5G毫米波反向阵极简构架与CMOS芯片实现

来源：电子与信息学报杂志2024年第5期北京时间：

作者：郭嘉诚, 胡三明, 沈一竹, 钱昀, 胡楚悠, 黄永明, 尤肖虎

单位：1.东南大学信息科学与工程学院 南京 2100962.紫金山实验室 南京 211111

摘要：该文首次报道了一种极简构架的5G毫米波反向阵设计原理及其CMOS芯片实现技术。该毫米波反向阵极简构架，利用次谐波混频器提供相位共轭和阵列反向功能，无需移相电路及波束控制系统，便可实现波束自动回溯移动通信功能。该文采用国产0.18 μm CMOS工艺研制了5G毫米波反向阵芯片，包括发射前端、接收前端及跟踪锁相环等核心模块，其中发射及接收前端芯片采用次谐波混频及跨导增强等技术，分别实现了19.5 dB和18.7 dB的实测转换增益。所实现的跟踪锁相环芯片具备双模工作优势，可根据不同参考信号支持幅度调制及相位调制，实测输出信号相噪优于–125 dBc/Hz@100 kHz。该文给出的测试结果验证了所提5G毫米波反向阵通信架构及其CMOS芯片实现的可行性，从而为5G/6G毫米波通信探索了一种架构极简、成本极低、拓展性强的新方案。

关键词：毫米波集成电路, CMOS, 反向阵, 射频前端

基金资助：国家重点研发计划(2019YFB2204701)，国家自然科学基金(61831006,62250610223)