近年來,RF領(lǐng)域毫米波頻帶的技術(shù)發(fā)布激增,在今年的發(fā)布中,除了電路技術(shù)本身的進(jìn)步之外,支持新用途的方案以及只有毫米波才能實(shí)現(xiàn)的電路技術(shù)方案備受關(guān)注。在Session 23“mm-Wave Transceivers,Power Amplifiers & Sources”上,索尼、美國加州理工學(xué)院(California Institute of Technology)共同發(fā)布了連接輸入輸出設(shè)備用56GHz收發(fā)電路,美國加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)、意大利帕多瓦大學(xué)(University of Padova)和意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)共同提出了用開關(guān)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(xué)(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(huì)上共有9項(xiàng)發(fā)布。
在一開始索尼的技術(shù)發(fā)布(演講序號23.1)中,報(bào)告了可用56GHz頻帶近距離無線通信實(shí)現(xiàn)用于連接高清電視等設(shè)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(shí)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(zhuǎn)發(fā)速度提高時(shí),因充放電容量較大,會(huì)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(diǎn)在會(huì)場引發(fā)了熱烈的討論,體現(xiàn)了對這一領(lǐng)域的關(guān)注度之高。
德國烏泊塔爾大學(xué)的發(fā)布(演講序號23.2)報(bào)告了使用0.13μm工藝SiGe BiCMOS技術(shù)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(dāng)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(xué)(Helsinki University of Technology)發(fā)布的技術(shù)(演講序號23.3),與采用65nm工藝CMOS技術(shù)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(guān)。輸出功率為6.6dBm時(shí),圖像載頻抑制量達(dá)到了15-20dB。
加州大學(xué)伯克利分校等發(fā)布了醫(yī)療用脈沖雷達(dá)發(fā)送電路(演講序號23.4)。該電路采用了0.13μm工藝BiCMOS技術(shù),對90GHz的載波進(jìn)行脈沖調(diào)制時(shí),除了可啟功率放大器之外,片上天線也設(shè)置了開關(guān),實(shí)現(xiàn)了35ps的脈沖。該技術(shù)方案充分利用了天線也可片上化的毫米波頻帶特點(diǎn)。
意大利摩德納雷焦艾米利亞大學(xué)(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(dá)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(dá)到了原來的3~5倍。
此外,還有接連3項(xiàng)60GHz頻帶放大器技術(shù)發(fā)布。首先臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科技(MediaTek)和美國IBM發(fā)布了采用65nm工藝CMOS技術(shù),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(gòu)成,合波器由轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。
美國加州大學(xué)戴維斯分校(University of California Davis)發(fā)布了采用90nm工藝CMOS技術(shù),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(gòu)成,分波器和合波器全部采用Wilkinson型電路。
意法半導(dǎo)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(gè)采用2級構(gòu)成的單個(gè)放大器并聯(lián)而成。2級構(gòu)成的單個(gè)放大器為差分放大器,可由轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號差分轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)各級之間的統(tǒng)一。
最后,烏泊塔爾大學(xué)發(fā)布了與適用THz成像的650GHz接收電路有關(guān)的技術(shù)(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(zhuǎn)換增益為-13dB,噪聲指數(shù)為42dB。盡管電路的基本運(yùn)行仍在確認(rèn),但該大學(xué)對650GHz頻率的挑戰(zhàn)值得一提。
從整體來看,各項(xiàng)技術(shù)的模擬數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)均非常一致,令人感到毫米波頻帶技術(shù)設(shè)計(jì)精度的不斷提高。另外,受益于設(shè)計(jì)精度的提高,尤其是被動(dòng)元件設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)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(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)毫米波系統(tǒng),雖然需要集成電路設(shè)計(jì)的進(jìn)步,但同樣需要包含封裝技術(shù)在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步。與去年相同,今年也發(fā)布了很多片上評測技術(shù),期待今后能夠發(fā)布更多包含封裝技術(shù)在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)。