全集成模块化毫米波射频系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年9月23日提交的美国临时专利申请S/N. 61/881，111、W及于 2014年9月22日提交的美国申请No. 14/493,167的权益，运两个申请的全部内容通过援引被 明确纳入于此。
技术领域
[0003] 本公开的诸方面一般设及射频(RF)系统，尤其设及RF系统模块的划分。
[0004] 背景
[0005] 60G化频带是W大带宽量和大全球交叠为特征的无执照频带。大带宽意味着非常 大量的信息能被无线地传送。结果，要求大量数据的传输的多个应用可被开发W允许围绕 60G化频带进行的无线通信。此类应用的示例包括但不限于:无线高清TV化DTV)、无线巧站、 无线千兆比特W太网、W及许多其他应用。
[0006] 为了促成此类应用，需要开发在60GHz频率范围中操作的集成电路(1C)，诸如放大 器、混频器、射频(RF)模拟电路、W及有源天线。RF系统通常包括有源和无源模块。有源模块 (例如，相控阵天线）需要控制信号和功率信号来进行其操作，而运些信号是无源模块（例 如，滤波器)所不需要的。各种模块被制造并被封装为射频集成电路(RFIC) ,RFIC能被组装 在印刷电路板(PCB)上。RFIC封装大小的范围可从几平方毫米到几百平方毫米。
[0007] 在消费者电子产品市场，对电子设备的设计W及由此对其中集成的RF模块的设计 应当满足最小成本、大小、功耗和重量的约束。对RF模块的设计还应当考虑电子设备且尤其 是手持设备(诸如膝上型和平板计算机)的当前组装，W使得能够实现毫米波信号的高效传 送和接收。
[000引概述
[0009] 本公开的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负 责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表述的本公开的范围的情况下，现在将简要地 讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读题为"详细描述"的章节之后，将理解本 公开的特征是如何提供包括无线网络的天线分集在内的诸优点的。
[0010] 本公开的某些方面提供一种装置(例如，RF系统）。该装置一般包括多个第一 RF子 模块，每个第一RF子模块可W被配置成处理接收到的RF信号W生成中频（IF)信号，W及处 理IF信号W供经由该天线阵列传输，其中该多个第一 RF子模块经由第一接口来彼此禪合， 该第一接口包括用于至少携带IF信号、本机振荡器化0)信号和控制信号的传输线；至少一 个第二RF子模块；W及基带模块，其配置成经由第二接口向运些第一RF子模块中的一者提 供IF信号、LO信号和控制信号，W及经由第S接口向该第二RF子模块至少提供IF信号。
[0011] 本公开的某些方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置一般包括多个天线阵 列，多个第一射频(RF)子模块，每个第一 RF子模块被配置成处理接收自诸天线阵列中的对 应一者的RF信号W生成中频(IF)信号，W及处理IF信号W供经由运些天线阵列中的该对应 一者传输，其中该多个第一 RF子模块经由第一接口来彼此禪合，该第一接口包括用于至少 携带IF信号、本机振荡器化0)信号、和控制信号的传输线；至少一个第二RF子模块；W及基 带模块，其配置成经由第二接口向运些第一 RF子模块中的一者提供IF信号、LO信号、和控制 信号，W及经由第S接口向该第二RF子模块至少提供IF信号。
[0012] 本公开的某些方面提供一种装置(例如，基带模块）。该装置一般包括用于向多个 第一RF子模块提供中频(IF)信号、本机振荡器化0)信号、和控制信号的第一接口；用于向第 二RF子模块至少提供IF信号的第二接口； W及至少一个处理器，其配置成生成LO信号、生成 控制信号、生成要经由第一和第二接口提供到运些第一 RF子模块和第二RF子模块的IF信 号，W及处理经由第一和第二接口接收自运些第一 RF子模块和第二RF子模块的IF信号。
[0013] 本公开的某些方面提供一种设备(例如，RF系统）。该设备一般包括:多个用于处理 射频(RF)信号的第一装置，每个用于处理RF信号的第一装置生成第一中频（IF)信号，其中 该多个用于处理RF信号的第一装置经由第一接口来彼此禪合，该第一接口包括用于携带IF 信号、本机振荡器化0)信号或控制信号中的至少一者的传输线；至少一个用于处理RF信号 的第二装置；W及用于处理运些第一IF信号的装置，其中该用于处理第一IF信号的装置被 配置成经由第二接口向运些用于处理RF信号的第一装置中的一者提供LO信号或控制信号 中的至少一者，W及处理经由第S接口接收自用于处理RF信号的第二装置的一个或多个第 二IF信号。
