CN116500549B - 一种基于ltcc的四通道x波段三维堆叠结构tr组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件，包括射频SMP连接器、矩形电连接器、多块单片微波集成电路MMIC芯片和上下两层LTCC电路基板；MMIC芯片包括多功能芯片、驱动放大器芯片、功率放大器芯片、限幅器芯片、低噪声放大器芯片、电源调制芯片、PMOS管芯片和负压基准芯片；MMIC芯片通过硅通孔技术TSV和球栅阵列封装技术BGA集成在LTCC电路基板的接收电路通道和发射电路通道上。本发明结构紧凑，体积小，布线密度高，化学性能稳定，具有多通道、高性能、高可靠性、高集成度、轻型化、低功耗、散热性好的特点，可广泛应用于机载、舰载、星载相控阵雷达和通信领域中。
Description
技术领域
本发明属于相控阵雷达TR组件领域，尤其涉及一种基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件。
背景技术
相控阵雷达可以对机动目标进行快速准确的搜索跟踪，是雷达领域的重点研究对象。TR组件是有源相控阵雷达系统中的核心部分之一。TR组件一般包括接收通道、发射通道、供电电路和逻辑控制电路等部分，其主要功能是对信号进行放大、移相、衰减、延时。现代有源相控阵雷达的快速发展对微波TR组件的性能、体积、重量提出了更高的要求。按组装方式进行划分, TR组件可分为砖块式和瓦片式两种结构，近年来，砖块式结构在有源阵列中得到广泛应用，其技术成熟度高，电路设计及组装难度低，但其子阵集成度低、纵向尺寸大。瓦片式TR组件单元尺寸更小，采用高密度集成技术和小型化、高性能、高可靠的射频垂直互联技术，其子阵集成度高，在降低成本、减小尺寸、减轻重量等方面具有较大优势。随着高集成技术的不断推进，在机载、舰载、星载雷达中应用的TR组件可以进一步加强其小型化和集成化特点。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件，提高TR组件的集成度，从而减小组件的体积，促进TR组件小型化，使其能够运用在更多的场所中。
技术方案：本发明的基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件，包括射频SMP连接器、矩形电连接器、多块单片微波集成电路MMIC芯片和上下两层LTCC电路基板；所述多块单片微波集成电路MMIC芯片包括多功能芯片、驱动放大器芯片、功率放大器芯片、限幅器芯片、低噪声放大器芯片、电源调制芯片、PMOS管芯片和负压基准芯片，所述多块单片微波集成电路MMIC芯片通过硅通孔技术TSV和球栅阵列封装技术BGA集成在LTCC电路基板的接收电路通道和发射电路通道上；
这种四通道X波段三维堆叠结构TR组件由四路接收发射电路、公共电路、电源和逻辑控制电路构成，包括四组相同的电源调制电路、四个驱动放大器、四个功率放大器、四个限幅器、四个低噪声放大器、一块多功能芯片、电连接器和射频连接器。全部芯片都是单片微波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit，缩略词为MMIC），集成制作在多层电路基板上，采用多芯片组件（Multi-ChipModule，缩略词为MCM）技术实现。MMIC多芯片互连，可以大大降低设计难度，提高集成度和可靠性，减小体积和重量。多层电路基板选用的是低温共烧陶瓷(LowTemperature Co-fired Ceramic，缩略词为LTCC)，易于多层布线提高集成度，具有良好的高频和高速传输特性，耐高温，封装密度高，可靠性强。
所述多功能芯片四个通道的脉冲功放调制控制端口与所述电源调制芯片的输入端相连接，多功能芯片的射频发射端口与所述驱动放大器芯片的射频输入端口相连接，射频接收端口与所述低噪声放大器的输出端口相连接；
所述PMOS管芯片的漏极与所述功率放大器芯片的两个漏极工作电压端口以及所述电源调制芯片的驱动PMOS管栅极功率输出端口相连接；
