采用功率合成技术的高效W波段CMOS功率放大器.pdfVIP

A1V32.1dBm92-to-102GHzPowerAmplifierwith

ProposedScalable128-to-1PowerCombinerAchieving

15%PeakPAEin65nmBulkCMOSProcess

（采用功率合成技术的高效W波段CMOS功率放大器）

目录

研究背景

基本的功分/合成单元

功率合成方案

功分器的设计方案

毫米波单晶体管增益提升

电路实现与测试

小结2

目录

研究背景

基本的功分/合成单元

功率合成方案

功分器的设计方案

毫米波单晶体管增益提升

电路实现与测试

小结3

研究背景

在频谱资源越来越紧缺的情况下，开发使用在卫星和雷达系统上的毫米波频谱资源

成为了第五代移动通信技术的重点。

无线移动通信频谱

5G通信的关键需求推动5G通信进入毫米波频段

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研究背景

毫米波有可用频带宽、信息容量大、必威体育官网网址性好和波长短等优点。其特性如穿

透雾/雨/云，可以实现全天候高分辨率雷达和传感。毫米波段的宽带宽也使其

在超高速无线通信和卫星通信领域具有广阔应用潜力。

传播特性用于蜂窝通信仍然具有挑战性，比如：路径损耗，衍射可能会带来

不可忽略的多径传播；大气衰减问题等。

毫米波频率的小波长使得能够部署大量天线元件，理论上可补偿由各向同性

带来的路径损耗，提供高空间处理增益——相控阵系统

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研究背景

35GHz，94GHz,140GHz和220GHz是毫米波的四个“大气窗口”，当毫米波在这

四个频段内传播时，衰减程度相对较弱，有利于毫米波的远距离传播。上述四个“大

气窗口”是现在和未来毫米波研究与应用中必须及早抢占的“制高点”。6

研究背景

W波段是75-110GHz的毫米波段，其中大气衰减在“大气窗口”94GHz较弱，这

个频段应用领域较多，当前主要集中在高速卫星通信、精密探测与成像、气象雷

达等民用领域。

美国在1994年就研发了94GHz多普勒云层雷达Galileo。美国在2006年上星应用

了一个双波段的气象雷达，采用W波段和Ka波段各一台发射机。针对越来越大的

应用需求以及W波段在气象观测上的优势，借鉴国外广泛应用积累的研制经验，

我国近年来也陆续开展了相关研究。

2018年韩国的Jeon等人研制了一款具有两发两收的W波段高分辨率MIMO雷达系

统。在93.5~94.5GHz频率范围内，最大输出功率均大于18dBm，功率平坦度均

小于1.25dB。在成像测试实验中，该雷达系统可以测量100~150m远的目标，距

离分辨率小于0.15m。7

研究背景

2020年，德国Benedikt等人报道了W波段单发双收MMIC芯片（SiGe技术）。芯

片工作频率为83~109GHz，具有高达26GHz的调谐频率。测试结果显示，发射

机最大输出功率为1