60GHz射頻前端集成技術分析與設計.pdf

1、60GHz通信在前幾年還是通信頻段的一塊空白,但隨著這幾年歐美日等國家相繼推出專屬于自己的60GHz通信頻段,60GHz通信正式開放使用,逐漸開始蓬勃發(fā)展起來。隨之英特爾、IBM等通信業(yè)巨頭相繼推出了應用于無線通信的芯片,由此帶動了整個行業(yè)的發(fā)展。就目前態(tài)勢來看,受限于功耗和成本的要求,60GHz通信技術還未完全成熟,離正式商用還有很長一段距離。
　　在很長一段時間,射頻前端芯片基本上都是用砷化鎵(GaAs)材料制作,這主要是基于

2、GaAs工藝截止頻率高、噪聲和增益比較理想方面的考慮,但隨著無線通信的發(fā)展,對芯片的集成化和低功耗度提出了更高的要求。GaAs制作的芯片由于價格昂貴,已經(jīng)無法滿足大多數(shù)人的需求,而CMOS工藝以成本低、功耗低、易于集成、制備手段成熟等優(yōu)點,令其成為近幾年芯片業(yè)發(fā)展的主流。早期的CMOS工藝受限、截止頻率低,但隨著集成制作手段的提高,深亞微米級別的CMOS工藝越來越被人們所掌握,越來越多的芯片制造商把眼光投向了CMOS制作工藝上。

3、　　本論文首先介紹了60GHz通信以及射頻集成發(fā)展的概況,然后對通信系統(tǒng)射頻前端的發(fā)射機和接收機結構進行了分析。
　　然后介紹了片上集成的代表性產(chǎn)品--Vubiq公司研制的60GHz頻段的通信開發(fā)系統(tǒng)。根據(jù)實際項目需要,考慮到成本和開發(fā)周期的問題,重點對混合集成方式構建的前端系統(tǒng)進行仿真。挑選合適的器件搭建了60GHz的發(fā)射、接收通信系統(tǒng)鏈路,主要對搭建系統(tǒng)進行增益、選擇性、相位噪聲、噪聲系數(shù)、路徑衰減等方面的仿真和結果分析。

4、r>　　本文后半段對60GHz低噪聲放大器射頻芯片(RFIC)進行分析與設計:首先根據(jù)指標要求,分析了用于60GHz頻段的低噪聲放大器的拓撲結構,從增益、噪聲系數(shù)、功耗三方面確定設計方案,接著用Cadence IC5141集成電路設計軟件,分別在臺積電(TSMC)0.18μm和0.13μm RF CMOS工藝下,對不同的輸入匹配結構進行仿真設計,最終在0.13μmRF CMOS工藝下設計出了一款工作在60GHz頻段、噪聲系數(shù)小于10dB