所述驱动放大器芯片的漏极工作电压端口与所述PMOS管芯片的漏极和所述电源调制芯片的驱动PMOS管栅极功率输出端口相连接，并接电容到地，驱动放大器芯片的射频输入端与所述多功能芯片的射频发射端相连接，输出端与所述功率放大器的射频输入端相连接；
所述功率放大器芯片的射频输入端与所述驱动放大器的射频输出端相连接，射频输出端作组件输出端口；所述功率放大器芯片的栅极连接电容后与所述负压基准芯片相连接以提供栅极电压，漏极连接电容后与所述PMOS管芯片的漏极相连接以提供漏极电压；
所述限幅器芯片输出端与多功能芯片的射频输入端相连接，输入端与外部射频信号源相连接；
所述低噪声放大器芯片的漏极工作电压端口与所述PMOS管芯片的漏极相连接，输入端与外部射频信号源相连接，输出端与所述低噪声放大器的输入端相连接。
进一步的，所述功率放大器芯片、限幅器芯片、低噪声放大器芯片集成在下层LTCC电路基板的台阶腔结构中，通过金丝键合的方法将芯片连接到台阶区域；所述电源调制芯片、PMOS管和负压基准芯片集成在上层LTCC基板的顶层，所述多功能芯片和驱动放大器芯片集成在上层LTCC基板的挖腔结构中。
进一步的，所述下层LTCC基板共6层，从上往下第1、2、3层为电源控制走线层，第5层为28V电源层，第4、6层为接地层，采用4层基板结构设计带状线和共面波导来进行射频信号的传输；所述上层LTCC基板共22层，顶层为电源走线，从上往下第8、13、19层为射频信号传输层，第8层也进行部分控制信号的走线，第6、10、16、22层为接地层，第7、9层为所述功率放大器、低噪声放大器的栅极、漏极电源走线层。
进一步的，所述射频SMP连接器为SMP射频毛纽扣连接器，用于射频信号源与TR组件之间的射频信号传输，四通道X波段三维堆叠结构TR组件共使用9个SMP射频毛纽扣连接器，1个用于总口，8个用于分口；总口SMP射频毛纽扣连接器位于上层LTCC基板顶层，分口SMP射频毛纽扣连接器位于下层LTCC基板底层的四个通道的限幅器芯片输入端和功率放大器芯片的输出端。
进一步的，所述矩形电连接器是25芯气密式微矩形电连接器；所述25芯气密式微矩形电连接器的输入端与外部提供控制信号的波束控制器、直流电源的输出端连接，输出端与所述多功能芯片、所述高压电源调制芯片、所述高压PMOS管芯片以及所述多路负压基准芯片连接，所述电源信号连接器的功能是为TR组件提供波束控制信号和电源。
进一步的，四通道X波段三维堆叠结构TR组件通过球栅阵列封装技术BGA实现两块LTCC基板间的信号传输，实现四通道X波段三维堆叠结构TR组件的设计，在两层LTCC基板之间，采用硅通孔技术TSV实现不同层基板之间电路的连接，在上层LTCC基板中，顶层的电源调制电路由高压电源调制芯片、负压基准芯片和PMOS管构成，在同层中实现芯片的连接，通过TSV技术连接到上层LTCC基板的最底层，由BGA球连接到下层LTCC基板顶层，再通过下层LTCC基板中的TSV连接到所述限幅器芯片、低噪声放大器芯片和功率放大器芯片，上层LTCC基板的电源调制电路也通过TSV技术与所述多功能芯片、驱动放大器芯片进行连接；除了供电功能外，射频信号也通过TSV和BGA球进行传输；上层LTCC基板挖腔结构中的驱动放大器和多功能芯片由TSV到BGA再到TSV的结构，使射频信号传输到下层LTCC基板的限幅器芯片、低噪声放大器芯片和功率放大器芯片。
进一步的，所述多功能芯片是GaAs MMIC幅相控制多功能芯片，该芯片集成了一分四功率分配器、单刀双掷开关、6位数控移相器、6位数控衰减器、放大器和26*5位串口驱动。接收支路增益4dB，发射支路增益9dB，典型工作电压Vee＝-5V，放大器工作电压+5V，采用TTL控制电平。该芯片具有功耗低，集成功能多等特点，可应用于微波收发组件，实现收发信号的幅相控制功能，GaAs芯片通过背面通孔接地。
进一步的，所述电源调制器芯片是一款高压电源调制器芯片，采用高压BCD工艺制造，能够把单路TTL电平转换为相反的高压CMOS信号输出，用于驱动功率PMOS管的栅极，并具有PMOS管关断后漏端电荷快速泄放的功能，另外电路还具有负压掉电检测并关断输出的功能，且对关断后重新开启的时间可控。单电源供电，工作电压Vcc为28V~45V高压CMOS输出电平，高电平为Vcc，低电平为Vcc-10V，输入兼容TTL电平，输出驱动电流大，具有30mA的电流驱动能力。JS3490型高压电源调制器芯片配套后级的功率PMOS管，可作为GaN功率放大器的电源调制器使用，另外配套一个负压基准产生器或负压跟随器，可作为GaN功率放大器的栅极驱动。