[0014] 本公开的某些方面提供一种设备（例如，基带模块）。该设备一般包括用于向多个 用于处理RF信号的第一装置提供第一中频（IF)信号、本机振荡器化0)信号、和控制信号的 第一接口装置、用于向用于处理RF信号的第二装置至少提供第二IF信号的第二接口装置、 W及用于生成LO信号、控制信号和要经由第一接口装置被提供到用于处理RF信号的第一装 置的第一IF信号，W及要经由第二接口装置被提供到用于处理RF信号的第二装置的第二IF 信号的装置。
[0015] 附图简述
[0016] 本公开的前述W及其他的目的、特征及优点将会从W下结合附图来理解的详细描 述来变得明了。
[0017] 图1是解说根据本公开的某些方面的膝上型计算机的示例组装的示图。
[0018] 图2解说了根据本公开的某些方面的示例RF系统的框图。
[0019] 图3解说了根据本公开的某些方面的模块化RF模块中的RF子模块的示例安排。
[0020] 图4解说了根据本公开的某些方面设计的RF子模块的示例框图。
[0021 ]图5解说了根据本公开的某些方面设计的RF子系统的示例框图。
[0022] 图6解说了根据本公开的某些方面的平坦形状因子设备的示例组装。
[0023] 详细描述
[0024] 本文中所公开的方面仅是本文中所呈现的创新教导的许多可能的有利使用与实 现的示例。一般，本申请说明书中所做出的陈述未必限定本公开的各种所要求保护的方面 中的任何方面。此外，一些陈述可W应用于某些发明性特征但不被应用到其他发明性特征。 一般，除非另外指明，否则单数元素可W是复数的（并且反之亦然）而不失一般性。在附图 中，类似的附图标记贯穿数个视图指示类同部分。
[0025] 通常，RF系统包括在计算设备中连接的基带模块和RF模块，其布局可W基于该设 备的形状因子。图1中示出了解说包括用于毫米波信号的传输和接收的RF系统110的膝上型 计算机100的示例组装的示意图。RF系统110可包括基带模块120和RF模块130,其可W如解 说地在膝上计算机系统的100的基底平面102和盖子平面105之间划分。
[0026] 基带模块120可W被包含在基底平面102中，并且RF模块130可W被包含在盖子平 面105中。RF模块130可包括有源发射(TX)和接收(RX)天线。当正在传送信号时，基带模块 120通常为RF模块130提供控制、本机振荡器化0)、中频(IF)和功率(DC)信号。控制信号可被 用于诸如增益控制、RX/TX切换、功率电平控制、传感器、和检测器读出等的功能。具体而言， 基于波束成形的RF系统可要求高频波束转向操作，运是在基带模块120的控制之下执行的。 控制信号可W由基带模块120生成并可W在基带模块120与RF模块130之间被转移。运些功 率信号是给RF模块130的各种组件供电的DC电压信号。
[0027] RF模块130可W被用来生成要通过相关联的天线阵列传送的RF信号，W及处理经 由该相关联的天线阵列接收到的RF信号。为了传输，RF模块130-般使用混频器(未示出）执 行IF信号到RF信号的上变频，并且根据控制信号的控制通过一个或多个TX天线来传送RF信 号。
[002引在接收方向，RF模块130通过一个或多个有源RX天线接收RF信号(例如，在60G化频 带)并且使用混频器来来通过使用LO信号执行接收到的RF信号到IF信号的下变频，并且将 IF信号发送到基带模块120"RF模块130的操作可W由控制信号控制，但是某些控制信息(例 如，反馈信号)可W被发送回基带模块120。
[0029] 在设备的形状因子不是由盖子和平面构成的其他计算设备中，RF系统110的组装 是不同的。例如，在"平坦"设备（例如，移动电话、智能电话、平板计算机等等）的常见组装 中，可W集成基带和RF模块。为了增进无线电覆盖，RF系统110可包括多个天线阵列。即，RF 系统110经常利用天线分集方案来增进无线链路的质量和可靠性。对于传送和接收方向二 者，天线阵列可包括多个有源天线阵列。有源天线可W是例如相控阵，其中每个振子可W被 个体地控制W使得能够使用波束成形技术。
[0030] 进一步，当设计RF模块130时，有数个约束应当被满足。此类约束可W使得有必要 应当将物理尺寸、功耗、热传递、和成本尽