段用 于 ＷＬ Ｎ，２Ｇ ｚ ６ Ｈ 和 ６ Ｈｚ ６ Ｈｚ Ａ ６ Ｈ 一 ３Ｇ ｚ ５Ｇ ～ ６Ｇ
美无 缺 ， 如较低 的 性 能 （ 电子 迁 移 率较 低 、 高 的噪 较 声 、 低 的增 益 以及 非 绝 缘 衬 底 ） 较 和较 高 的 温 度灵 敏度 使 Ｃ Ｓ 术 面临不 小 的挑 战 。 Ⅲ 一Ⅳ族化合 ＭＯ 技 物衬底 ＭＭＩ 片较 硅 基 ６ Ｈ Ｃ芯 ０Ｇ ｚ芯片 而 言 具 有更 好截 止频 率和更 大 的功 率 水 平 ， 以应 用 于 中大 功 可
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 ２ ０５ ） ０ ０ ０
摘 要 ： Ｈ 无线通信技术具有非常宽的带宽， ６Ｇｚ ０ 可以应用于超高速无线数据传输， 已经成为第四代无线通信的重要组成部
Ｇ ｚ Ｈ 免许 可 的连 续 频 段 ， 许 最 大 发 射 功 率 为 ４ 允 ０
Ｃ Ｏ 工艺的 ６ Ｈ 无线通信芯片 ， Ｍ Ｓ ０Ｇ ｚ 数据传输速率 为 ６ ３Ｇ ｉ ｓ并 于在 ＩＳ Ｃ ２ １ ． ｂｔ ， ／ Ｓ Ｃ ０ ２上展 出 。 随着硅基半导体工艺 的不 断进 步 ，０ｎ ４ ９ ｍ～ ５
分 ， 术 界 和 工 业 界 对 此 投 入 了持 续 的关 注 。 对 ６ Ｈ 频 段 微 带 波 导 转 换 结 构 进 行 了设 计 ， 果 显 示 在 ５ Ｈｚ ６ Ｈｚ 学 ０Ｇ ｚ 结 ７Ｇ 一 ４ Ｇ 通
信频率 范围 内， 插入 损耗小于 １ｄ 回波损耗小 于一 ５ｄ ， Ｂ， １ Ｂ 达到 了实用化要求 。并利用 Ｍ Ｃ芯 片完成 了 ６ Ｈｚ ＭＩ ０Ｇ 毫米波通 信 系统 Ｔ Ｒ模块 的集成设计 ， Ｑ Ｓ ／ 对 Ｐ Ｋ通信体制下 的调制 和解调信 号进行了分析 ， 验证 了系统的可行性 。
Ｃ ｉｅ ｃｄｍ Ｓｉ ｃｓＳ ａｇ ａ ０ ０ ０，ｈｎ ） ｈｎｓ Ａａ ｅ ｙｏ ｃ ｎｅ，ｈ ｎｈ ｉ ０５ Ｃ ｉａ ｅ ｆ ｅ ２
Ａｂ ｔａ ｔ ６ ｓｒ ｃ ： ０ ＧＨｚ ｗｉ ｌ ｓ ｏ ｒ ｅ ｓｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ ｗｉ ｉ ｅ ｂ ｎ ｗｉ ｔ ｕ ｔ ． ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｗ ｒ ｌｓ ａａ ｔａ ｓ ｓｉ ｎ， ｈ ｃ ｅ ｎ ｃ ｔ ｔ ｗ ｄ ａ ｄ ｄ ｈ， ｌ ａ ｈ ｇ ．ｐ ｅ ｉ ｅ ｓ ｄ ｔ ｒ ｎ ｍｉ ｏ ｗ ｉ ｈ ｏ ｈ ｒ ｅ ｓ
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 。