进一步的，所述PMOS管是一款高压PMOS管芯片，是由P沟道VDMOS工艺制造的分立器件。可以广泛的应用于相控阵雷达天线系统功率放大电源驱动中。该芯片的源漏击穿电压为-50V，栅源击穿电压为16V，导通电阻小于200mΩ，峰值电流为-9A。
进一步的，所述负压基准芯片是一款多路负压基准芯片，采用CMOS工艺制造，由-5V电源供电，产生-1.3V,-1.4V,-1.5V-1.6V,-1.7V,-1.8V,-1.9V,-2.0V,-2.1V,-2.2V,-2.3V,
-2.4V,-2.5V,-2.6V,-2.7V共15档可选负压输出。在使用时电路只能输出一路电压，除了T27当使用其它某路电压驱动输出时，该路必须与T27短接。该芯片主要由基准电路、运算放大器、反馈电阻网络组成，该芯片的输出电压精度为20mV，电流驱动能力为100mA，该芯片主要应用在地面设备上。
进一步的，所述功率放大器芯片是一款基于GaN HEMT晶体管实现的功率放大器芯片，采用GaN功率MMIC工艺制作，工作频率范围覆盖8GHz～12GHz，功率增益大于19dB，典型饱和输出功率50W，典型功率附加效率40％。可在脉冲模式下工作。芯片通过背面通孔接地，双电源工作，典型工作电压Vd=+28V，Vg=-1.8V，该芯片主要应用于微波收发组件、大功率固态发射机等。
进一步的，所述驱动放大器芯片是一款基于GaN HEMT晶体管实现的驱动功率放大器芯片，采用GaN功率MMIC工艺制作，工作频率范围覆盖8GHz～12GHz，功率增益大于18dB，典型饱和输出功率1W，可在脉冲和连续波（工作电压降额）模式下工作。芯片通过背面通孔接地，单电源工作，典型工作电压Vd=+28V，该芯片主要应用于微波收发组件、大功率固态发射机等。
进一步的，所述限幅器芯片是一款采用GaAs PIN工艺制作的GaAs限幅器芯片。芯片通过背面通孔接地。该芯片工作频率覆盖8GHz~12GHz，插入损耗典型值为0.8dB，输入输出驻波比为1.6，限幅电平为16dBm，耐功率60W。该芯片具有保护功率敏感的微波元件的功能。
进一步的，所述低噪声放大器芯片是一款GaAs工艺制作的低噪声放大器芯片，频率范围覆盖8GHz～12GHz，增益大于26dB，噪声系数1.3dB，1dB衰减功率为2dBm。该芯片采用+3.3V/5V单电源供电。
进一步的，所述X波段TR组件，其X波段是符合IEEE 521-2002标准的频率为8GHz～12GHz的无线电波波段。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明将电子元器件放置在LTCC基板表面，将射频芯片集成在LTCC的腔体结构中，结构紧凑，TR组件整体体积小，布线密度高，使用LTCC技术，其材料成本低，化学性能稳定。本发明的TR组件具有多通道、高性能、高可靠性、高集成度、轻型化、低功耗、散热性好的特点。可以广泛应用于机载、舰载、星载相控阵雷达和通信领域中。
附图说明
图1是该四通道X波段三维堆叠结构TR组件的上层LTCC基板布局图；
图2是该四通道X波段三维堆叠结构TR组件的下层LTCC基板布局图；
图3是TR组件原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
四通道GaAs MMIC幅相控制多功能芯片，图1中位置为U5。多功能MMIC芯片由+5V和-5V电源供电，公共端COM口外接SMP射频连接器，用于射频信号源与TR组件之间的射频信号传输，波束信号控制端口与25芯气密式微矩形电连接器相连接，以便外部的波束控制信号来控制多功能MMIC芯片。多功能MMIC芯片四个通道的脉冲功放调制控制端口与所述高压电源调制芯片的输入端相连接，射频发射端口与所述驱动放大器芯片的射频输入端口相连接，射频接收端口与所述低噪声放大器的输出端口相连接。该多功能芯片集成有一分四功率分配器、单刀双掷开关、6位数控移相器、6位数控衰减器、放大器、26x5串口驱动等，显著地提高了TR组件的集成度。该多功能芯片可以完成信号的分配、移相、衰减、放大的功能，并能通过波束控制实现射频开关的收发转换。
