CN113013583B - 毫米波雷达封装模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种毫米波雷达封装模组，涉及封装天线技术领域。本发明通过在封装体内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。雷达封装模组集成了多个天线单元和芯片于一个封装体内，从而减小了雷达模组的尺寸和成本，提高了系统的集成度，同时提升了模组的安装便利性。

Description

毫米波雷达封装模组

技术领域

本发明涉及封装天线技术领域，具体涉及一种毫米波雷达封装模组。

背景技术

由于在毫米波频率，天线的工作波长已经达到了毫米级别，为毫米波芯片和天线的集成提供了可能。封装天线技术通过封装技术将天线集成在芯片的封装内，可以很好地兼容天线的尺寸、体积和成本，进而为雷达封装模组提供了很好的天线集成方案。

现在的雷达封装模组往往采用单芯片封装，且芯片的收发通道均连接一个偶极子天线。

但现有单芯片封装方法存在宽波束无法识别多个具有一定角度的物体的问题，且封装天线的数量有限，不能有效地组成天线阵列，从而在提高系统的分辨率方面存在不足。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种毫米波雷达封装模组，解决了现有雷达封装模组的单芯片封装方法存在性能不足的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种毫米波雷达封装模组，包括：

封装体，所述封装体包括一个芯片，所述芯片包括一个发射机和一个接收机；

多个天线单元，所述天线单元通过传输线分别与所述接收机的输出管脚和所述发射机的输出管脚连接。

进一步的，所述天线单元为平面贴片天线、平面偶极子天线、端射天线、Vivaladi天线中的至少一种。

进一步的，所述天线单元分为接收天线和发射天线；

当天线单元为接收天线时，相邻两个接收天线的间距为半个天线工作波长；

当天线单元为发射天线时，相邻两个发射天线的间距为接收天线的数目与半个天线工作波长的乘积。

进一步的，所述接收机的输出管脚与所述接收天线连接，所述发射机的输出管脚与发射天线连接。

进一步的，所述传输线包括馈线与传输过渡结构，天线单元通过馈线与传输过渡结构相连，传输过渡结构与芯片管脚相连。

进一步的，各发射天线所连接的馈线的长度相同，且各接收天线所连接的馈线的长度相同。

进一步的，所述天线单元、传输过渡结构与馈线基于三维封装基板工艺或者扇出型晶圆级封装工艺制造。

进一步的，当封装体内芯片数量为多个时，多个芯片之间通过传输线连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种毫米波雷达封装模组。与现有技术相比，具备以下有益效果：

本发明通过在封装内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的毫米波雷达封装模组示意图；

图2为本发明实施例2的毫米波雷达封装模组示意图；

图3为本发明实施例3的毫米波雷达封装模组示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例通过提供一种毫米波雷达封装模组，解决了现有雷达封装模组的单芯片封装方法存在性能不足的问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过在封装体内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明提供了一种毫米波雷达封装模组，包括：

封装体，所述封装体包括一个芯片，所述芯片包括一个发射机和一个接收机；

多个天线单元，所述天线单元通过传输线分别与所述接收机的输出管脚和所述发射机的输出管脚连接。

本发明实施例的有益效果：

本发明实施例通过在封装内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明实施例的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。

进一步的，所述天线单元为平面贴片天线、平面偶极子天线、端射天线、Vivaladi天线中的至少一种。

进一步的，所述天线单元分为接收天线和发射天线；

当天线单元为接收天线时，相邻两个接收天线的间距为半个天线工作波长；

当天线单元为发射天线时，相邻两个发射天线的间距为接收天线的数目与半个天线工作波长的乘积。

进一步的，所述接收机的输出管脚与所述接收天线连接，所述发射机的输出管脚与发射天线连接。

进一步的，所述传输线包括馈线与传输过渡结构，天线单元通过馈线与传输过渡结构相连，传输过渡结构与芯片管脚相连。

进一步的，各发射天线所连接的馈线的长度相同，且各接收天线所连接的馈线的长度相同。

进一步的，所述天线单元、传输过渡结构与馈线基于三维封装基板工艺或者扇出型晶圆级封装工艺制造。

进一步的，当封装体内芯片数量为多个时，多个芯片之间通过传输线连接。

下面对本毫米波雷达封装模组进行详细说明：

实施例1：

一种毫米波雷达封装模组，包括：

一个芯片，所述芯片包括一个发射机和多个接收机；

多个天线单元，包含两种类型，分别为发射天线以及与接收机数量对应的接收天线；发射天线与接收天线为同极化天线即可。

为了实现MIMO功能，接收天线的数量需要考虑到天线单元间距的限制，因此，所述接收天线的间距最少为半个天线工作波长。例如，如图1所示，芯片包含2个接收机，且对应设置2个接收天线。

所述天线单元通过传输线分别与所述接收机的输出管脚和所述发射机的输出管脚连接。

具体的，所述传输线包括馈线与传输过渡结构，天线单元通过馈线与传输过渡结构相连，传输过渡结构与芯片管脚相连，传输过渡结构为BGA或是过孔。且连接2个接收天线的馈线的长度相同。

