[发明专利]基于EBG封装和LTCC电路的新型毫米波前端模块

说明书

本发明公开了一种基于电磁带隙（Electromagnetic Bandgap，EBG）封装和（Low Temperature Co‑fired Ceramic，LTCC）电路的新型毫米波前端模块，所述的新型毫米波前端模块由EBG封装盖板、前端模块壳体、LTCC无源电路、有源集成电路、电源板及其盖板组成。EBG封装盖板则由印刷电路板工艺制作周期结构后整体烧结在金属盖板上，EBG封装盖板的应用，使得其和前端模块壳体之间产生毫米波阻带，抑制前端腔体中的谐振互耦等，有利于LTCC无源电路和有源集成电路的一体化集成装配。本发明具有尺寸小、重量轻、装配易等优点。

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及基于EBG封装和LTCC电路的新型毫米波前端模块。

背景技术

随着无人机载毫米波探测传感技术的迅速发展与应用，传统波导封装的毫米波前端模块由于尺寸大、重量重等原因已不能适应中小型无人机载毫米波探测传感的应用需求，而专用系统级芯片功能定制，虽然轻巧，缺不能适应各种灵活的应用场景技术指标需求，且其系统级封装的技术门槛也很高，导致整体研发和应用周期远远不能适应民用或军用市场的需求。因此，需要研究新型的毫米波前端模块，利用EBG（电磁带隙，Electromagnetic Bandgap）封装和LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）技术去实现传统波导封装前端模块的小型化和轻量化。

一方面，目前有报道金属柱EBG封装被用于Ka波段功率放大链路的封装，其主要面向的是塑封功率放大芯片，而针对裸芯片时，这类金属柱EBG封装容易造成芯片短路等，且其结构形状单一，设计自由度低；而利用印刷电路制造衬底集成的EBG封装，则能充分利用油墨涂覆绝缘解决裸芯片封装中的风险问题，且印刷电路可以设计成多层EBG周期单元结构，方便灵活设计。另外一方面，基于LTCC设计制作的无源电路报道十分多，其在毫米波频段结合基片集成波导技术，能够实现一系列结构精巧、性能优异、自封装的平面无源电路。

如果能够有效结合印刷电路制造的EBG封装和LTCC平面无源器件则有望实现小型化和轻量化的毫米波前端模块，且其毫米波电路装配面平整，方便微组装工艺的装配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于EBG封装和LTCC电路的新型毫米波前端模块，能够替代传统波导封装毫米波前端模块方案，具有尺寸小、重量轻、装配易等优点，可应用于中小型无人机载雷达探测传感器的应用。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

基于EBG封装和LTCC电路的新型毫米波前端模块，包括前端模块壳体、毫米波封装盖板和EBG印刷电路板，EBG印刷电路板烧结于毫米波封装盖板的正下方金属面上；毫米波封装盖板盖合在前端模块壳体上表面上，使毫米波封装盖板和前端模块壳体之间形成腔体，腔体下表面为前端模块壳体的毫米波面，毫米波面上设置LTCC无源电路和有源集成电路安装槽、射频接头安装槽、毫米波波导输入输出法兰接口、安装电源板的电源面以及电源控制接插件安装槽。

本发明进一步的优化方案为：

上述的前端模块壳体背对毫米波封装盖板的一侧面设置电源盖板。

上述的EBG印刷电路板上周期单元结构设计为金属过孔周期单元或单孔蘑菇形周期单元或多孔蘑菇形周期单元等。

上述的LTCC无源电路和有源集成电路安装槽中安装有前端模块所使用的无源电路和有源电路。

上述的无源电路包括LTCC微带波导转换、滤波器、耦合器和功分器；有源电路包括功率放大器、低噪放放大器、混频器和倍频器。

上述的LTCC无源电路和有源集成电路安装槽的尺寸传输方向上比所安装电路尺寸大0.05mm，非传输方向上比安装电路尺寸大0.1-0.5mm。