持續(xù)大容量數(shù)據(jù)需求年年顯著增加，在一個持續(xù)的競賽中，技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)者已經(jīng)采用越來越寬的帶寬，首先是語音，然后是數(shù)據(jù)，*顯著的還有視頻都在驅(qū)動這樣的需求。這個需求*明顯的是在移動通信技術(shù)從AMPS到3G的升級，如今4G**展示的容量是瞄準(zhǔn)百萬的智能手機和手持設(shè)備及其豐富的應(yīng)用。同樣明顯的是家庭WiFi已經(jīng)從1到54Mbps成功過度，現(xiàn)在正在推進(jìn)數(shù)百兆的IEEE 802.11n和802.11ac。在技術(shù)開發(fā)中滿足數(shù)據(jù)容量的需求方面，首要考慮的是可用頻譜。例如OFDM，MIMO，更高階的調(diào)制和更小蜂窩的應(yīng)用，都是在一個給定的頻譜數(shù)量內(nèi)**的增加數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)容量的一種方式。
   很多重要的開發(fā)開始用57-64GHz頻段，Hittite現(xiàn)在可以提供高集成的硅芯片方案。Hittite的HMC6000/6001芯片組不僅解決很多毫米波頻率關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)，而且可以提供數(shù)Gbps的60GHz通信turn-key連接方案。
   60GHz 應(yīng)用
   寬帶和高的帶內(nèi)EIRP，加上長距離的衰減特性，使得需要數(shù)Gbps數(shù)據(jù)容量的短距離應(yīng)用引人注目的60GHz方案。這些包括室外metrocell/picocell回程連接的點對點無線方案，和室內(nèi)數(shù)據(jù)連接應(yīng)用比如無線數(shù)Gbps電纜的替代，HDMI，USB3.0，Thunderbolt等，無線的docking stations塢站和視頻/雜志信息亭。可用的更寬帶寬也適合于機器人需要的短距離高精度的無線傳感器方面的應(yīng)用。

 

    幾個標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)小組已經(jīng)合并了60GHz包括IEEE802.ad和805.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，以及無線HD和WiGig聯(lián)盟。60GHz的許多優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。互聯(lián)元件在PCB上在這些頻率是頗為困難且需要昂貴的板材。低成本的方案只能用芯片/封裝好的毫米波互聯(lián)器件。Hittite，作為WiGig的贊助會員，用一個高集成的芯片，把標(biāo)準(zhǔn)的基帶信號直接轉(zhuǎn)換到60GHz解決了這個難題，縮小了高頻元器件及其互聯(lián)在PCB上所占的面積。

    Hittite的HMC6000發(fā)射機（圖 1a）包括所有需要的功能來把一個模擬IQ基帶信號上變頻到60GHz頻段，僅需要一個低頻的外置參考時鐘。用的是SiGe BiCMOS工藝，它有模擬I和Q都是帶DC耦合來抵消DC offset和載波泄露的差分輸入。它包括一個從57GHz到64GHz ISM波段調(diào)整的低相噪頻綜，根據(jù)參考輸入頻率步進(jìn)可以設(shè)置在500MHz到540MHz之間(1/4 IEEE信道間隔)。HMC6000也提供*高38dB可調(diào)增益來得到17dBm的飽和輸出功率和線性*高12dBm的輸出功率，明顯的高于目前的CMOS能達(dá)到的*大功率。差分射頻輸出提供了一個低損耗且高輸出效率的射頻變換。
   HMC6001接收芯片（圖1b）接收的60GHz毫米波信號并把它轉(zhuǎn)換到差分的模擬基帶IQ信號輸出，所有必需的頻率產(chǎn)生器，濾波器，增益控制都設(shè)計到芯片里面了，包括一個可編程的高通濾波器可以幫助濾除殘余的DC Offset和本振泄露。HMC6001在*大增益時噪聲系數(shù)為6dB。表1是收發(fā)芯片性能的總結(jié)。一個簡單的四線數(shù)字控制接口可實現(xiàn)信道選擇，增益控制，電路偏置和濾波器帶寬設(shè)置。
   60GHz對相噪是較大的挑戰(zhàn)，主要來自參考源和VCO相噪倍頻到這么高的頻率，為避免噪聲系數(shù)的惡化，集成的相噪典型值應(yīng)低于所需調(diào)制信號信噪比10dB。所幸60GHz使用的更快的符號速率，大家所擔(dān)心集成的相噪距離載波甚遠(yuǎn)，例如WiGig 1.76GHz的符號速率，1MHz offset的相噪有明顯的影響。對于WiGig符號速率HMC6000和HMC6001有大致-25dBc可以滿足*高16QAM的調(diào)制。
   Hittite既提供可外接天線的方案，也提供內(nèi)置天線的方案，用這些芯片來幫助客戶把60GHz集成到他們的產(chǎn)品中。例如，Hittite HMC6000LP711E方案，參考圖2，整合了一個60GHz天線和毫米波發(fā)射芯片在一個低成本的7x11mm QFN塑封里面。這使得可以用廉價的標(biāo)準(zhǔn)的PCB表貼和組裝工藝來完成產(chǎn)品，又并非一定需要極專業(yè)的毫米波經(jīng)驗。HMC6001LP711E方案整合了毫米波接收機帶天線一起在一個封裝里面。