图1中，1-25是组件连接外部的连接器的接口。
每个TR通道设有驱动放大器芯片，图1中位置为U6、U7、U8和U9。驱动放大器芯片的输入端与所述多功能芯片的射频输出端相连接，输出端与所述功率放大器的射频输入端相连接。驱动放大器用于为后级的功率放大器提供较大的输入功率。驱动放大器芯片与所述多功能芯片共5块芯片均集成在上层LTCC基板的挖腔结构中。
每个TR通道设有高压电源调制芯片，图1中位置为U2、U4、U11和U13。高压电源调制芯片需要接+28V电源驱动和-5V负压检测，还需要外接0.1uF电容以使芯片内部产生+5V输出用于测试监测。高压电源调制芯片的输入端与所述多功能芯片的脉冲功放调制控制端相连接，两个功率输出端POUT、OUT与所述高压PMOS管的栅极和漏极相连接。高压电源调制芯片用于驱动后级的PMOS管，输出作为后级GaN功率放大器的电源调制器使用，此外，高压电源调制芯片与负压基准芯片连接，作为GaN功率放大器的栅极驱动。
每个TR通道设有多路负压基准芯片，图1中位置为U1、U3、U10和U12。多路负压基准芯片由-5V电源供电，输出端与后级GaN功率放大器的漏极相连接，提供适当的漏极电压。
每个TR通道设有高压PMOS管芯片，图1中位置为Q1、Q2、Q3和Q4。高压PMOS管的源极由+28V电源供电，漏极与高压电源调制芯片的输出端口相连接，用于PMOS管关断后漏端电流的快速泄放，栅极与高压电源调制芯片的输出端口相连接，为PMOS管提供电压驱动。
所述高压电源调制芯片、多路负压基准芯片和高压PMOS管芯片共12块芯片均集成在上层LTCC基板顶层。
每个TR通道设有GaN MMIC功率放大器芯片，图2中位置为P1、P2、P3和P4。功率放大器芯片的输入端与驱动放大器的输出端相连接，输出端作组件输出端口。功率放大器用于对驱动放大器输出的信号进行再次放大，实现更大的功率输出。
每个TR通道设有GaAs MMIC限幅器芯片，图2中位置为L1、L2、L3和L4。限幅器芯片的输入端与所述多功能芯片的接收信号输出端相连接，输出端与所述低噪声放大器芯片的输入端相连接。限幅器能够限制进入后级芯片的功率大小，保护敏感的电子元器件被大功率信号损坏。
每个TR通道设有GaAs MMIC低噪声放大器芯片，图2中位置为L5、L6、L7和L8。所述低噪声放大器芯片的输入端与所述限幅器芯片的输出端相连接，输出端与所述多功能芯片的输入端相连接。低噪声放大器用于放大微弱的信号并且能够减少噪声干扰。
所述功率放大器芯片、限幅器芯片和低噪声放大器芯片共12块芯片均集成在下层LTCC基板的阶梯腔结构中。
TR组件的连接器是SMP射频毛纽扣连接器，SMP射频毛纽扣连接器用于射频信号与TR组件之间的射频信号传输，上层LTCC基板的1个SMP射频毛纽扣连接器位置在图1中右侧正中，下层LTCC基板的8个SMP射频毛纽扣连接器位于底层LTCC基板的四个通道的限幅器芯片输入端和功率放大器芯片的输出端
TR组件的电连接器是25芯气密式微矩形电连接器，该连接器将外部波束控制信号和直流电源引入该四通道X波段三维堆叠结构TR组件，25个输出接口与所述多功能芯片、所述高压电源调制芯片、所述高压PMOS管芯片和所述多路负压基准芯片相连接。25芯气密式微矩形电连接器插口位置为图1中左侧J1。
LTCC技术便于实现多层基板中芯片和电子元器件之间的连接，球栅阵列封装（BGA）也可以实现射频信号的垂直传输，有利于组件的高密度集成。因此，在本三维小型化T/R组件设计中，将通过BGA实现两块LTCC基板间的信号传输，实现四通道X波段三维堆叠结构TR组件的设计。在多层LTCC基板之间，采用硅通孔（TSV）技术实现不同层基板之间电路的连接，TSV技术是微系统实现小型化、提高集成度的关键。
