一种厚薄膜电路基板平衡式限幅场放的制作方法

1.本发明属于微波通信技术领域，尤其涉及一种厚薄膜电路基板平衡式限幅场放。


背景技术：

2.限幅场放是雷达接收前端的关键器件，限幅器能够在大功率时对信号进行衰减保护后级功率敏感器件，小信号时低插损通过。随着微波器件向小型化、高集成度方向发展。对限幅场放的集成度和小型化要求越来越高。
3.平衡式限幅场放是指：在限幅场放输入端使用90
°
电桥对输入功率进行功分，在功分后的两条支路上分别设计限幅器和低噪放电路，再使用90
°
电桥对低噪放之后的信号进行合成。在平衡式限幅场放中，为了实现高集成度与小型化的要求，可以选择使用lange电桥进行设计，lange电桥对电路加工精度要求较高，需要使用薄膜工艺进行电路加工；限幅场放中还有其他的射频电路，以及大量低频供电。
4.现有技术实现这些射频与低频的布线，为满足产品的电磁兼容性会使产品的体积变的很大。传统设计方式仅仅使用单一工艺加工印制板，对加工精度与多层布线不能兼得。这使得平衡式限幅场放的集成度和小型化不能做到最佳。
5.传统电路板，只采用厚膜工艺或是薄膜工艺设计印制板。采用厚膜工艺虽然可以设计多层电路，但是无法实现lange电桥的直接加工，需要使用薄膜工艺加工单独的lange电桥印制板后，将lange电桥印制板烧结在厚膜印制板上，工艺复杂，且会存在高度差；而采用薄膜工艺设计时，虽然可以加工lange电桥和精度较高的射频传输线，但是不能实现多层电路布线，工作状态控制线、电源线等需要布置在同一平面，考虑到高低频信号串扰等问题，将电路平铺以后电路面积仍然很大。因此传统的设计方式不能满足限幅场放小型化的需求。


