毫米波通信將采用波束賦形技術(shù) RF性能提高

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  在“ISSCC 2010”的Session2“mm-Wave Beamforming & RF Building Blocks”上,美國南加州大學(xué)、比利時(shí)IMEC及荷蘭代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft)的演講者就毫米波頻帶波束賦形(Beamforming)IC技術(shù),美國加州理工學(xué)院就寬帶功率放大器技術(shù),美國康奈爾大學(xué)就寬帶接收器技術(shù),意大利帕維亞大學(xué)就高分辨率數(shù)字控制振蕩器(DCO)技術(shù),意大利米蘭理工大學(xué)就低噪聲電壓控制振蕩器(VCO)技術(shù),美國華盛頓大學(xué)就帶傳感器接口的900MHz RF標(biāo)簽和RF技術(shù)分別發(fā)表了論文。

  進(jìn)行毫米波頻帶近距離通信時(shí),存在毫米波信號(hào)衰減量較大及多路徑方面的問題。最初3篇論文均介紹了這一問題的解決方法——波束賦形技術(shù)。要進(jìn)行波束賦形,必須使RF部、LO部及基帶部三者中任意一個(gè)部分的相位可變,該部分的選擇也備受關(guān)注。

  后4篇論文分別介紹了功率放大器技術(shù)、接收器寬帶化技術(shù)、DCO高分辨率技術(shù)及VCO低噪音技術(shù),論文內(nèi)容還包括通過改進(jìn)電路技術(shù),實(shí)現(xiàn)比原來更高的性能特性。最后一篇是生物感測(Biosensing)用RF-ID標(biāo)簽的技術(shù)論文,該技術(shù)將成為低功耗化技術(shù)的指標(biāo)(Benchmark)。

  南加州大學(xué)的技術(shù)使用基于傳輸線的、經(jīng)由延時(shí)器來增加信號(hào)的低應(yīng)變多波束陣列(Multi Beam Array),特點(diǎn)是能夠同時(shí)檢測出寬頻帶波束(論文序號(hào)る2.1)。比利時(shí)IMEC發(fā)布了通過在基帶部配備相移功能來降低耗電量的技術(shù)(論文序號(hào) 2.2)。TU Delft使用65nm CMOS開發(fā)出了60GHz二維相控陣發(fā)送器(論文序號(hào)2.3)。發(fā)送器采用可將LO信號(hào)增至12倍的Zero-IF方式,采用通過LO相移方式進(jìn)行波束賦形的結(jié)構(gòu)。

  加州理工學(xué)院發(fā)布了寬帶CMOS功率放大器技術(shù),包含轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的寬帶匹配電路獨(dú)具特色(論文序號(hào)2.4)。值得關(guān)注的一點(diǎn)是,該技術(shù)為了補(bǔ)償輸出級(jí)的寄生電容器,利用諾頓轉(zhuǎn)換原理,更改了匹配電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(Topology)。

  康奈爾大學(xué)發(fā)布的寬帶接收器技術(shù)采用混頻器與反饋放大器相連的結(jié)構(gòu)(論文序號(hào)2.5)。為了實(shí)現(xiàn)寬帶化,通過改變反饋放大器的反饋電阻值,來調(diào)整輸入阻抗的實(shí)數(shù)部,通過改變I/Q信號(hào)間的反饋電阻來調(diào)整復(fù)數(shù)部,這種方法很有特色。

  帕維亞大學(xué)的DCO技術(shù)提出了一種電路技術(shù)方案,通過在交叉耦合對(duì)(Cross Coupled Pair)之間連接電容器,可在外觀上縮小電容器的面積。筆者感到,這是一種提高DCO頻率分辨率時(shí)不可缺少的技術(shù)。

  米蘭理工大學(xué)的CMOS VCO技術(shù)將電阻與交叉耦合對(duì)的漏極端子相連,通過在外觀上增大導(dǎo)通電阻,降低了噪聲(論文序號(hào)2.7)。

  華盛頓大學(xué)發(fā)布了基于Generation 2協(xié)議的900MHz RF標(biāo)簽技術(shù),通過利用MOS的弱反轉(zhuǎn)區(qū)和斬波(Chopper)放大器,降低了功耗(論文序號(hào)2.8)。

  雖然這場研討會(huì)發(fā)布了各種不同的技術(shù),但卻體現(xiàn)出了毫米波頻帶系統(tǒng)的發(fā)展方向以及RF電路的高性能發(fā)展方向,是一場很有意義的研討會(huì)。


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