具有RFIC和天线系统的RF系统技术方案

本公开的实施例涉及具有RFIC和天线系统的RF系统。根据实施例，一种封装的射频(RF)电路，包括：布置在基板上的射频集成电路(RFIC)，该射频集成电路具有耦合到在RFIC的第一边缘处的接收端口的多个接收器电路和耦合到在RFIC的第二边缘处的第一发射端口的第一发射电路。封装的RF电路还包括布置在与RFIC的第一边缘相邻的封装基板上的接收天线系统和布置在与RFIC的第二边缘相邻的封装基板上并且电耦合到RFIC的第一发射端口的第一发射天线。接收天线系统包括多个接收天线元件，多个接收天线元件均电耦合到对应的接收端口。

RF system with RFIC and antenna system

Embodiments of the present disclosure relate to a RF system with a RFIC and an antenna system. According to one embodiment, a package of radio frequency (RF) circuit, including: RF integrated circuit disposed on the substrate (RFIC), the radio frequency integrated circuit is coupled to the receiving port at first edge of the RFIC multiple receiver circuit and transmitting circuit coupled to the first port in the first launch second edge RFIC the. The first RF of the transmitting antenna circuit package also includes a first transmitting port receiving antenna arrangement and system of package substrate disposed on the first edge is adjacent to the RFIC on the substrate in the second adjacent edge and RFIC on and electrically coupled to the RFIC. The receiving antenna system includes a plurality of receiving antenna elements, each of which is electrically coupled to the corresponding receiving port.

