Архитектура наращиваемой двумерной компоновки для системы фазированных антенных решеток с активным сканированием - заявка 2016141464 на патент на изобретение в РФ

1. Система, содержащая:
мозаичный блок (224, 228) подрешетки фазированной антенной решетки, содержащий:
монтажную печатную плату (525), содержащую множество слоев (527, 529),
кристалл (540) интегральной схемы, соединенный с первой поверхностью (503) монтажной печатной платы,
антенный элемент (660), соединенный со второй поверхностью (504) монтажной печатной платы,
первое проводящее переходное отверстие (510), имеющее первый диаметр, причем первое проводящее переходное отверстие соединено с кристаллом интегральной схемы и проходит через первую подсовокупность слоев (527),
второе проводящее переходное отверстие (520), имеющее второй диаметр, который больше первого диаметра, причем второе проводящее переходное отверстие смещено по отношению к первому проводящему переходному отверстию, проходит через вторую подсовокупность слоев (529) и соединено с антенным элементом,
проводящую дорожку (530) монтажной печатной платы, соединенную с первыми и вторыми проводящими переходными отверстиями,
причем смещение второго проводящего переходного отверстия обеспечивает разгрузку от теплового и механического напряжений, воздействующих на кристалл интегральной схемы.
2. Система по п. 1, в которой кристалл интегральной схемы представляет собой перевернутый чип, содержащий множество припойных столбиковых выводов (541), соединенных с первой поверхностью монтажной печатной платы,
причем по меньшей мере один из припойных столбиковых выводов электрически соединен с первым проводящим переходным отверстием.
3. Система по п. 1, дополнительно содержащая промежуточную монтажную печатную плату (560), причем
кристалл интегральной схемы представляет собой перевернутый чип, содержащий множество припойных столбиковых выводов, соединенных с первой поверхностью (507) промежуточной монтажной печатной платы,
вторая поверхность (508) промежуточной монтажной печатной платы содержит решетку (561) шариковых выводов, соединенную с первой поверхностью монтажной печатной платы, и
по меньшей мере один шариковый вывод электрически соединен с первым проводящим переходным отверстием.
4. Система по п. 1, в которой кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью выдачи поляризованного радиочастотного сигнала (1102с, 1102d), передаваемого на антенный элемент через первые и вторые проводящие переходные отверстия.
5. Система по п. 4, дополнительно содержащая:
множество антенных элементов (660),
множество первых и вторых проводящих переходных отверстий (510, 520),
причем кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью выдачи соответствующего поляризованного радиочастотного сигнала, передаваемого в каждый из указанных антенных элементов через соответствующее одно из указанных первых и вторых проводящих переходных отверстий.
6. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
встроенную схему (1162) контроля, выполненную в кристалле интегральной схемы,
контроллер (230, 231), соединенный со встроенной схемой контроля,
причем встроенная схема контроля выполнена с возможностью выдачи первого тестового сигнала (1101а-1101с) на кристалл интегральной схемы и приема от него второго тестового сигнала (1102a-1102d), а
контроллер выполнен с возможностью приема второго тестового сигнала для сравнения с опорным вторым тестовым сигналом.
7. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
схему (1164) для калибровки в полете, выполненную в кристалле интегральной схемы и выполненную с возможностью регулировки работы системы в ответ на сигнал, принятый через первое проводящее переходное отверстие.
8. Система по п. 1, в которой
антенный элемент выполнен с возможностью выдачи радиочастотного сигнала (1101а, 1101b), передаваемого на кристалл интегральной схемы через вторые и первые проводящие переходные отверстия, а
кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью преобразования радиочастотного сигнала, выдаваемого антенным элементом, в поляризованный радиочастотный сигнал (1102а, 1102b).
9. Система по п. 8, дополнительно содержащая:
множество антенных элементов (660),
множество первых и вторых проводящих переходных отверстий (510, 520),
причем каждый антенный элемент выполнен с возможностью выдачи радиочастотного сигнала (1101а, 1101b), передаваемого на кристалл интегральной схемы через соответствующие отверстия из указанных вторых и первых проводящих переходных отверстий,
а кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью преобразования радиочастотного сигнала, выдаваемого каждым антенным элементом, в поляризованный радиочастотный сигнал (1102а, 1102b).
10. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
металлическую сотовидную структуру (107),
множество цилиндрических волноводов (105), образованных в металлической сотовидной структуре, причем каждый цилиндрический волновод имеет радиус, который по существу равен радиусу соответствующего антенного элемента,
выемку (516а, 516b), выполненную вдоль поверхности (505, 506) каждого из указанных цилиндрических волноводов,
причем цилиндрические волноводы и выемки заполнены диэлектрическим материалом, а каждая заполненная выемка механически скрепляет диэлектрический материал с цилиндрическим волноводом.
11. Система по п. 10, в которой:
диэлектрический материал имеет коэффициент теплового расширения, по существу равный коэффициенту теплового расширения металлической сотовидной структуры, и имеет диэлектрическую постоянную, по существу равную диэлектрической постоянной монтажной печатной платы.
12. Система по п. 10, дополнительно содержащая множество слоев материала (563) для согласования полных сопротивлений в широком диапазоне углов, размещенных на открытой поверхности (509) указанного множества цилиндрических волноводов и на внешней поверхности (501) металлической сотовидной структуры.
13. Система по п. 10, в которой металлическая сотовидная структура содержит алюминий.
14. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
схему (935, 945) распределения радиочастот, образованную по меньшей мере на одном слое из второй подсовокупности слоев,
множество переходных отверстий (550) заземления, проходящих через вторую подсовокупность слоев и распределенных по периметру вокруг второго проводящего переходного отверстия для обеспечения клетки (651) волновода вокруг второго проводящего переходного отверстия,
причем указанное множество переходных отверстий заземления дополнительно уменьшает радиочастотные помехи в схеме распределения радиочастот.
15. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
множество мозаичных блоков (224, 228) подрешетки фазированной антенной решетки,
апертурный корпус (106), содержащий множество цилиндрических волноводов, соединенных с указанным множеством мозаичных блоков подрешетки,
монтажную печатную плату (212, 216) для распределения решеток, соединенную с указанным множеством мозаичных блоков подрешетки, и
охлаждающую пластину (213, 217), размещенную между монтажной печатной платой блока распределения решеток и указанным множеством мозаичных блоков подрешетки.
16. Система, содержащая:
мозаичный блок (224, 228) подрешетки, содержащий:
по существу плоскую монтажную печатную плату (525), содержащую множество слоев (527, 529),
один или более кристаллов (540) интегральной схемы, соединенных с первой поверхностью (503) монтажной печатной платы,
по меньшей мере четыре антенных элемента (660d, 660е, 660f, 660g), соединенных со второй поверхностью (504) монтажной печатной платы и расположенных в квадратной решетке (1001) на монтажной печатной плате,
причем кристалл интегральной схемы электрически соединен с каждым из указанных четырех антенных элементов через указанные слои.
17. Система по п. 16, в которой кристалл интегральной схемы содержит сплав кремния и германия.
18. Система по п. 16, в которой кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью приема радиочастотного сигнала (1101а, 1101b) от каждого из указанных четырех антенных элементов и с возможностью преобразования соответствующего радиочастотного сигнала в поляризованный радиочастотный сигнал (1102а, 1102b).
19. Система по п. 16, дополнительно содержащая:
первое проводящее переходное отверстие (510), имеющее первый диаметр, причем первое проводящее переходное отверстие соединено с кристаллом интегральной схемы и проходит через первую подсовокупность (527) слоев,
второе проводящее переходное отверстие (520), имеющее второй диаметр, который больше первого диаметра, причем второе проводящее переходное отверстие смещено по отношению к первому проводящему переходному отверстию, проходит через вторую подсовокупность (529) слоев и соединено с антенным элементом,
проводящую дорожку (530) монтажной печатной платы, соединенную с первым и вторым проводящими переходными отверстиями,
причем смещение второго проводящего переходного отверстия обеспечивает разгрузку от теплового и механического напряжений, воздействующих на кристалл интегральной схемы.
20. Система по п. 19, в которой кристалл интегральной схемы представляет собой перевернутый чип, содержащий множество припойных столбиковых выводов (541), соединенных с первой поверхностью монтажной печатной платы,
причем по меньшей мере один из припойных столбиковых выводов электрически соединен с первым проводящим переходным отверстием.
