X频段接收组件三维SiP微系统设计

摘要： 针对X频段多波束相控阵组件小型化、模块化的设计需求，结合多芯片组件技术、微波毫米波高密度垂直互连技术，利用HFSS对半开放式准同轴引脚进行优化设计，同时采用上下腔三维布局方式，设计了以ML-SL-SL-CPWG和ML-SL-CPWG作为无引线引脚的小型化X频段接收组件SiP微系统模块。接收组件增益≥32.8 dB，噪声系数≤3.0 dB，整个模块体积仅为12.5 mm×15 mm×5.4 mm，较原有二维平面链路系统面积缩小了63%，体积缩小了76%，同时模块化设计在系统应用中具有极大的优势。

0 引言

组件作为相控阵系统核心关键部分，占据着整机尺寸的一大部分，其成本甚至可以高达整个相控阵系统的60％^[1]。随着射频微波电路的快速发展，传统的二维独立封装集成方式很难满足现在系统需求，对组件模块的小型化、多芯片模块技术(Microwave Multi-chip Module，MMCM)、系统级封装(System in Package，SiP)以及射频链路三维集成提出了更高的要求^[2]。针对当前复杂的电磁环境以及全空域多波束的测控需求，研究和设计体积更小、成本更低、性能更优、可靠性更高的组件具有重要意义。

本文应用SiP技术中多芯片封装技术(Multi-Chip Package，MCP)将X频段接收组件射频链路进行了如图1所示的上下腔三维小型化高密度封装，大大缩减了组件模块体积，可实现对X频段左、右旋来波信号的滤波、低噪声放大、数控移相及衰减，最终形成四波束输出，供后端进行数据处理。