《電子技術(shù)應(yīng)用》
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L频段双通道高集成度变频SiP模块设计
电子技术应用
杜泽保1，2，孔小雪2，王晓庆2，张树鹏2
1.天津七一二通信广播股份有限公司；2.北京华龙通科技有限公司
摘要： 为了适应系统轻量化、小型化、集成化的需求，基于3D堆叠技术实现了一款高集成度L频段双通道变频SiP模块。该SiP模块采用多层有机复合基板堆叠，集成了两路变频通道、频率源和微控制器，采用陶瓷管壳气密封装，尺寸仅为21 mm×16 mm×4.3 mm。测试结果表明，该模块具有43.5 dB的典型变频增益，增益平坦度小于0.7 dB，带外杂散抑制大于60 dBc，通道间隔离度大于50 dB，满足系统使用要求。
關(guān)鍵詞： 3D堆叠 SIP模块 变频 复合基板
中圖分類號(hào)：TN305.94 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256892
中文引用格式： 杜澤保，孔小雪，王曉慶，等. L頻段雙通道高集成度變頻SiP模塊設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2026，52(1)：48-52.
英文引用格式： Du Zebao，Kong Xiaoxue，Wang Xiaoqing，et al. Design of L-band dual channel high integration frequency conversion SiP Module[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(1)：48-52.
Design of L-band dual channel high integration frequency conversion SiP Module
Du Zebao1，2，Kong Xiaoxue2，Wang Xiaoqing2，Zhang Shupeng2
1.Tianjin 712 Communication & Broadcasting Co.， Ltd.；2.Beijing HUALONGTONG Science and Technology Co.， Ltd.
Abstract： In order to meet the requirements of system lightweighting, miniaturization, and integration, a highly integrated L-band dual channel frequency conversion System-in-Package (SiP) module has been implemented based on 3D stacking technology. The SiP module adopts a multi-layer organic composite substrate stack, integrating two frequency conversion channels, a frequency source, and a microcontroller. It is sealed with a ceramic tube shell and has a size of only 21 mm×16 mm×4.3 mm. The test results show that the module has a typical frequency conversion gain of 43.5 dB, a gain flatness of less than 0.7 dB, out of band spurious suppression greater than 60 dBc, and channel isolation greater than 50 dB, meeting the system′s usage requirements.
Key words : 3D stack；SiP module；frequency conversion；composite substrate

引言

在當(dāng)前電子裝備向多功能化、高性能化、輕量化和小型化發(fā)展的趨勢下，傳統(tǒng)分立式硬件架構(gòu)已難以滿足日益增長的系統(tǒng)需求，微系統(tǒng)技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必然選擇。其中，SiP（System in Package,系統(tǒng)級(jí)封裝）作為微系統(tǒng)領(lǐng)域的核心技術(shù)手段，通過將不同功能、不同工藝實(shí)現(xiàn)的有源器件（數(shù)字電路、射頻電路、模擬電路等）、無源元件（電阻、電容、電感等）以及MEMS電路等異質(zhì)集成于單一封裝體內(nèi)，形成一個(gè)具備完整功能的子系統(tǒng)或系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)封裝件。與SoC（System on Chip,片上系統(tǒng)）相比，SiP技術(shù)具有研發(fā)投入低、迭代周期短、異質(zhì)集成能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢，能夠充分發(fā)揮不同工藝器件的性能特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合性能的最優(yōu)化，特別適合多品種、小批量的定制化應(yīng)用場景。

在射頻領(lǐng)域，射頻SiP模塊通過高密度互連、嵌入式無源元件、先進(jìn)封裝工藝等技術(shù)，將射頻前端（如低噪聲放大器、功放、濾波器、開關(guān)）、控制電路（如微控制器、電源調(diào)制器）等關(guān)鍵部件高度集成，其核心功能在于實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的高效處理（如變頻、調(diào)制/解調(diào)）、濾波、放大和低損耗傳輸，同時(shí)兼顧尺寸微型化和性能。常見的射頻SiP模塊包括變頻模塊[1-3]、頻率源（乒乓環(huán)、點(diǎn)頻源等）[4-6]、多通道T/R組件[7-9]、封裝天線[10-12]等，廣泛應(yīng)用于通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、雷達(dá)、電子對(duì)抗等領(lǐng)域。在封裝形式上，射頻SiP通常采用QFN（Quad Flat No-lead，四面扁平無引腳）、BGA（Ball Grid Array，球柵陣列）等緊湊型表貼封裝，以支持高密度PCB組裝，并進(jìn)一步集成到更復(fù)雜的電子系統(tǒng)中，滿足現(xiàn)代裝備對(duì)高性能、輕量化、小型化的嚴(yán)苛需求。

本文介紹了一種L頻段雙通道變頻SiP模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)L頻段的一次下變頻功能，除了集成低噪聲放大、數(shù)控衰減、濾波器、混頻器、鎖相環(huán)、微控制器等，還集成了高PSRR（Power Supply Rejection Ratio,電源紋波抑制比）線性穩(wěn)壓器為鎖相環(huán)等供電敏感器件提供高質(zhì)量電源。通過鏈路計(jì)算、合理布局、關(guān)鍵線路電磁仿真、基板應(yīng)力仿真等，最終實(shí)現(xiàn)該SiP模塊，經(jīng)過相關(guān)測試驗(yàn)證，完全滿足設(shè)計(jì)要求。


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作者信息：

杜澤保1，2，孔小雪2，王曉慶2，張樹鵬2

（1.天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462；

2.北京華龍通科技有限公司，北京 100084）


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