比利時微電子研究中心(imec)攜手奧特斯(AT&S)，成功將D頻段晶片和波導整合至低成本且可量產的印刷電路板(PCB)。這套方案為具成本效益的高效能緊湊型140GHz(車用)雷達和6G通訊系統提供了開發條件，與平面PCB導線或基板整合式波導(SIW)相比，其在PCB和中介層上的訊號損失明顯大幅降低。
車用雷達和即將問世的6G行動網路系統等應用都需要更高的頻寬，該需求持續推動對高頻無線訊號的需求，110~170GHz的D頻段因此備受矚目。imec研究計畫主持人Ilja Ocket表示，為了推動新一代具成本效益的高性能雷達和通訊系統，操作頻率在100GHz以上的毫米波前端系統不可或缺，如何讓這些天線和毫米波晶片實現最佳連接成為主要考量，而imec認為運用空氣填充式基板整合式波導是這套解決方案的關鍵。
目前的通訊和雷達系統所用的基板整合式波導採用成列的通孔設計與平面導線技術，與之相比，結構中空的空氣填充式基板整合式波導(Air-filled SIW, AFSIW)技術搭配全金屬的側壁能大幅降低訊號損失。
圖1 此3D模型和電磁場分布圖顯示從緊湊型帶線(Stripline)結構到空氣填充式基板整合式波導(AFSIW)設計的技術轉換
然而，這類波導成本高昂，並且不容易整合至多層的PCB或中介層上，因此目前並沒有在PCB上整合空氣填充式基板整合式波導的量產技術。imec與AT&S合作應對這項挑戰，共同展示一款整合式前端元件，將imec的140GHz雷達晶片與AT&S開發的創新封裝概念整合。此次展示將空氣填充式基板整合式波導與PCB整合，對於邁向最終的開發目標來說是一大突破。
作為先進系統模組概念的一部分，AT&S和imec已經合作開發在多層PCB上結合實心銅側壁的D頻段空氣填充式基板整合式波導，藉此避免訊號洩漏並形成任意形狀的空氣共振腔。這是首款成功在100GHz以上運作的空氣填充式基板整合式波導，並且成功與低成本且可量產的PCB整合。
透過消除介電損耗，僅保留導體損耗，這項新技術在115~155GHz的頻率範圍內達到0.07~0.08dB/mm的訊號損失，比起目前已知在PCB和中介層上的平面導線或基板整合式波導所測得的數值低了5倍。imec表示，這些研究成果只是個開端，未來幾年將持續改良，朝向更低的訊號損失邁進。