝，方便前期的裝配工作，同時可拆卸，便于組件調試工作。可動式隔腔能夠滿足設計需求和加工實用性，提高組件的工作穩(wěn)定性

所述密封腔體內壁上安裝射頻前端的區(qū)域加裝了生長有碳納米管陣列材料的導熱導電載片。采用碳納米管陣列材料作為射頻前端區(qū)域的散熱載片，能夠大幅提高散熱性能，導熱較好的金屬合金熱導率大約在100～200，而碳納米管的軸向熱導率在1000以上，提高了一個數(shù)量級。而在徑向上，碳納米管熱膨脹系數(shù)很小，同時具有一定的柔性，能夠很好地適應半導體芯片的熱膨脹，提高工作可靠性。

所述密封腔體的至少其中一側內壁上設有吸波結構，所述吸波結構為陣列設置的凹部或凸部，該凸部或凹部一體式設置在密封腔體內壁上。采用一體化吸收蓋板，在蓋板上制備周期性微陣列結構，形成結構型吸波材料，根據(jù)組件工作頻率范圍不同，可以選擇不同孔徑尺寸的微結構。同時吸波結構完全覆蓋蓋板表面，增強了吸波效果，提高組件工作性能。

所述密封腔體由殼體和蓋板圍合而成，所述殼體的一端敞口，所述蓋板蓋在該敞口端，所述多功能模塊和射頻前端均安裝在殼體底壁上；所述饋電端口和天線端口分別安裝在殼體的兩側。

所述殼體的底壁上開設有用于安裝所述隔板的條槽或條孔。

所述蓋板面向密封腔體內部的一側開設有呈矩形陣列布置的孔狀結構，該孔的直徑以及各孔之間的間隔在0.01～1毫米之間，鋪滿整個蓋板的內表面。

本發(fā)明的技術效果在于：本發(fā)明的組件殼體采用碳納米管陣列材料作為射頻前端區(qū)域的散熱載片，能夠大幅提高散熱性能，同時在徑向上，碳納米管熱膨脹系數(shù)很小，同時具有一定的柔性，能夠很好地適應半導體芯片的熱膨脹。能夠解決高集成帶來的組件散熱問題，提高組件的輸出功率和集成度，增強組件工作的可靠性。

本發(fā)明的可動式隔腔可以根據(jù)工作頻率靈活選擇安裝，在內部基板芯片等安裝完成后再安裝，方便前期的裝配工作，同時可拆卸，便于組件調試工作?？蓜邮礁羟荒軌驖M足設計需求和加工實用性，提高組件的工作穩(wěn)定性。

本發(fā)明的一體化吸收蓋板，在蓋板上制備周期性微陣列結構，形成結構型吸波材料，根據(jù)組件工作頻率范圍不同，可以選擇不同孔徑尺寸的微結構。同時吸波結構完全覆蓋蓋板表面，增強了吸波效果，提高組件工作性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例所提供的tr組件封裝結構的三維示意圖；

圖2是本發(fā)明的實施例所提供的tr組件封裝結構的殼體的三維示意圖；

圖3是本發(fā)明的實施例所提供的散熱片材料的三維示意圖；

圖4是本發(fā)明的實施例所提供的蓋板的三維示意圖；

圖中：1多功能模塊，2射頻前端，3殼體，31散熱片，32饋線端口，33天線端口，34條槽，4隔板，5蓋板。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。

如圖1～4所示，本實施例以一種高性能t/r組件封裝技術應用在x波段為例，適用于該波段的有源相控陣t/r組件。本實施例由五個部件組成，包括多功能模塊1，射頻前端2，殼體3，隔板4，蓋板5。

如圖2所示，殼體3采用鋁硅合金材質制備，為矩形腔體，其底部預留了長條形安裝槽34，散熱片31安裝在殼體靠近天線端口33的區(qū)域，饋線端口32和天線端口33分別安裝在殼體3的兩側。

如圖3所示，殼體3底部的散熱片31為碳納米管陣列材料制備，上方安裝射頻前端2，具有優(yōu)越的導熱和導電性能。

如圖1、2所示，多功能模塊1是采用sigebicmos工藝制備的微波單片電路(mmic)，包含了電源芯片，控制芯片，收發(fā)切換開關；接收放大器，發(fā)射放大器，公共通路，移相器和衰減器。輸入端與饋線端口32連接，輸出端與射頻前端2的輸入端連接。

如圖1、2所示，射頻前端2是采用gan半導體工藝制備的大功率微波單片電路，包括發(fā)射功率放大器，接收低噪聲放大器，大功率spdt開關。輸入端接多功能模塊1，輸出端與天線端口33連接，底部安裝在散熱片31上。

如圖1、2所示，隔板4采用鋁合金材質制備，為長條形結構，可以安裝在預留了安裝槽34的殼體3底部，能夠選擇安裝一個或多個隔腔，在殼體內形成不同形狀的隔斷。

如圖4所示，蓋板5采用鋁合金材質制備，厚度2mm，在下表面加工出微孔陣列，孔徑/周期為0.2mm/0.5mm，深度為1mm。本實施例中的為空為二維陣列，除該實施例外，本發(fā)明的吸波結構還可以采用一維陣列的條槽或凸棱，但一維陣列的吸波效果不如二維陣列。

如圖1所示，蓋板5安裝在殼體3上方，形成完整的t/r組件封裝。

外部電源和控制信號通過饋線端口32接入多功能模塊1的電源芯片，再通過電源芯片轉換后通過電源分配網(wǎng)絡輸出到各個芯片和射頻前端2，實現(xiàn)對組件的供電。射頻激勵信號由饋線端口32輸入到多功能模塊1的射頻通路，經過收發(fā)開關，移相/衰減器，發(fā)射放大器輸出到射頻前端2，經過射頻前端2的功率放大器，大功率開關到天線端口33輸出。而接收信號通過天線端口33輸入，經過射頻前端2大功率開關到低噪聲放大器，輸入到多功能模塊，經過移相/衰減器，收發(fā)開關輸出到饋線端口32，完成接收工作。

總之，本發(fā)明提出的一種高性能t/r組件封裝技術實現(xiàn)了組件高集成度下良好的散熱，靈活的腔體分隔和一體化高性能的吸收蓋板。與現(xiàn)有技術比較，大幅提高了組件在大功率工作下的可靠性，提高了組件結構設計靈活性和電磁兼容性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。