第三章 60GHz 毫米波多模組整合與量測
3.5 偏壓穩定電路及金屬基座設計
於 3.3 節與 3.4 節完成了傳送器模組與發射器模組的量測與構裝,如要進行 系統整合,還需要有偏壓穩定電路、本地(L0)訊號分波器及第二章所介紹金屬機 構基座的設計與製作。
偏壓穩定電路及本地訊號分波器,採用厚度為 20mil,介電係數為 3.5 的陶 瓷基板(Roger 4003)進行設計。偏壓穩定電路的設計目的是使電路能穩定的運 作,並整合每一級晶體偏壓到 PCB 上,做為外部電源與裸晶片間的連接使用,連 接路徑包含了使裸晶片穩定運作所需要的電阻與電容。如圖 3.29 所示。在金屬 基座的設計上,需要考慮到發射器模組、接收器模組及偏壓穩定電路進行設計,
並需考慮到訊號的潰入與潰出位置,如圖 3.30 與圖 3.31 所示。
圖 3.29 BIAS Card 設計與製作
圖 3.30 金屬基座的設計
圖 3.31 金屬基座的製作
在偏壓穩定電路與金屬基座製作完成後,需要進行系統的構裝,構裝結果如 圖 3.32 與圖 3.33 所示。
圖 3.32 60GHz 多晶片模組內部線路及排 Pin 電壓表
圖 3.33 60GHz 多晶片模組外觀圖
因應收發器模組需要 16 組電源的潰入,如圖 3.32 所示,故設計了電壓調整 器(Regulator)模組,將 16 組的電源整合成一組+5V 電源潰入,並設計金屬基座 給電壓調整器使用,讓電壓調整器跟 60GHz 多晶片收發器模組能疊構成一個系統 模組,使收發器模組更方便的量測與使用。圖 3.34 為電壓調整器的內部線路與 金屬基座構裝圖;圖 3.35 為電壓調整器模組與 60GHz 多晶片收發器模組構裝方 式。
圖 3.34 電壓調整器內部線路與金屬基座構裝圖
圖 3.35 60GHZ多晶片收發器與電壓調整氣組合圖
3.6 60GHz 多晶片模組對通量測與討論
60GHz 多晶片系統模組構裝完成後,將開始進行對通量測,其量測規劃如圖 3.36 所示,採用電腦接上 802.11a/b/g 網路卡再串接 60GHz 多晶片模組的 IF 端,
需再配合 60GHz 天線,透過 60GHz 多晶片模組進電腦資料傳輸,如圖 3.37 及圖 3.38 所示。
圖 3.36 60GHz 多晶片模組對通量測規劃圖
圖 3.37 發射器模組與 60GHz 天線整合圖
圖 3.38 接收器模組與 60GHz 天線整合圖 60GHz毫米波
MCM通訊系統
60GHz毫米波 MCM通訊系統
圖 3.39 為對通測試的發射器接線狀況,因發射器的功率放大器會發熱,故 需配合散熱風扇使用。圖 3.40 為對通測試的接收器接線狀況。
圖 3.39 發射器模組進行對通測試
圖 3.40 接收器模組進行對通測試
圖 3.41 60GHz 多晶片模組進行對通測試
圖 3.41 中顯示了整個 60GHz 多晶片模組對通接線的環境狀況,此次在 NDL 進行量測的關係,因空間的限制,只能置放於同一個桌子,故只有 1.6m 通訊距 離;後續更換量測場所,對通量測距離為 6m,傳輸影像也不會有延遲的狀況發 生,由測試結果說明已經成功完成的 60GHz 毫米波多晶片模組的設計與構裝。