第三章 60GHz 毫米波多模組整合與量測
3.2 共振抑制電磁能隙架構設計與應用
3.2.3 電磁能隙架構設計與使用
圖 3.8 EBG 規劃位置圖<二>
EBG 所規劃位置的兩個方案，各有其優缺點，圖 3.7 EBG 所規劃位置會 增加收發器模組的體積，但 EBG 與偏壓穩定電路採用同一片 PCB 製作，故成 本較便宜；圖 3.8 EBG 所規劃位置較節省空間，但須另外製作一片 PCB，故 成本較高，且須將 EBG 製作完成的 PCB 固定於上蓋內部。最後評估結果決定 採用圖 3.8 EBG 所規劃位置進行模擬製作。
3.2.3 電磁能隙架構設計與使用
由 3.2.2 結論，採用 HFSS 模擬軟體對電磁能係架構進行模擬設計，
在模擬設計上，採用收發器模組規劃的空腔高度與面積，使模擬結果更 EBG Cell
系統模組上蓋
電路元件
(Port)，EBG 使用的 PCB 為厚度 20mil，介電係數為 3.5 的陶瓷基板 (Roger 4003)進行模擬，模擬潰出與潰入訊號的隔離度(Isolation)。
圖 3.9 為 EBG Matrix 模擬的狀況與其等效電路。圖 3.10 為模擬時饋入 端、饋出端與 EBG 位置圖。
圖 3.9 HFSS 模擬俯視圖及其等效電路
饋入端 EBG 饋出端
圖 3.10 HFSS 模擬側視圖
圖 3.11 紅線為潰出與潰入訊號隔離度的模擬結果，經過 EBG PCB 與量 測製具的製作，再進行構裝量測，可得到圖 3.11 黑線與藍線，黑線是量測 製具內部空腔對潰出與潰入訊號隔離度的影響；藍線是構裝上 EBG PCB 後，
潰出與潰入訊號隔離度量測結果。由黑線可知，模組內部訊號可能會透過空 腔傳遞，進而造成干擾。由藍線可得知，EBG 確實能抑制訊號在模組內部傳 遞，減少干擾的機會。由藍線與紅線得知，模擬與實作結果是非常接近的，
故此 EBG PCB 可實際的運用於收發器模組內。於圖 3.12 中，將 EBG PCB 構 裝於收發器模組的上蓋內部中。
圖 3.11 EBG 模擬與量測結果
圖 3.12 EBG 構裝圖於上蓋
3.3 60GHz 多晶片模組在傳送路徑上的量測
將 60 GHz 毫米波傳送模組構裝完成後，先進行模組的電特性量測，而量測 在國家實驗研究院國家奈米元件實驗室(NDL)進行，NDL 能提供國 內 學 界 與 業 界 精 確 而 有 效 率 的 高 頻 委 託 測 試 服 務 ， 量測設備及量測環境如圖 3.13 所示。圖 3.13 NDL 量測設備及量測環境
將 60 GHz 毫米波傳送路徑模組構裝完成後，如圖 3.14 所示，採用 NDL 量測 設備進行量測，圖 3.15~3.18 為其量測結果。。
圖 3.14 傳送路徑模組構裝完成圖
圖 3.15 傳送路徑 增益(Gain)-頻率(Frequency) DC: Vg1=0.13V, Vg2=0.08V, Vd=5V, Id=80mA, Pin=-30 dBm
-40 -30 -20 -10 0
DC: Vg1=0.13V, Vg2=0.08V, Vd=5V, Id=80mA
DC: Vg1=0.13V, Vg2=0.08V, Vd=5V, Id=80mA
圖 3.18 傳送路徑在 62GHz Pin-Pout
DC: Vg1=0.13V, Vg2=0.08V, Vd=5V, Id=80mA
圖 3.20 接收路徑模組構裝完成圖
圖 3.21 接收路徑增益(Gain)-頻率(Frequency)
圖 3.22 接收路徑 58GHz 量測頻譜
圖 3.23 接收路徑 58GHz Pin-Pout 量測關係圖
圖 3.24 接收路徑 58GHz Pin-CG 量測關係圖
圖 3.25 接收路徑 60GHz 量測頻譜圖
圖 3.26 接收路徑 60GHz Pin-Pout 量測關係圖
圖 3.27 接收路徑 60GHz Pin-CG 量測關係圖
在 60GHz 毫米波多晶片模組傳送路徑量測完成後，配合第二章所介紹的銀膠 製程構裝技術整個模組構裝於金屬基座上，如圖 3.28 所示。