应用于智能驾驶的77GHz毫米波汽车雷达收发机芯片

针对未来智能驾驶和无人驾驶对毫米波传感器多模式、多场景感知需求,设计并实现了一种77GHz多模毫米波雷达收发机芯片。芯片采用65nm CMOS工艺,集成了3路雷达发射机和4路接收机、调频连续波（FMCW）波形发生器、模数转换器以及高速数据接口等电路。利用交叉耦合中和电容技术提升了CMOS工艺上毫米波低噪声放大器、毫米波片上功放等电路性能,采用两点调制锁相环技术提升了FMCW信号带宽和调制速率。收发机的发射功率、波形样式、接收增益和带宽等参数具有较好的可配置性,满足未来多模式、小型化和低成本汽车雷达传感器需求。芯片测试结果显示,在76～81GHz频率范围内,接收机实现50dB的增益控制,最小噪声系数11dB,FMCW信号调频带宽达4.2GHz,调制速率达233MHz/μs,线性度优于0.1%,－45～+125℃全温范围内发射机典型输出功率大于13dBm。     

CMOS毫米波低功耗超宽带共栅低噪声放大器

陈述了一个基于单端共栅与共源共栅级联结构的超宽带低噪声放大器(LNA).该LNA用标准90-nm RFCMOS工艺实现并具有如下特征:在28.5～39 GHz频段内测得的平坦增益大于10 dB;-3 dB带宽从27～42 GHz达到了15 GHz,这几乎覆盖了整个Ka带;最小噪声系数(NF)为4.2dB,平均NF在27 ～ 42 GHz频段内为5.1 dB;S11在整个测试频段内小于-11 dB.40 GHz处输入三阶交调点(IIP3)的测试值为+2 dBm.整个电路的直流功耗为5.3 mW.包括焊盘在内的芯片面积为0.58 mm×0.48 mm.     

5G毫米波信道估计研究综述

信道估计是大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)毫米波(Millimeter Wave,mmWave)系统关键技术之一.梳理了近几年大规模MIMO毫米波的信道估计策略,重点从压缩感知(Compressive Sensing,CS)、参数估计和深度学习三个方面进行了描...     

毫米波光载无线系统的结构优化

下一代接入网需要实现高带宽和低成本的便携性,基于宽带光通信和无线接入的无缝融合的毫米波光载无线（RoF）通信技术被认为是一个很有前景的解决方案。但是由于其实现成本较高,需要对其系统结构进行相应优化。在毫米波光产生部分,光外差法可利用低频信号源产生高频的毫米波信号,同时采用对半导体激光器的注入锁模可以提高其利用效率。在下行链路中,使用单边带调制可以提高光传输距离,而基于注入锁模半导体激光器的单模调制（单边带调制）是一种较为简单的方案;上行链路中,采用对于光外差信号的调制,可以实现上行毫米波信号的直接光学下变频,从而简化中心站接收机系统结构。在波分复用毫米波光载无线双向系统中,利用上下链路的波长重用可以节省波长资源,提高系统使用效率。     

基于BGA互联的毫米波模块三维集成设计

设计了一种利用微波基板作为转接板的毫米波系统级封装（System in Package,SIP）模块。采用球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)作为射频信号层间垂直互联传输和隔离结构,实现了三维集成毫米波模块的低损耗垂直传输。对样件测试结果显示,在28~31 GHz频率范围之间,其端口驻波小于1.5,增益大于30 dB。该三维集成结构简单,射频传输性能良好,其体积仅为传统二维平面封装结构的20%,实现了模块的小型化,可广泛用于微波和毫米波电路与系统。     

A 6-bit 4 GS/s pseudo-thermometer segmented CMOS DAC

A 6-bit 4 GS/s, high-speed and power-efficient DAC for ultra-high-speed transceivers in 60 GHz band millimeter wave technology is presented. A novel pseudo-thermometer architecture is proposed to realize a good compromise between the fast conversion speed and the chip area. Symmetrical and compact floor planning and layout techniques including tree-like routing, cross-quading and common-centroid method are adopted to guarantee the chip is fully functional up to near-Nyquist frequency in a standard 0.18 #m CMOS process. Post simulation results corroborate the feasibility of the designed DAC, which can perform good static and dynamic linearity without calibration. DNL errors and INL errors can be controlled within 4-0.28 LSB and 4-0.26 LSB, respectively. SFDR at 4 GHz clock frequency for a 1.9 GHz near-Nyquist sinusoidal output signal is 40.83 dB and the power dissipation is less than 37 roW.     

