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[導讀] 近年來,RF領域毫米波頻帶的技術發(fā)布激增,在今年的發(fā)布中,除了電路技術本身的進步之外,支持新用途的方案以及只有毫米波才能實現(xiàn)的電路技術方案備受關注。在Session 23“mm-Wa

近年來,RF領域毫米波頻帶的技術發(fā)布激增,在今年的發(fā)布中,除了電路技術本身的進步之外,支持新用途的方案以及只有毫米波才能實現(xiàn)的電路技術方案備受關注。在Session 23“mm-Wave Transceivers,Power Amplifiers & Sources”上,索尼、美國加州理工學院(California InsTItute of Technology)共同發(fā)布了連接輸入輸出設備用56GHz收發(fā)電路,美國加州大學伯克利分校(UC Berkeley)、意大利帕多瓦大學(University of Padova)和意法半導體(STMicroelectronics)共同提出了用開關控制片上天線的90GHz頻帶發(fā)送電路,除了這些新系統(tǒng)的方案之外,德國烏泊塔爾大學(University of Wuppertal)還發(fā)布了160GHz頻帶收發(fā)電路和成像陣列用650GHz接收電路,會上共有9項發(fā)布。

在一開始索尼的技術發(fā)布(演講序號23.1)中,報告了可用56GHz頻帶近距離無線通信實現(xiàn)用于連接高清電視等設備的11Gbit/秒數(shù)據(jù)傳輸速度。40nm工藝CMOS收發(fā)電路和基于引線鍵合(Wire Bonding)的天線,在6.4pJ/bit的電力條件下,實現(xiàn)了1.4cm距離范圍內(nèi)的通信。“相對于有線傳輸方式在數(shù)據(jù)轉發(fā)速度提高時,因充放電容量較大,會受到低功耗的限制而言,無線傳輸方式更有利于降低功耗”,這一觀點在會場引發(fā)了熱烈的討論,體現(xiàn)了對這一領域的關注度之高。

德國烏泊塔爾大學的發(fā)布(演講序號23.2)報告了使用0.13μm工藝SiGe BiCMOS技術的160GHz頻率正交型直接變頻收發(fā)電路。振蕩器可使其在相當于收發(fā)頻率1/3的52GHz到55GHz之間振蕩,提高3倍之后產(chǎn)生局域信號。

芬蘭赫爾辛基理工大學(Helsinki University of Technology)發(fā)布的技術(演講序號23.3),與采用65nm工藝CMOS技術的77-94GHz頻帶8GHz IF信號圖象載頻抑制(Image RejecTIon)型發(fā)送電路有關。輸出功率為6.6dBm時,圖像載頻抑制量達到了15-20dB。

加州大學伯克利分校等發(fā)布了醫(yī)療用脈沖雷達發(fā)送電路(演講序號23.4)。該電路采用了0.13μm工藝BiCMOS技術,對90GHz的載波進行脈沖調(diào)制時,除了可啟功率放大器之外,片上天線也設置了開關,實現(xiàn)了35ps的脈沖。該技術方案充分利用了天線也可片上化的毫米波頻帶特點。

意大利摩德納雷焦艾米利亞大學(University of Modena and Reggio Emilia)等發(fā)布了以115GHz的頻率工作,調(diào)諧范圍可寬達13.1%的注入鎖定(InjecTIon Lock)型2倍頻電路(演講序號23.5)。通過采用Push-Push型電路,以及充分確保注入信號的方法,使調(diào)諧范圍達到了原來的3~5倍。

此外,還有接連3項60GHz頻帶放大器技術發(fā)布。首先臺灣聯(lián)發(fā)科技(MediaTek)和美國IBM發(fā)布了采用65nm工藝CMOS技術,可在1V電源下輸出17.9dBm功率的60GHz頻帶放大器(演講序號23.6)。這種放大器采用前級兩并聯(lián)、中級及后級四并聯(lián)的3級構成,合波器由轉換器構成。

美國加州大學戴維斯分校(University of California Davis)發(fā)布了采用90nm工藝CMOS技術,可在1.2V電源下輸出19.9dBm功率的60GHz頻帶放大器(演講序號23.7)。這種放大器采用前級、2級兩并聯(lián)、3級及后級四并聯(lián)的4級構成,分波器和合波器全部采用Wilkinson型電路。

意法半導體等發(fā)布了可在1.2及1.8V電源下輸出18.1dBm功率的60GHz頻帶放大器(演講序號23.8)。這種放大器由8個采用2級構成的單個放大器并聯(lián)而成。2級構成的單個放大器為差分放大器,可由轉換器進行信號差分轉換,實現(xiàn)各級之間的統(tǒng)一。

最后,烏泊塔爾大學發(fā)布了與適用THz成像的650GHz接收電路有關的技術(演講序號23.9)。這種電路采用了0.13μm工藝SiGe BiCMOS,可在雙極晶體管中添加650GHz信號和頻率約為其1/4的信號,從而產(chǎn)生100MHz頻帶IF信號。轉換增益為-13dB,噪聲指數(shù)為42dB。盡管電路的基本運行仍在確認,但該大學對650GHz頻率的挑戰(zhàn)值得一提。

從整體來看,各項技術的模擬數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)均非常一致,令人感到毫米波頻帶技術設計精度的不斷提高。另外,受益于設計精度的提高,尤其是被動元件設計的不斷進步,正如序號為23.6、23.7及23.8所描述的那樣,與原來相比,對最大輸出功率的提高作出了貢獻。要實現(xiàn)毫米波系統(tǒng),雖然需要集成電路設計的進步,但同樣需要包含封裝技術在內(nèi)的相關技術不斷進步。與去年相同,今年也發(fā)布了很多片上評測技術,期待今后能夠發(fā)布更多包含封裝技術在內(nèi)的相關技術。

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