推 出 了基 于 ＳＢ ａ 芯 片 的无 线传 输应 用 系统 ；０ ２ ｉｅｍ ２ １ 年 Ｉ Ｃ与 松下 合 作 开 发 了传 输 速 度 高 达 ７Ｇ ｉ ｓ ＭＥ ｂｔ ／ 的低 功率 无线 传 输模 块 原 理 样 机 。而 ６ Ｈ ０Ｇ ｚ宽带
ｎ 已经成 为主 流 的工 艺 ， ６ Ｈ 超 宽 带 通 信 的 ｍ 为 ０Ｇ ｚ
芯片 的解决 带来 了新 的机会 ， Ｃ Ｓ技 术 并 非完 但 ＭＯ
ｄ ｍ； Ｂ 日本 制定 的 ６ Ｈ 频 段 通信 的频 率 范 围为 ： ０Ｇ ｚ
５ Ｈ 一 ６Ｇ ｚ 而欧 洲规 定 了 ５ Ｈｚ ６ Ｈｚ ９Ｇ ｚ ６ Ｈ ； ９Ｇ 一 ２Ｇ 频
Ｅ ＡＣＣ：３ ０ Ｅ １ ５ Ｈ
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ － ４ ０ ２ １ ． ５ ０ ５ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ ５ ９ ９ ． ０ ２ ０ ． ０ ｓ
６ Ｈ 微 带 波 导 转 换 结 构 设 计 及 其 ０Ｇ ｚ 在 通 信 集 成 前 端 中的应 用 术
此 ６ Ｈｚ 以提 供 良好 的 空 间 隔离 和安 全 传输 的 ０Ｇ 可 条件 。带 宽 方 面 ，０Ｇ ｚ有 将 近 ７Ｇ ｚ的 可 用 带 ６ Ｈ Ｈ
Ｇ ｚ 线 传输 商用 芯片 ；０ ８年 ＩＭ研 究 小组 展 出 Ｈ无 ２０ Ｂ 了基 于锗 硅工 艺全集 成 ６ Ｈ 无 线传输 模块 ； ０Ｇ ｚ 索尼 在东京 技 术 研 究 所 的研 究 小 组 已 经 开 发 出 了基 于
（Ｓ Ｃ ０ ６ 中报 导 了关 于 采 用 ０ １ ｚ ｉＭＯ ＩＳ Ｃ２ ０ ） ． ３Ｉ Ｂ Ｃ Ｓ ， ｍ
工艺 制 备 ６ Ｈ ０Ｇ ｚ频 段 无 线 通 信 芯 片 组 ；０ ７年 ２０
ＳＢ ａ ｉｅｍ推 出 了 全 球 第 一 款 基 于 Ｃ Ｓ工 艺 的 ６ ＭＯ Ｏ
项 目来源 ： 国家 ８３计划 项 目（ ０ １ Ａ １２ ２ ６ ２ １ Ａ ０ ００ ）
收 稿 日期 ：０２ ０ — ５ ２ １ — ６ ２ 修 改 日期 ：０ ２ ０ — １ ２１— ７ １
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
宽， 可以实现 Ｇ ｉ ｓ 高速率 的传输 ， ｂ／ 超 ｔ 并且可 以实 现多路的数据高速传输 ， 且不会对其它通信系统造 成影 响 。
目前 多个 国家 已经 对 ６ Ｈ 通 信 频 段 进 行 了 ０Ｇ ｚ 划分 ， 图 １所 示 。美 国 Ｆ Ｃ分 配 了 ５ Ｈ 如Ｃ ９Ｇ ｚ～６ ４
