利用0.18-Um CMOS制程之60-GHz毫米波共面波導(dǎo)饋入式

近年來，寬帶多媒體應(yīng)用需求造成無線網(wǎng)絡(luò)容量的持續(xù)增長。尤其是密集的短距離通信，而60-GHz無線個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)(WPAN)尤其適合應(yīng)用在段距離無線通信上，因?yàn)樵诤醮髿庵械乃p量可達(dá)到每公里10到15dB，且頻寬可達(dá)到8-GHz。使得60-GHz頻帶在短距離無線通信系統(tǒng)成為一具吸引力之選擇。為了達(dá)到60-GHz射頻系統(tǒng)嵌入式芯片與平價(jià)積體化CMOS射頻前端嵌入式芯片天線電路的要求，毫米波CMOS射頻集成電路(RFICs)與嵌入式芯片天線開始被研究。而在2006年，利用低阻抗性硅基板所制造的芯片型倒F型天線已經(jīng)被提出[5]，而所設(shè)計(jì)之60-GHzCMOS晶片型共平面饋入Yagi天線也已經(jīng)被發(fā)表，且所發(fā)表之天線是利用0.18μmCMOS制程所制造。而不同架構(gòu)之平面型共平面波導(dǎo)饋入方式之Quasi-Yagi天線也已經(jīng)被發(fā)表，且在X-band的頻帶中，接地面常被用來當(dāng)成反射金屬使用。在本文的設(shè)計(jì)中，是使用0.18μmCMOS制程配合如圖一所示之六層金屬層來實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)之嵌入式芯片天線，且在饋入時(shí)是利用簡單的共平面波導(dǎo)轉(zhuǎn)共平面帶線的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換[8]，利用第一層金屬層來作為反射帶。本文所提出之嵌入式芯片天線方式可簡化一般在設(shè)計(jì)Quasi-Yagi天線時(shí)所需面臨之復(fù)雜的饋入網(wǎng)絡(luò)。而所設(shè)計(jì)之天線是利用HFSS電磁仿真軟件進(jìn)行仿真，實(shí)作完成后是利用微波探針進(jìn)行晶圓及量測，以量測得所設(shè)計(jì)之嵌入式晶片天線的駐波比與功率增益。