基于双时间点检测的毫米波雷达人流量监测方法

针对现有基于视频监控的人流量统计方案成本高、算法复杂且不利于个人隐私保护的局限性,利用毫米波雷达体积小、成本低、分辨率高的特点,提出了一种基于双时间点检测的人流量监测方法。该方法先获取人体目标散射点位置和多普勒频移信息来构成点云数据,然后根据多普勒频移正负来判断人体的运动方向,并筛选具有高多普勒频移值的点云数据以降低干扰点对聚类结果的影响;在双时间点对特定区域内人员数量进行统计,并根据双时间点之间所获取的点云数据聚类结果对所统计人员数据进行修正。实验结果表明,该方法能够用匿名的方式以较高的正确率统计人员进出。     

毫米波无线通信半导体器件技术发展趋势

随着通信产业尤其是移动通信的高速发展,无线电频谱的低端频率已趋饱和。采用各种调制方法或多址技术扩大通信系统的容量,提高频谱的利用率,也无法满足未来通信发展的需求,因而实现高速、宽带的无线通信势必向微波高频段开发新的频谱资源。毫米波由于其波长短、频带宽,可以有效地解决高速宽带无线接入面临的许多问题,因而在短距离无线通信中有着广泛的应用前景。各种半导体器件是信息和通信技术(ICT)的硬件基础,创造性研发满足毫米波无线通信应用的新兴半导体技术和电路,是提升通信系统容量、解决构建新一代通信系统关键问题的主要技术推手。文章沿着毫米波半导体器件技术创新发展脉络,从相控阵等关键技术的系统架构、半导体材料和工艺、器件设计和封装测试入手,分析总结了第五代(5G)、第六代(6G)移动通信技术毫米波系统和器件技术发展趋势。以美国DARPA的MIDAS计划为例,阐释了军用毫米波器件技术的研究前沿和进展。     

毫米波FMCW MIMO雷达三维点云成像方法

毫米波FMCW MIMO雷达的三维点云成像在自动驾驶、智慧交通、工业和安防等领域的三维环境感知因其独特的优势而受到广泛关注。本文在现有处理框架下提出一种结合渐近最小方差稀疏迭代（SAMV）的高分辨点云成像方法。该方法首先对差拍信号做一维快速傅里叶变换（FFT）获得高分辨距离像,然后对每一个距离单元采用SAMV算法来估计方位角网格和俯仰角网格的功率,最后结合CASO-CFAR检测算法,得到探测区域内目标高分辨的距离、方位角和俯仰角三维信息。仿真和实验结果表明,相比现有结合Capon测角的方法,该方法能在相同雷达条件下角分辨率提高2倍,实现了毫米波雷达高分辨的三维成像。     

面向5G多波束应用的紧凑宽带Rotman透镜设计

提出了一种基于等光程差原理设计的紧凑宽带Rotman透镜波束赋形网络,用于5G毫米波通信的天线阵列多波束实现。首先,详细介绍了Rotman透镜的基本原理;然后,利用二等分功分器替代传统的单端口馈电模式,产生高定向波束,降低相邻端口处的能量损失以及透镜内部能量的散射;最后利用切比雪夫多枝节匹配变换器,优化原有的锥形阵列输出端口,在保证宽频带的条件下,缩短原有匹配端口尺寸,使得透镜整体尺寸减少20%,实现了Rotman透镜的紧凑性。改进模型的实测结果表明,该透镜工作频带为16.5～33.8 GHz,其中在17.2～32 GHz,S₁₁优于15 dB,扫描角度为±30°。该透镜结构简单紧凑,能够有效地为相邻阵元提供稳定的相位差信号,很好地实现5G毫米波阵列多波束的目标。