ｆ ａ ｉ ｉ ｔ ｆ ｈ ｙ ｔ ｍ． ｅ ｓ ｌ ｙｏ ｅｓ ｓ ｂ ｉ ｔ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｗｉ ｌｓ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｅ ｓ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ； ｃ ｏ ｔ ｐ ｗａ ｅ ｕ ｄ ｒ ｎ ｉ ｏ ６ ｅ ｎｃ ｔ ｏ ｍｉｒ ｓｒ — ｖ ｇ ｉ ｅ ｔａ ｓｔ ｎ； ０ ＧＨｚ Ｔ Ｒ ｄ ｌ ； ｉ ｉ ／ ｍｏ ｕ ｅ ＭＭＩ Ｃ
６ Ｈ 无线通信技术的研究 Ｊ包括 ６ Ｈ 通信 ０Ｇ ｚ ， ０Ｇ ｚ 机理研究 ， 信芯 片设计 和设备 开发 等。２０ 通 ０７年
ＳＢ ａ 推 出 了 全 球 第 一 款 基 于 Ｃ Ｓ工 艺 的 ６ ｉｅｍ ＭＯ ０ Ｇ ｚ 线 传 输 芯 片 ； 后 在 ２ １ Ｅ （ 际消 费 电 Ｈ 无 随 ０ １Ｃ Ｓ 国 子展 ） 上 ， 尔 、 展 戴 华硕 、 旺科 技 、 ＩＩ Ｍｏｓ ｒ 友 ＶＺＯ、 ｎｔ 均 ｅ
系统性能有着很大 的影响。另外 ， 共面微带传输线 技术 ， 括 印刷 电路 板 和 陶 瓷衬 底 材 料 的 线路 板 技 包
５０ １
电 子 器
件
第３ ５卷
术 已经 在毫 米波 系统 中得 到 了广 泛 的应用 。基 于此
ｆ ０ Ｇ ｚＡ ｐｉ ｔｎ ０ ６ Ｈ ｐｌａｉ ”的论 文 ， 布 业 界 第 一 个 ｒ ｃ ｏ 宣 Ｃ Ｓ６ Ｈ ＭＯ ０Ｇ ｚ放大 器 的研 制成 功 ， 展示 了仿 真 和 并
第３ ５卷 第 ５期
２１ ０ ２年 １ ０月
电 子 器 件
Ｃｈｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆＥ ｅ ｔ ｎ Ｄｅ ｉｅ ｉｅ ｅＪ ｕ ｎ ｌｏ ｌｃｒ ｖｃ ｓ ｏ
Ｖ０ ＿ ５ Ｎｏ ５ ｌ３ ．
Ｏｃ ． Ｏ１ ｔ２ ２
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ０ Ｇ Ｈｚ Ｍ ｉ ｒ ｓ ｒ ｐ Ｗ ａ ｅ ｕ ｄｅ Ｔｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｎ ｓｇ ｆ６ ｃ ｏ ｔｉ － ｖ ｇ ｉ ａ ｓｏ ｍ ｒ ａ ｄ Ｉｓ Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ｉ ｕｌ — ｇ ｂ ｔ Ｗ ｉ ｅ ｅ ｓ Ｓ ｓｅ ｓ ｔ ’ ｐ ｉａ ｉｎ ｎ Ｍ ｔ Ｇｉ ａ ｉ ｒ ｌ ｓ ｙ ｔ ｍ ｉ
芯片实 测结 果 的 良好 吻合 。２ ０ ０ ６年 ， ｅｚｄ Ｒ ｚｖ Ｂ ｈａ ａａｉ 发表 了关 于 ６ Ｈ ０Ｇ ｚ的 Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ工 艺 的接 收 机 射 频前
共 面微 带传 输 技 术 的微 带 一 导 转换 结 构 的设 计 ， 波