该四通道X波段三维堆叠结构TR组件由两块LTCC基板通过BGA堆叠构成。下层LTCC基板共6层，第1、2、3层为电源控制走线层，第5层为28V电源层，第4、6层为接地层。采用4层基板结构设计带状线和共面波导来进行射频信号的传输。所述功率放大器芯片、限幅器芯片、低噪声放大器芯片集成在台阶腔结构中，通过金丝键合的方法将芯片连接到台阶区域。上层LTCC基板共22层，顶层为电源走线，第8、13、19层为射频信号传输层，第8层也进行部分控制信号的走线，第6、10、16、22层为接地层，第7、9层为所述功率放大器、低噪声放大器的栅极、漏极电源走线层。所述电源调制芯片、PMOS管和负压基准芯片均集成在LTCC基板顶层，所述多功能MMIC芯片和驱动放大器芯片均集成在挖腔结构中。
该基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件通过TSV和BGA技术实现较高的集成度。在上层LTCC基板中，顶层的电源调制电路由高压电源调制芯片、负压基准芯片和PMOS管构成，在同层中实现芯片的连接，通过TSV技术连接到上层LTCC基板的最底层，由BGA球连接到下层LTCC基板顶层，再通过下层LTCC基板中的TSV连接到所述限幅器芯片、低噪声放大器芯片和功率放大器芯片。上层LTCC基板的电源调制电路也通过TSV技术与所述多功能芯片、驱动放大器芯片进行连接。除了供电功能外，射频信号也通过TSV和BGA球进行传输。上层LTCC基板挖腔结构中的驱动放大器和多功能芯片由TSV到BGA再到TSV的结构，使射频信号传输到下层LTCC基板的限幅器芯片、低噪声放大器芯片和功率放大器芯片。
本具体实施方式射频信号的工作过程如下：
处于发射状态时，来自射频信号源的射频信号通过顶层SMP射频毛纽扣连接器进入幅相多功能芯片，射频信号通过幅相多功能芯片内的一分四功率分配器被分为四路射频信号，幅相多功能芯片将四路的射频信号进行衰减、移相、放大处理后，输出进入驱动放大器进行一级放大，再输入到功率放大器芯片进行二级放大，射频信号通过两级功率放大器实现功率的大幅度放大，最后经过四个底层功率放大器芯片输出端的SMP射频毛纽扣连接器输出，由天线向外发射。
处于接收状态时，射频信号通过天线进入四个底层限幅器芯片输入端的SMP射频毛纽扣连接器，然后进入限幅器芯片，限制组件接收信号的大小保护组件，接着进入通道低噪声放大器芯片，将接收的射频信号经过放大后进入幅相多功能芯片，幅相多功能芯片将射频信号进行衰减、移相、放大处理后输出进入一合四功率合成器，由一合四功率合成器将四个通道的射频信号合并后通过顶层SMP射频毛纽扣连接器输出到系统中。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (2)
1.一种基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件，其特征在于，包括射频SMP连接器、矩形电连接器、多块单片微波集成电路MMIC芯片和上下两层LTCC电路基板；所述多块单片微波集成电路MMIC芯片包括多功能芯片、驱动放大器芯片、功率放大器芯片、限幅器芯片、低噪声放大器芯片、电源调制芯片、PMOS管芯片和负压基准芯片，所述多块单片微波集成电路MMIC芯片通过硅通孔技术TSV和球栅阵列封装技术BGA集成在LTCC电路基板的接收电路通道和发射电路通道上；
所述多功能芯片四个通道的脉冲功放调制控制端口与所述电源调制芯片的输入端相连接，多功能芯片的射频发射端口与所述驱动放大器芯片的射频输入端口相连接，射频接收端口与所述低噪声放大器的输出端口相连接；
所述PMOS管芯片的漏极与所述功率放大器芯片的两个漏极工作电压端口以及所述电源调制芯片的驱动PMOS管栅极功率输出端口相连接；
所述驱动放大器芯片的漏极工作电压端口与所述PMOS管芯片的漏极和所述电源调制芯片的驱动PMOS管栅极功率输出端口相连接，并接电容到地，驱动放大器芯片的射频输入端与所述多功能芯片的射频发射端相连接，输出端与所述功率放大器的射频输入端相连接；
所述功率放大器芯片的射频输入端与所述驱动放大器的射频输出端相连接，射频输出端作组件输出端口；所述功率放大器芯片的栅极连接电容后与所述负压基准芯片相连接以提供栅极电压，漏极连接电容后与所述PMOS管芯片的漏极相连接以提供漏极电压；
