采用 45 nm SOI CMOS 的多模 60 GHz 雷达发射机 SoC
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摘要 — 本文介绍了一种毫米波多模式雷达发射机 IC 的架构,该架构支持三种主要雷达波形:1) 连续波 (CW/FMCW);2) 脉冲;3) 相位调制连续波 (PMCW),全部来自单个前端。该 IC 采用 45 纳米 CMOS 绝缘硅片 (SOI) 工艺实现,可在 60 GHz 频段运行,集成了宽带三倍频器、两级前置放大器、两个功率混频器和混合信号基带波形生成电路。通过配置功率混频器和相关波形基带电路,可实现多种模式下的发射机雷达运行。这种方法的一个重要优势是,总信号带宽(雷达的一个关键性能指标)仅受脉冲生成中 RF 输出节点的限制。还提出了一种基于电流复用拓扑的新型宽带三倍频器设计技术,用于 LO 生成,输出分数带宽 > 59%。 CW 模式下完整 TX IC 的晶圆上测量结果显示,54 至 67 GHz 的平均输出功率为 12.8 dBm,峰值功率为 14.7 dBm,谐波抑制比 > 27 dB。脉冲模式下的测量显示可编程脉冲宽度为 20 至 140 ps,相当于 > 40 GHz 的雷达信号带宽。本例还演示了 PMCW 模式操作,使用 10 Gb/s PRBS 调制雷达信号。该 IC 功耗为 0.51 W,占用 2.3 × 0.85 mm2 的芯片面积(不包括焊盘)。

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