对所述天线单元、传输过渡结构与馈线的制造工艺不进行限定，例如可采用基于三维封装基板工艺或者扇出型晶圆级封装工艺制造。

通过在封装体内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。

实施例2：

一种毫米波雷达封装模组，包括：

一个芯片，所述芯片包括多个发射机和多个接收机；

多个天线单元，包含两种类型，分别为与发射机数量对应的发射天线以及与接收机数量对应的接收天线；发射天线与接收天线为同极化天线即可。

为了实现MIMO功能，发射天线和接收天线的数量需要考虑到天线单元间距的限制，因此，所述接收天线的间距最少为半个天线工作波长，而所述发射天线的间距最少为接收天线的数目与半个天线工作波长的乘积。例如，如图2所示，芯片包含2个发射机、4个接收机，且对应设置4个接收天线和2个发射天线。

所述天线单元通过传输线分别与所述接收机的输出管脚和所述发射机的输出管脚连接。

具体的，所述传输线包括馈线与传输过渡结构，天线单元通过馈线与传输过渡结构相连，传输过渡结构与芯片管脚相连，连接2个发射天线的馈线的长度相同，且连接4个接收天线的馈线的长度相同；传输过渡结构为BGA或是过孔。

对所述天线单元、传输过渡结构与馈线的制造工艺不进行限定，例如可采用基于三维封装基板工艺或者扇出型晶圆级封装工艺制造。

通过在封装体内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。

实施例3：

一种毫米波雷达封装模组，包括：

2个芯片，每个所述芯片均包括多个发射机和多个接收机；当封装体内芯片数量为多个时，多个芯片之间通过传输线连接。

多个天线单元，包含两种类型，分别为与发射机数量对应的发射天线以及与接收机数量对应的接收天线；

为了实现MIMO功能，发射天线和接收天线的数量需要考虑到天线单元间距的限制，因此，所述接收天线的间距最少为半个天线工作波长，而所述发射天线的间距最少为接收天线的数目与半个天线工作波长的乘积。例如，如图3所示，每个芯片均包含1个发射机和4个接收机，且对应共设置2个发射天线和8个接收天线。

所述天线单元通过传输线分别与所述接收机的输出管脚和所述发射机的输出管脚连接。

具体的，所述传输线包括馈线与传输过渡结构，天线单元通过馈线与传输过渡结构相连，传输过渡结构与芯片管脚相连，且连接2个发射天线的馈线的长度相同，且连接8个接收天线的馈线的长度相同；传输过渡结构为BGA或是过孔。

对所述天线单元、传输过渡结构与馈线的制造工艺不进行限定，例如可采用基于三维封装基板工艺或者扇出型晶圆级封装工艺制造。

雷达封装模组集成了多个天线单元和芯片于一个封装体内，从而减小了雷达模组的尺寸和成本，提高了系统的集成度，同时提升了模组的安装便利性。

综上所述，与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1.本发明通过在封装体内封装多个天线单元，以组成天线阵列，而相比于现有的单路天线，本发明的天线阵列在雷达系统的分辨率上具有优势，可以大大提高系统的分辨率和实现波束扫描。

2.雷达封装模组集成了多个天线单元和芯片于一个封装体内，从而减小了雷达模组的尺寸和成本，提高了系统的集成度，同时提升了模组的安装便利性。

需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种毫米波雷达封装模组，其特征在于，包括：

封装体，所述封装体包括多个芯片，所述芯片包括一个发射机和一个接收机，多个芯片之间通过传输线连接；以及多个天线单元，所述天线单元通过传输线分别与所述接收机的输出管脚和所述发射机的输出管脚连接；

所述天线单元分为接收天线和发射天线；

当天线单元为接收天线时，相邻两个接收天线的间距为半个天线工作波长；

当天线单元为发射天线时，相邻两个发射天线的间距为接收天线的数目与半个天线工作波长的乘积；

所述天线单元为端射天线、Vivaladi天线中的至少一种；

所述天线单元、传输过渡结构与馈线基于三维封装基板工艺或者扇出型晶圆级封装工艺制造。

2.如权利要求1所述的一种毫米波雷达封装模组，其特征在于，所述天线单元为平面贴片天线、平面偶极子天线中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种毫米波雷达封装模组，其特征在于，所述接收机的输出管脚与所述接收天线连接，所述发射机的输出管脚与发射天线连接。

4.如权利要求1-3中任一所述的一种毫米波雷达封装模组，其特征在于，所述传输线包括馈线与传输过渡结构，天线单元通过馈线与传输过渡结构相连，传输过渡结构与芯片管脚相连。

5.如权利要求4所述的一种毫米波雷达封装模组，其特征在于，各发射天线所连接的馈线的长度相同，且各接收天线所连接的馈线的长度相同。