所述限幅器芯片输出端与多功能芯片的射频输入端相连接，输入端与外部射频信号源相连接；
所述低噪声放大器芯片的漏极工作电压端口与所述PMOS管芯片的漏极相连接，输入端与外部射频信号源相连接，输出端与所述低噪声放大器的输入端相连接；
所述功率放大器芯片、限幅器芯片、低噪声放大器芯片集成在下层LTCC电路基板的台阶腔结构中，通过金丝键合法将芯片连接到台阶区域；所述电源调制芯片、PMOS管和负压基准芯片集成在上层LTCC基板的顶层，所述多功能芯片和驱动放大器芯片集成在上层LTCC基板的挖腔结构中；
所述射频SMP连接器为SMP射频毛纽扣连接器，用于射频信号源与TR组件之间的射频信号传输，四通道X波段三维堆叠结构TR组件共使用9个SMP射频毛纽扣连接器，其中1个用于总口，8个用于分口；总口SMP射频毛纽扣连接器位于上层LTCC基板顶层，分口SMP射频毛纽扣连接器位于下层LTCC基板底层的四个通道的限幅器芯片输入端和功率放大器芯片的输出端；
所述矩形电连接器是25芯气密式微矩形电连接器；所述25芯气密式微矩形电连接器的输入端与外部提供控制信号的波束控制器、直流电源的输出端连接，输出端与所述多功能芯片、所述电源调制芯片、所述PMOS管芯片以及所述负压基准芯片连接，所述电源信号连接器的功能是为TR组件提供波束控制信号和电源；
所述下层LTCC基板共6层，从上往下第1、2、3层为电源控制走线层，第5层为28V电源层，第4、6层为接地层，采用4层基板结构设计带状线和共面波导来进行射频信号的传输；所述上层LTCC基板共22层，顶层为电源走线，从上往下第8、13、19层为射频信号传输层，第8层也进行部分控制信号的走线，第6、10、16、22层为接地层，第7、9层为所述功率放大器、低噪声放大器的栅极、漏极电源走线层；
四通道X波段三维堆叠结构TR组件通过球栅阵列封装技术BGA实现两块LTCC基板间的信号传输，实现四通道X波段三维堆叠结构TR组件的设计，在两层LTCC基板之间，采用硅通孔技术TSV实现不同层基板之间电路的连接，在上层LTCC基板中，顶层的电源调制电路由电源调制芯片、负压基准芯片和PMOS管构成，在同层中实现芯片的连接，通过TSV技术连接到上层LTCC基板的最底层，由BGA球连接到下层LTCC基板顶层，再通过下层LTCC基板中的TSV连接到所述限幅器芯片、低噪声放大器芯片和功率放大器芯片，上层LTCC基板的电源调制电路也通过TSV技术与所述多功能芯片、驱动放大器芯片进行连接；除了供电功能外，射频信号也通过TSV和BGA球进行传输；上层LTCC基板挖腔结构中的驱动放大器和多功能芯片由TSV到BGA再到TSV的结构，使射频信号传输到下层LTCC基板的限幅器芯片、低噪声放大器芯片和功率放大器芯片；
所述多功能芯片是GaAs MMIC幅相控制多功能芯片，该芯片集成了一分四功率分配器、单刀双掷开关、6位数控移相器、6位数控衰减器、放大器和26*5位串口驱动；
所述电源调制芯片采用高压BCD工艺制造，能够把单路TTL电平转换为相反的高压CMOS信号输出，用于驱动功率PMOS管的栅极，并具有PMOS管关断后漏端电荷快速泄放的功能；所述PMOS管芯片是高压PMOS管芯片，是由P沟道VDMOS工艺制造的分立器件；所述负压基准芯片采用CMOS工艺制造，由-5V电源供电，产生-1.3V~-2.7V共15档可选负压输出；
所述功率放大器芯片采用GaN功率MMIC工艺制作，工作频率范围覆盖8GHz～12GHz，功率增益大于19dB，典型饱和输出功率50W；所述驱动放大器芯片采用GaN功率MMIC工艺制作，工作频率范围覆盖8GHz～12GHz，功率增益大于18dB，典型饱和输出功率1W；所述限幅器芯片是采用GaAs PIN工艺制作，工作频率覆盖8GHz~12GHz；所述低噪声放大器芯片采用GaAs工艺制作，频率范围覆盖8GHz～12GHz。
2.根据权利要求1所述的一种基于LTCC的四通道X波段三维堆叠结构TR组件，其特征在于，所述X波段TR组件，其X波段是符合IEEE 521-2002标准的频率为8GHz～12GHz的无线电波波段。
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