21. Система по п. 19, дополнительно содержащая:
схему (935, 945) распределения радиочастот, образованную по меньшей мере на одном слое из второй подсовокупности слоев,
множество переходных отверстий (550) заземления, проходящих через вторую подсовокупность слоев и распределенных по периметру вокруг второго проводящего переходного отверстия для обеспечения клетки (651) волновода вокруг второго проводящего переходного отверстия,
причем указанное множество переходных отверстий заземления дополнительно уменьшает радиочастотные помехи в схеме распределения радиочастот.
22. Способ, согласно которому:
пропускают (1205, 1210) радиочастотный сигнал вдоль проводящего пути (510, 530, 520) через монтажную печатную плату (525) между кристаллом (540) интегральной схемы и антенным элементом (660), причем проводящий путь содержит:
первое проводящее переходное отверстие (510), имеющее первый диаметр, причем первое проводящее переходное отверстие соединено с кристаллом интегральной схемы и проходит через первую подсовокупность слоев (527) монтажной печатной платы,
второе проводящее переходное отверстие (520), имеющее второй диаметр, который больше первого диаметра, причем второе проводящее переходное отверстие смещено по отношению к первому проводящему переходному отверстию, проходит через вторую подсовокупность слоев (529) монтажной печатной платы и соединено с антенным элементом, и
проводящую дорожку (530) монтажной печатной платы, соединенную с первым и вторым проводящими переходными отверстиями.
23. Способ по п. 22, согласно которому кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью выдачи поляризованного радиочастотного сигнала (1102с, 1102d), передаваемого антенным элементом через первое и второе проводящие переходные отверстия.
24. Способ по п. 23, дополнительно содержащий:
множество антенных элементов,
множество первых и вторых проводящих переходных отверстий,
причем кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью выдачи соответствующего поляризованного радиочастотного сигнала, передаваемого на каждый из указанных антенных элементов через соответствующие отверстия из указанных первого и второго проводящих переходных отверстий.
25. Способ по п. 22, согласно которому антенный элемент выполнен с возможностью выдачи радиочастотного сигнала (1101а, 1101b), передаваемого на кристалл интегральной схемы через указанные вторые и первые проводящие переходные отверстия, причем кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью преобразования радиочастотного сигнала, выдаваемого антенным элементом, в поляризованный радиочастотный сигнал (1102а, 1102b).
26. Способ по п. 25, дополнительно содержащий:
множество антенных элементов,
множество первых и вторых проводящих переходных отверстий,
причем каждый антенный элемент выполнен с возможностью выдачи радиочастотного сигнала, передаваемого в кристалл интегральной схемы через соответствующие отверстия из указанных вторых и первых проводящих переходных отверстий, а кристалл интегральной схемы выполнен с возможностью преобразования радиочастотного сигнала, выдаваемого каждым антенным элементом, в поляризованный радиочастотный сигнал.
27. Способ, согласно которому:
обеспечивают наличие (1305) монтажной печатной платы (525), содержащей множество слоев (527, 529),
обеспечивают наличие (1330) кристалла (540) интегральной схемы, соединенного с первой поверхностью (503) монтажной печатной платы,
обеспечивают наличие (1335) антенного элемента (660), соединенного со второй поверхностью (504) монтажной печатной платы,
электрически соединяют (1315, 1330) кристалл интегральной схемы с первым проводящим переходным отверстием (510), проходящим через первую подсовокупность (527) слоев, и
электрически соединяют (1310, 1315, 1335) первое проводящее переходное отверстие со вторым проводящим переходным отверстием (520), смещенным по отношению к первому проводящему переходному отверстию, проходящим через вторую подсовокупность (529) слоев и соединенным с антенным элементом.
28. Способ по п. 27, согласно которому обеспечение наличия кристалла интегральной схемы включает:
соединение (1330) множества припойных столбиковых выводов (541), выполненных на первой поверхности (608) кристалла интегральной схемы, с первой поверхностью монтажной печатной платы, причем по меньшей мере один из припойных столбиковых выводов электрически соединен с первым проводящим переходным отверстием, и
не полное заполнение (1330) области (609) между первой поверхностью кристалла интегральной схемы и первой поверхностью монтажной печатной платы.