技术实现要素：

6.为解决现有技术不足，本发明提供一种厚薄膜电路基板平衡式限幅场放，在一块印制板上同时使用厚膜工艺与薄膜工艺形成多层电路，能有效减少布线层数，进一步减小产品体积。
7.为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：一种厚薄膜电路基板平衡式限幅场放，包括：由上至下依次叠合的第一基板、第二基板、第三基板、第四基板及第五基板。
8.第一基板顶面采用薄膜工艺制备出第一金属层，第一金属层设有第一电桥、第二电桥、射频电路及安放元器件。
9.第二基板顶面采用厚膜工艺制备出第二金属层，第二金属层设有射频信号接地层。
10.第三基板顶面采用厚膜工艺制备出第三金属层，第三金属层设有低频馈电电路，低频馈电电路包括工作状态控制线、电源控制线等。
11.第四基板顶面采用厚膜工艺制备出第四金属层，第四金属层设有公共接地板。
12.第五基板顶面采用厚膜工艺制备出第五金属层，第五金属层设有射频信号传输线。
13.第五基板底面采用厚膜工艺制备出第六金属层，第六金属层设有公共接地板。
14.进一步的，第一基板、第二基板、第三基板、第四基板及第五基板均采用陶瓷制成。
15.进一步的，第一金属层与第三金属层的电源控制线通过金属导通孔相连。
16.进一步的，第一金属层中的接地电路部分传输线与第五金属层的射频信号传输线通过金属导通孔连接。
17.进一步的，第一金属层中的、第二金属层的射频信号接地层、第四金属层公共接地板、第五金属层公共接地板以及第六金属层公共接地板均通过连接。
18.进一步的，第五金属层用于传输经过限幅场放的射频传输信号。
19.本发明的有益效果在于：1、第一金属层上的电路采用薄膜工艺设计，可以实现lange电桥的加工，大大缩小电路尺寸，相比传统分支线电桥，lange电桥的尺寸可以缩小60%以上。第一金属层采用薄膜工艺设计射频电路，电路精度高，电路的电性能指标及批次一致性等均优于厚膜电路。第一金属层采用薄膜工艺设计射频电路，电路精度高，电路边缘整齐、毛刺少，可以减少产品在高功率下的对地放电的情况，提高限幅器的功率承受能力。
[0020] 2、采用厚膜工艺设计精度要求不高的低频电路及简单的射频传输线，可以实现多层电路的加工，大大缩小电路尺寸。采用厚膜工艺设计多层电路，射频电路与低频电路之间采用地层进行隔离，可以解决产品高低频之间串扰的问题，提高产品的电磁兼容性。
附图说明
[0021]
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
[0022]
图1示出了本技术构造示意图。
[0023]
图2示出了本技术的工作原理框图。
[0024]
图中标记：第一基板-1、第一金属层-11、第二基板-2、第二金属层-21、第三基板-3、第三金属层-31、第四基板-4、第四金属层-41、第五基板-5、第五金属层-51、第六金属层-52。
实施方式
[0025]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0026]
如图1所示，一种厚薄膜电路基板平衡式限幅场放，包括：由上至下依次叠合的第一基板1、第二基板2、第三基板3、第四基板4及第五基板5，且最终经烧制形成一体式多层电路板。
[0027]
第一基板1顶面采用薄膜工艺制备出第一金属层11，第一金属层11用于加工第一电桥、第二电桥、射频电路、限幅器及安放元器件，元器件如肖特基二极管、pin二极管、芯片
电容、低噪声放大器等，同时第一金属层11还具有接地电路。
[0028]
第二基板2顶面采用厚膜工艺制备出第二金属层21，第二金属层21用于加工射频信号接地层，用作顶层的射频信号地以及对顶层射频信号进行隔离。
[0029]
第三基板3顶面采用厚膜工艺制备出第三金属层31，第三金属层31用于加工工作状态控制线、电源控制线、偏置电路等低频馈电电路。
[0030]
第四基板4顶面采用厚膜工艺制备出第四金属层41，第四金属层41用于加工公共接地板，用作中间射频信号地以及对中间层的射频信号进行隔离。
[0031]
第五基板5顶面采用厚膜工艺制备出第五金属层51，第五金属层51用于加工射频信号传输线。
[0032]
第五基板5底面采用厚膜工艺制备出第六金属层52，第六金属层52用于加工公共接地板，用作中间层射频信号地及整个多层板的接地面。
[0033]
厚膜工艺是指用丝网印刷方法将导体浆料、介质浆料等材料转移到陶瓷基板上，经过高温烧成后，在陶瓷基板形成粘附牢固的膜。多层陶瓷基板因其烧结温度不同，所选用的金属浆料不同，低温多层陶瓷基板因烧结温度较低，表面使用印刷金浆料可以做成厚金；高温多层陶瓷基板因选择浆料不同，多层陶瓷基板表面镀层需通过镀涂方式进行加厚。薄膜工艺是在基板上通过溅射/蒸发一层金属膜，通过电镀对金属膜进行加厚，通过蚀刻方式腐蚀出需要的电路图形。
[0034]
第一金属层11与第三金属层31的电源控制线通过金属导通孔相连，用于将限幅器二极管的直流偏置以及低噪放芯片的直流控制信号通过第三金属层31进行传输，从而缩小了产品的体积。
[0035]
第一金属层11中的部分传输线与第五金属层51的射频信号传输线通过金属导通孔连接，将限幅场放中无器件的射频传输电路通过第9层的射频信号传输线传输，可以降低产品的体积。
[0036]
第一金属层11中的接地电路、第二金属层21的射频信号接地层、第四金属层41公共接地板、第五金属层51公共接地板以及第六金属层52公共接地板均通过金属导通孔连接；通过金属导通孔将这些地层相互连接，实现产品低频部分与射频部分共地，并且通过尽可能多的增加金属导通孔的数量，提高地容量，保证产品射频与低频之间的串扰，为多层布线提供了条件；通过金属导通孔连接可以很好的实现对射频电路的供电及控制采用地层对射频信号和低频信号进行隔离，也可以很好的满足产品的电磁兼容性。
[0037]
第五金属层51用于传输经过限幅场放的射频传输信号，包括限幅场放自身的射频传输信号以及限幅场放以外的其他射频传输信号。
[0038]
优选的，第一基板1、第二基板2、第三基板3、第四基板4及第五基板5均采用陶瓷制成。因拥有很高的绝缘电阻，对各层之间形成良好的电隔离。
[0039]
第一金属层11采用薄膜工艺形成，第二金属层21、第三金属层31、第四金属层41、第五金属层51及第六金属层52均采用厚膜工艺形成。印制板第一金属层11电路设计为薄膜电路，电路中加工精度要求高的电路，例如lange电桥、射频电路等部分放置在顶层电路上。电路中加工精度要求不高的电路，例如低频控制线、部分射频传输线采用厚膜电路进行设计，实现多层布线。这样设计的印制板可以将加工精度要求高的电路放在顶层，其他精度要求不高的射频信号及低频控制信号放在中间层，底层接地。既保证了产品的电路加工精度
要求，也保证了产品的小型化要求，并且电磁兼容性等都得到了保证。
[0040]
在电路设计中，对层与层之间的电路，如果需要进行连接，可以采用金属导通孔的方式进行垂直互联。该方式可以实现任意多层之间电路的相互连接。可以很好的实现对射频电路的供电及控制，采用地层对射频信号和低频信号进行隔离，也可以很好的满足产品的电磁兼容性。在上述电路中，采用薄膜工艺加工第一层电路，中间各金属化层均使用厚膜工艺进行设计。
[0041]
如图1、图2所示，工作时，射频信号通过射频输入端进入器件，通过第一金属层11上的第一电桥平均分配到两个支路。如果输入功率为小信号，则限幅器处于低损耗状态，射频信号通过限幅器后进入低噪放，通过低噪放进行放大后，再由第二电桥进行合成输出。如果输入的功率达到会损坏低噪放的量级，则限幅器会工作在反射状态，将射频功率进行反射，反射后的射频信号再经过第一电桥。由于相位原因，两路限幅器反射的信号经过第一电桥合成后被功率负载吸收；当输入射频信号更高时，超过第一电桥的承受功率极限，则第一电桥会被烧毁，产品发生不可逆损伤。
[0042]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。