【技术实现步骤摘要】
本申请要求2014年12月23日提交的美国临时申请第62/096421号的权益、2015年08月06日提交的美国临时申请第62/201895号的权益、2015年09月22日提交的美国临时申请第62/222058号的权益，其整体内容通过引用并入本文。相关申请的交叉引用本专利申请进一步涉及以下共同待决的以及共同转让的美国专利申请：2015年11月30日提交的、申请号为14/954,198、题目为“RFSystemwithanRFICandAntennaSystem”(代理人案号2015P50800US01)和2015年11月30日提交的、申请号为14/954,256、题目为“SystemandMethodforRadar”(代理人案号2015P51802US01)，这些申请整体内容通过引用并入本文。
本公开总体上涉及一种电子设备，并且更具体地涉及具有射频(RF)集成电路(RFIC)和天线系统的RF系统。
技术介绍
由于在诸如硅锗(SiGe)和精细几何形状互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的低成本半导体技术上的快速进步，在过去的几年中，毫米波频率区域系统中的应用获得了重大关注。高速双极型晶体管和金属氧化物半导体(MOS)晶体管的可用性导致了对60GHz、77GHz和80GHz还有超过100GHz的mm波应用的集成电路的需求增长。这种应用包括例如汽车雷达系统和多千兆位(multi-gigabit)通信系统。在一些雷达系统中，雷达和对象之间的距离通过发射频率调制信号、接收频率调制信号的反射以及基于频率调制信号的发射和接收之间的时间延迟和/或频率差异确定距离。因此，一些雷达系统包括用于发射RF信号的发射天线、用于接收RF的接收天线以及用于生成发射信号和接收RF信号的相关联的RF电路。在一些情况下，使用相控阵列技术，多天线可以用于实施定向波束。
技术实现思路
根据实施例，封装的射频(RF)电路包括布置在基板上的射频集成电路(RFIC)，该射频集成电路具有耦合到在RFIC的第一边缘处的接收端口的多个接收器电路以及耦合到RFIC的第二边缘处的第一发射端口的第一发射电路。封装的RF电路还包括布置在与RFIC的第一边缘相邻的封装基板上的接收天线系统以及布置在与RFIC的第二边缘相邻的封装基板上并且电耦合到RFIC的第一发射端口的第一发射天线。接收天线系统包括多个接收天线元件，多个接收天线元件均电耦合到对应的接收端口。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考结合附图的以下描述，其中：图1包括实施例雷达系统；图2，其包括图2a-图2c，图示了实施例RF系统/天线封装和对应的电路板；图3图示了实施例RF系统/天线封装的平面图；图4，其包括图4a、图4b和图4c，图示了进一步的实施例RF系统/天线封装和对应的电路板；图5图示了由实施例贴片天线系统生成的天线图案；图6，其包括图6a和图6b，图示了实施例射频集成电路(RFIC)的示意图和布局；图7图示了实施例雷达系统的框图；图8，其包括图8a、图8b、图8c和图8d，提供了图示频率调制连续波(FMCW)雷达系统的操作的示图；图9，其包括图9a、图9b、图9c和图9d，图示了实施例雷达系统的框图和实施例天线配置；图10，其包括图10a、图10b、图10c和图10d，图示了各种实施例雷达系统的电路板；图11图示了实施例雷达控制器的框图；图12图示了实施例自动触发操作模式的流程图；图13图示了实施例手动触发操作模式的流程图；以及图14图示了实施例处理系统的框图。除非另有指示，不同附图中的对应附图标记一般指代对应的部分。为了清楚地图示优选的实施例的相关方面而绘制附图，并且附图不一定成比例。为了更加清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变化的字母可以跟随附图号。具体实施方式在下文中详细地讨论目前的优选实施例的制作和使用。然而，应当理解本专利技术提供了可以在众多特定情境中实施的许多可应用的专利技术构思。所讨论的具体的实施例仅仅说明制作和使用本专利技术的特定方式并不限制本专利技术的范围。将在用于雷达系统的系统和方法的特定情境中结合优选实施例描述本专利技术，这种雷达系统诸如用于相机感测系统和便携式消费设备的雷达系统。本专利技术还可以被应用于其他系统和应用，诸如通用雷达系统和无线通信系统。在本专利技术的实施例中，包括RF电路和天线的高频RF系统在单个球栅阵列(BGA)封装中实施。RF系统包括具有在芯片的第一边缘上的接收接口和在芯片的相邻或相对边缘上的发射接口的集成电路。多元件贴片天线被布置在与芯片的第一边缘相邻的封装的表面上并且在芯片的第一边缘处耦合到多个接收通道接口。相似地，用于发射信号的贴片天线被布置在与发射接口相邻的芯片的相邻边缘或相对边缘上的封装的再分布层上。在一个实施例中，至少一个发射通道可以被用于选择性地发射入射雷达信号或数据信号。在本专利技术的其他实施例中，集成电路可以被直接安装在与布置在电路板上的多元件贴片天线相邻的电路板上。为了在发射天线和接收天线之间提供隔离，接地壁被布置在与第一边缘相邻的封装中。该接地壁可以使用在再分布层中的接地层和/或通过使用接地的焊球的阵列实施。此外，可以使用伪(dummy)焊球向在扇出区域中的封装(特别是在与贴片天线相邻的封装的区域中)提供机械稳定性。在实施例中，在雷达系统中广泛使用的波束赋形概念可以用于向RF信号的发射和接收赋予波束控制和方向性。这种实施例可以被应用到例如汽车雷达、相机系统、便携式系统、可穿戴设备、TV机、平板电脑和其他应用。例如，在相机系统中，雷达系统可以用于确定到拍摄物体的距离以便确定焦距和曝光设置。该距离可以使用具有在大约2GHz和8GHz之间的带宽(例如7GHz带宽)的实施例60GHz雷达系统可以精确地并且高精度地确定。这种距离信息可以用于将雷达测距数据与相机数据合并的智能感测系统。实施例波束赋形概念还可以被用于实施手势识别系统。过去，使用光学相机、压力传感器、PAL和其他设备实施手势识别系统。通过使用实施例雷达系统，手势识别系统在方便地隐藏在由塑料或其他坚固的材料组成的不透明覆盖物之后的同时，还可以执行精确的距离测量。图1图示了根据本专利技术的实施例的雷达系统100。如图所示，雷达收发器设备102被配置成经由发射天线120a和/或发射天线120b向物体132发射入射的RF信号以及经由包括接收天线122a-122d的天线阵列接收反射的RF信号。雷达收发器设备102包括耦合到接收天线122a-122d的接收器前端112、耦合到发射天线120a的第一发射器前端104和耦合到发射天线120b的第二发射器前端110。雷达电路106提供将要被发射到第一发射器前端104和第二发射器前端110的信号并且接收和/或处理由接收器前端112接收的信号。在实施例中，经由通过开关109代表的电路，到第二发射器前端110的输入可以在雷达电路106的输出和通信电路108的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装的射频(RF)电路，包括：射频集成电路(RFIC)，布置在封装基板上，所述RFIC包括耦合到在所述RFIC的第一边缘处的接收端口的接收电路和耦合到在所述RFIC的与所述第一边缘不同的第二边缘处的第一发射端口的第一发射电路；接收天线系统，布置在与所述RFIC的所述第一边缘相邻的所述封装基板上，所述接收天线系统包括均电耦合到对应接收端口的多个接收天线元件；第一发射天线，布置在与所述RFIC的所述第二边缘相邻的所述封装基板上并且电耦合到所述RFIC的所述第一发射端口；第一多个焊球，布置在与所述RFIC相邻的所述封装基板上并且电连接到所述RFIC；第二多个焊球，布置在与所述接收天线系统相邻的所述封装基板上，其中所述第二多个焊球是电浮置的；以及接地壁，布置在所述RFIC和所述接收天线系统之间的所述封装基板上。