29. Способ по п. 27, согласно которому обеспечение наличия кристалла интегральной схемы включает:
соединение (1330) множества припойных столбиковых выводов (541), выполненных на первой поверхности (608) кристалла интегральной схемы, с первой поверхностью (507) промежуточной монтажной печатной платы (560),
неполное заполнение (1330) области (507а) между первой поверхностью кристалла интегральной схемы и первой поверхностью промежуточной монтажной печатной платы, и
соединение (1330) решетки (561) шариковых выводов, выполненной на второй поверхности (508) промежуточной монтажной печатной платы, с первой поверхностью монтажной печатной платы, причем с первым проводящим переходным отверстием электрически соединен по меньшей мере один шариковый вывод в решетке шариковых выводов.
30. Способ по п. 27, согласно которому дополнительно:
обеспечивают наличие (1335) металлической сотовидной структуры (107),
образуют (1335) множество цилиндрических волноводов (105) в металлической сотовидной структуре, причем каждый цилиндрический волновод имеет радиус, который по существу равен радиусу соответствующего антенного элемента (660),
образуют (1345) выемку (516а, 516b) вдоль поверхности (505, 506) каждого из цилиндрических волноводов,
заполняют (1350) цилиндрические волноводы и выемки диэлектрическим материалом, имеющим диэлектрическую постоянную, которая по существу равна диэлектрической постоянной монтажной печатной платы,
причем каждая заполненная выемка механически скрепляет диэлектрический материал с цилиндрическим волноводом.
31. Способ по п. 27, согласно которому дополнительно:
образуют (1320) схему (935, 945) распределения радиочастот по меньшей мере на одном слое из второй подсовокупности слоев,
образуют (1310) множество переходных отверстий (550) заземления, проходящих через вторую подсовокупность слоев, причем указанное множество переходных отверстий заземления распределено по периметру вокруг второго проводящего переходного отверстия для обеспечения клетки (651) волновода вокруг второго проводящего переходного отверстия,
причем указанное множество переходных отверстий заземления дополнительно уменьшает радиочастотные помехи в схеме распределения радиочастот.
32. Способ, согласно которому:
обеспечивают наличие (1340) металлической сотовидной структуры (107), содержащей множество цилиндрических волноводов (105), выполненных для взаимодействия с множеством мозаичных блоков (224, 228) подрешетки фазированной антенной решетки,
образуют (1345) выемку (516а, 516b) вдоль поверхности (505, 506) каждого из указанных цилиндрических волноводов,
заполняют (1345) указанные цилиндрические волноводы и выемки диэлектрическим материалом,
причем каждая заполненная выемка механически скрепляет диэлектрический материал с цилиндрическим волноводом.
33. Способ по п. 32, согласно которому металлическая сотовидная структура содержит алюминий.
34. Способ по п. 32, дополнительно содержащий множество антенных элементов (660), соединенных с указанным множеством цилиндрических волноводов, причем каждый цилиндрический волновод имеет радиус, который по существу равен радиусу соответствующего антенного элемента.
35. Способ по п. 32, согласно которому диэлектрический материал контактирует с монтажной печатной платой (525) каждого из мозаичных блоков подрешетки, а заполнение цилиндрических волноводов дополнительно включает:
формование (1350) диэлектрического материала с приданием формы, по существу соответствующей форме цилиндрического волновода и выемки, причем диэлектрический материал имеет коэффициент теплового расширения, по существу равный коэффициенту теплового расширения металлической сотовидной структуры, и имеет диэлектрическую постоянную, по существу равную диэлектрической постоянной монтажной печатной платы, и
размещение (1350) сформованного диэлектрического материала в каждом из указанных цилиндрических волноводов для заполнения указанных цилиндрических волноводов и выемок.
36. Способ по п. 32, согласно которому диэлектрический материал контактирует с монтажной печатной платой каждого из указанных мозаичных блоков подрешетки, причем заполнение цилиндрических волноводов дополнительно включает:
введение (1350) диэлектрического материала в каждый из указанных цилиндрических волноводов и выемок, причем диэлектрический материал имеет коэффициент теплового расширения, по существу равный коэффициенту теплового расширения металлической сотовидной структуры, и имеет диэлектрическую постоянную, по существу равную диэлектрической постоянной монтажной печатной платы.
Наверх