[发明专利]多芯片集成E波段接收模块

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种多芯片集成E波段接收模块。

背景技术

微波是常见的无线通信技术，以其远距离、大容量、部署快捷、抗损强的特点被广泛应用于各类通信系统的中继和回传。持续的移动宽带的承载需求，常规6GHz～38GHz的微波频谱资源已经被迅速消耗殆尽，微波通信向更高频段扩展已成为必然趋势。E波段微波早在2001年和2003年被国际电联无线组织（ITU-R）所发布，主要包括60GHz和80GHz的高频段微波通信，60GHz免费频段较早为军方和行业客户使用，对运营商来说，80GHz微波频段将会是重要的无线传输手段。

E波段微波频段由71G～76G/81G～86G频谱资源构成的，既是目前民用微波通信领域发布的最高传送频段，也是迄今为止ITU-R一次性发放的频谱资源中波道间隔最大的一次。从图1可以看出，80GHz E波段频段拥有10GHz的收发间隔（TR间隔），以及总共5GHz的可调制带宽。按照1Hz传送1bit这样最基本的传送能力计算，5GHz的频带宽度使得G比特（Gbps）级高速率传输成为可能，这是以往常规低频段的微波无法实现的。

E波段具有更宽的可调制波道间隔，故E波段频段的微波通信系统天然具有传输G比特以上业务容量的能力。以欧洲电子通信委员会（ECC）对80GHz频段的定义为例，其建议的最小波道间隔为250MHz，整个5GHz的可用调制频段划被分成了19个子频段，传输业务时使用的波道间隔可以是1～4个250MHz子频段的组合，当最多4个250MHz子频段组合在一起时，可调波道间隔最大可以达到1GHz，采用一定的更高阶调制方式后，E波段微波可以实现1～5Gbps的高容量传输。

近年来，随着无线通信网络从GSM、UMTS发展到LTE，回传网络所需要的承载带宽需求大幅增长。对电信运营商而言，E波段微波的应用无疑拓宽了无线传输紧张的频率资源，特别是对于无线网络未来大量部署的LTE基站，E波段能以更宽的频谱资源满足其超大带宽的承载需求。目前，许多国家已经开放了E波段频段的使用限制，各国纷纷开始进行E波段微波用于无线下一代无线回传网络的研制及试验。目前应用面临的困难主要在于毫米波模块的集成度低，造成系统电路复杂，体积大，从而影响整体性能。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种基于多芯片集成技术的E波段接收模块，用做E波段射频接收前端。它是在一个模块中实现了E波段到X波段的下变频功能，能够克服现有技术中毫米波模块集成度低、系统电路复杂、体积大的不足。

技术方案：一种多芯片集成E波段接收模块，包括电路和外部封装盒体，外部封装盒体包括金属上基座和金属下基座；金属上基座和金属下基座形成的腔体内分别设置SMA到微带过渡和中频低通滤波电路，简称为第一电路；本振电路，包括本振放大芯片、微带耦合传输线、微带波导过渡结构、键合金丝及直流偏置电路；下变频电路，包括微带波导过渡结构、低噪放大芯片、下混频芯片、键合金丝及直流偏置电路；第一电路的输出端分别连接本振电路的输入端和下变频电路的输入端；基片上各电路与各功能芯片通过键合金丝实现电气连接；

金属下基座底部腔体内设有直流电源电路板，直流电源电路与第一直流偏置电路和第二直流偏置电路分别通过直流绝缘子相连；直流电源电路和第三直流偏置电路通过直流绝缘子相连。

金属上基座和金属下基座组成的腔体侧面分别设置标准SMA接头的中频输入端、标准波导法兰结构的本振输入端以及标准波导法兰结构的射频输出端。

金属上基座和金属下基座由铜、铝或其他金属材料制成，先由精密机床做精密数控铣，然后在表面镀金或银；两者通过定位销连接。

第一电路为SMA到微带过渡和中频低通滤波电路，通频带DC～18 GHz。

本振电路本振放大芯片本体的输入端和输出端分别通过键合金丝与微带耦合传输线和波导微带过渡实现电气连接；

本振放大芯片本体一侧的直流端由键合金丝分别与芯片电容实现电气连接，芯片电容由键合金丝分别与直流偏置电路实现电气连接，直流偏置电路由键合金丝与直流绝缘子实现电气连接；放大芯片本体另一侧的电气连接情况与上述连接方式相同。

下变频电路中下混频芯片的本振输入端通过键合金丝与微带耦合传输线实现电气连接；下混频芯片的射频输入端通过键合金丝与低噪放大芯片实现电气连接；下混频芯片的中频输出端通过键合金丝与中频低通滤波电路实现电气连接；低噪放大芯片的输入端和输出端分别通过键合金丝与微带波导过渡和下混频芯片实现电气连接；