【技术特征摘要】
2014.12.23 US 62/096,421;2015.08.06 US 62/201,895;1.一种封装的射频(RF)电路，包括：
射频集成电路(RFIC)，布置在封装基板上，所述RFIC包括耦
合到在所述RFIC的第一边缘处的接收端口的接收电路和耦合到在所
述RFIC的与所述第一边缘不同的第二边缘处的第一发射端口的第一
发射电路；
接收天线系统，布置在与所述RFIC的所述第一边缘相邻的所述
封装基板上，所述接收天线系统包括均电耦合到对应接收端口的多个
接收天线元件；
第一发射天线，布置在与所述RFIC的所述第二边缘相邻的所述
封装基板上并且电耦合到所述RFIC的所述第一发射端口；
第一多个焊球，布置在与所述RFIC相邻的所述封装基板上并且
电连接到所述RFIC；
第二多个焊球，布置在与所述接收天线系统相邻的所述封装基板
上，其中所述第二多个焊球是电浮置的；以及
接地壁，布置在所述RFIC和所述接收天线系统之间的所述封装
基板上。
2.根据权利要求1所述的封装的RF电路，其中所述RFIC进一
步包括耦合到在所述RFIC的与所述第一边缘不同并且与所述第二边
缘不同的第三边缘处的第二发射端口的第二发射电路；以及
所述RF电路进一步包括布置在与所述RFIC的所述第三边缘相
邻的所述封装基板上并且电耦合到所述RFIC的所述第二发射端口的
第二发射天线。
3.根据权利要求2所述的封装的RF电路，其中所述第二发射电
路包括可在未调制的载波和调制的载波之间选择的输入。
4.根据权利要求3所述的封装的RF电路，其中所述RFIC进一
步包括耦合到所述第二发射电路的双极相移键控(BPSK)调制器。
5.根据权利要求2所述的封装的RF电路，其中所述第二边缘和

\t所述第三边缘均与所述第一边缘相邻。
6.根据权利要求1所述的封装的RF电路，其中：
多个接收天线元件中的每个接收天线元件包括贴片天线；以及
所述第一发射天线包括贴片天线。
7.根据权利要求1所述的封装的RF电路，其中所述接收天线系
统包括正好四个接收天线元件。
8.根据权利要求1所述的封装的RF电路，其中所述接地壁包括
在所述接收天线系统和所述RFIC之间布置的多个接地的焊球。
9.根据权利要求1所述的封装的RF电路，其中所述封装的RF
电路是球栅阵列(BGA)封装。
10.一种系统，包括：
封装的射频(RF)电路，包括：
射频集成电路(RFIC)，布置在封装基板上，所述RFIC包括
耦合到在所述RFIC的第一边缘处的接收端口的多个接收器电路、耦
合到在所述RFIC的第二边缘处的第一发射端口的第一发射电路和耦
合到在所述RFIC的第三边缘处的第二发射端口的第二发射电路，其
中所述第一边缘、所述第二边缘和所述第三边缘彼此不同，
接收贴片天线系统，布置在与所述RFIC的所述第一边缘相邻
的所述封装基板上，所述接收贴片天线系统包括多个接收贴片天线元
件，所述多个接收贴片天线元件均电耦合到对应的接收端口，
第一发射贴片天线，布置在与所述RFIC的所述第二边缘相邻
的所述封装基板上并且电耦合到所述RFIC的所述第一发射端口，
第二发射贴片天线，布置在与所述RFIC的所述第三边缘相邻
的所述封装基板上并且电耦合到所述RFIC的所述第二发射端口，
第一多个焊球，布置在与所述RFIC相邻的所述封装基板上并
且电连接到所述RFIC，
第二多个焊球，布置在与所述接收贴片天线系统相邻的所述封
装基板上，其中所述第二多个焊球是电浮置的，以及
接地壁，布置在所述RFIC和所述接收贴片天线系统之间的所

\t述封装基板上，所述接地壁包括接地的焊球；以及
电路板，经由所述第一多个焊球、所述第二多个焊球和所述接地
的焊球耦合到所述封装的射频(RF)电路。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述电路板包括FR4层

【专利技术属性】
技术研发人员：S·特罗塔，A·巴赫蒂，NH·许恩，I·纳斯尔，M·R·涅斯纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE