60 GHz 微带波导转换结构设计及其在通信集成前端中的应用*

2012-08-09崔恒荣孙晓玮

电子器件 2012年5期

崔恒荣，王伟，孙芸，张挺，孙晓玮

(中国科学院太赫兹固态技术重点实验室，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050)

60 GHz 是新一代的宽带无线通信技术，具有高达数Gbit/s 的数据传输能力，广泛应用于超高速无线本地局域网(WLAN)、无线个人局域网(WPAN)和超高速点对点通信中，同时在近程探测技术中也有着广泛的应用前景。

目前为止，国外多家研究机构和公司均开展了60 GHz 无线通信技术的研究［1-3］，包括60 GHz 通信机理研究，通信芯片设计和设备开发等。2007年SiBeam 推出了全球第一款基于CMOS 工艺的60 GHz 无线传输芯片;随后在2011 CES(国际消费电子展)展上，戴尔、华硕、友旺科技、VIZIO、Monster 均推出了基于SiBeam 芯片的无线传输应用系统;2012年IMEC 与松下合作开发了传输速度高达7 Gbit/s的低功率无线传输模块原理样机。而60 GHz 宽带无线通信技术在国内的研究才刚刚起步［4-7］。

60 GHz 频段频率较高，波长短，细小的结构变化对于系统的性能有较大的影响，高性能毫米波T/R 组件是系统设计的关键。而在通信前端系统设计中经常会遇到毫米波平面路到波导结构的转换，因此具有低损耗和结构简单的微带波导转换结构对系统性能有着很大的影响。另外，共面微带传输线技术，包括印刷电路板和陶瓷衬底材料的线路板技术已经在毫米波系统中得到了广泛的应用。基于此共面微带传输技术的微带-波导转换结构的设计，尤其在60 GHz 频段，已经成为一个重要的挑战。