尤 其在 ６ Ｈ 频段 ， ０Ｇ ｚ 已经成 为一个 重要 的挑 战 。
ＣＵ／Ｈｅ ｇ ｏ ｇ， ｎ ｒ ｎ ＷＡＮＧ ｉ ＳＵＮ ｕ ＺＨＡＮＧ 死 ， Ｗｅ ， Ｙ ｎ， ＳＵＮ ａ ｗｅ Ｘｉｏ ｉ
（ ｅ ａ ｏａｏｙｏ ｅ ｈｒ ｏｉ—ｔｔ Ｔｃｎｌ ｙ Ｓ ａｇ ａ ｎｔｕｅ Ｍｉｏｙｔｍ ａｄＩ ｏｍ ｔ ｎＴｃｎｌ ｙ ＫｙＬ ｂｒｔ ｒ ｆＴｒ ｅｔＳ ｌ Ｓａｅ ｅ ｏｏ ，ｈ ｎｈ ｉ ｓｔｔｏ ｃ ｓｓ ｎ ｎ ｒ ａｉ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｚ ｄ ｈ ｇ Ｉ ｉ ｆ ｒ ｅ ｆ ｏ ｏ
１ ６ ０ＧＨｚ无 线通 信 特 点 、 准及 应 用 标
６ Ｈｚ 段 处 于 氧 气 中 的 吸 收 峰 ， 水 平 面 ０Ｇ 频 在
内， 由于氧气 吸 收 带 来 的衰 减 可 达 到 １ Ｂ ｋ 因 ６ ｄ ／ ｍ，
端芯 片 ；Ｂ 在 ２０ ＩＭ ０６年 ＩＥ 国 际 固体 电路 会 议 ＥＥ
ｉ ａ ｔｏ ｈ ｔ ｅ ｅ ａ ｉｎ ｗｉｅ ｅ ｓｃ ｍｍｕｎ ｃ ｔｏ ｈ ｓｒ ｃ ｉ ｅ ｏ ｆａｔ ｎ ｉｎｓ ６ ｓａ ｐ ｒ ｆｔ ｅ ４ ｈ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｌｓ ｏ ｏ ｉａ ｉｎ， ａ ｅ ｅｖ ｄ ａ ｌｔｏ ｔｅ ｔｏ ． ０ ＧＨｚｍｉ ｒ ｓｒｐ ｗａ ｅ ｕ ｄ ｃ ｏ ｔｉ － ｖ ｇ ｉ ｅ ｔａ ｓｔｏ Ｓｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ Ａｔｔ ｅ ｗｈ ｌ ａ ｆ５ ｒ ｎ ｉ ｎ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｈ ｏｅ ｂ ｎｄ ｏ ７ ＧＨｚ一６ ｉ ４ ＧＨｚ ｔ ｅ ｉ ｓ ｒｉ ｎ ｌＳ Ｓ ｌｗｅ ｈ ｎ １ ｄ ．ｈ ｎ ｅ ｔ Ｏ Ｓｉ ｏ ｒｔ ａ Ｂ， ｏ ａ ｈｅ ｒ ｔ ｒ ｏ ｓ ｉ ｅ ｔｒｔ ａ ｄＢ． ｒ ｏ ｅ ． ／Ｒ ｄ ｌ ｓｎ ｎｄ ｔ ｅ ｕ ｎ ｌ ｓ Ｓｂ ｔｅ ｈ ｎ １ ５ Ｍｏ ｅ ｖ ｒ ａ Ｔ ｍｏ ｕ ｅ ｕ ｉ ｇ ＭＭＩ ｏ ０ ＣＨｚｍｉ ｉ ｔｒｗａ ｅ ｃ ｍｍｕ Ｃ ｆ ｒ６ ｌ ｍｅ ｅ ． ｖ ｏ ｌ —
ｎｃｔ ｎ ｓｓ ｍｓｉ ａ ｏ ｐｏ ｏｅ ． ｄ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｍ ｄ ｌｔ ｎ ｓ ｎ ｌ ｗ ｔ Ｑ Ｓ ｒ ａａｙｅ ｏ ｖｒｙ ｔｅ ｉ ｉ ｙｔ ｓ ｌ ｒｐ ｓｄ Ｍｏ ｕａｉ ｎ ｅ ｏ ｕａｉ ｉ ａｓ ｉ Ｐ Ｋ ａｅ ｎ ｌ ｄ ｔ ｅｉ ｈ ａｏ ｅ ｓ ｏ ｏ ｇ ｈ ｚ ｆ