    Hittite HMC6000/6001芯片組和封裝好的器件是理想的60GHz應(yīng)用及整合，包括室外點對點連接和室內(nèi)消費類設(shè)備。圖3是一個典型的通過60GHz鏈接點對點微波傳輸幾個Gbps以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流框圖。這些是全雙工的連接，雙工器常被用到必要的收發(fā)兩路的隔離，同時又共用一個高增益天線。早期60GHz點對點系統(tǒng)需要很多分離器件來構(gòu)造的無線部分非常昂貴，尺寸較大，功耗較高。Hittite的集成套片方案把無線部分用兩個芯片和一個晶振，以及互聯(lián)挑戰(zhàn)被降低到兩個近距離傳輸線到雙工器。
   圖4是面對符合WiGig標(biāo)準(zhǔn)的消費類Gbps應(yīng)用的框圖。可用各種高速數(shù)字接口，包括GigE，USB，HDMI，甚至PCIe。為了滿足消費類市場價格，MAC和PHY功能應(yīng)集成到一個ASIC，ADC和DAC工作在Gbps采樣率，至少兩倍于調(diào)制用的符號速率。為達(dá)到*小功耗和成本，這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器也應(yīng)作為基帶的一部分集成到ASIC中。由于WiGig用TDD復(fù)用，因此這類應(yīng)用不需要雙工器。點對地鏈接的高增益天線可以被小尺寸低增益天線取代，路徑距離受房間面積限制。
   為*小化60GHz傳輸線到天線那段的損耗，集成天線是比較理想的做法。差分的基帶接口跟Hittite 提供的集成套片一起使得ASIC和優(yōu)化的天線位置分開成為可能。
   收發(fā)信機評估套件
   為更容易的評估Hittite 60GHz套片和簡化客戶樣機的系統(tǒng)開發(fā)，Hittite提供評估集成天線和帶天線接口兩種配置。HMC6450是一個60GHz的AiP內(nèi)置天線的收發(fā)信機評估套件，參考圖5。HMC6450包括兩個板子，分別為HMC6000LP711E發(fā)射機和HMC6001LP711E接收機。跟配置軟件一起用統(tǒng)一的模擬IQ接口提供快速的雙向60GHz鏈接設(shè)置。HMC6541是一個60GHz MMPX收發(fā)信機評估套件，和 60GHz接口的Snap-on MMPX連接器（參考下圖）一起提供相同功能。

    

             

   

 

    不需要許可證的60GHz頻譜提供一個絕佳的機會來滿足今天不斷增長的數(shù)據(jù)容量需求。Hittite現(xiàn)在提供一個高度集成的HMC6000/6001全硅收發(fā)信套片瞄準(zhǔn)60GHz應(yīng)用，例如picocell回傳，短距離數(shù)Gbps數(shù)據(jù)速率室內(nèi)通信鏈接。60GHz套片提供所有的必要的功能來轉(zhuǎn)換IQ基帶模擬信號到60GHz ISM波段，僅需用一個外置低頻參考時鐘振蕩器。為易于使用，芯片還提供集成天線和外接天線兩種方案。HMC6000/6001LP711E集成天線方案整合了60GH天線和收發(fā)信機到一個低成本塑料的QFN封裝里面。