A 4 × 4 Steerable 14-dBm EIRP Array on CMOS at 0.41 THz With a 2-D Distributed Oscillator Network
A 4 × 4 Steerable 14-dBm EIRP Array on CMOS at 0.41 THz With a 2-D Distributed Oscillator Network
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具有 2-D 分布式振荡器网络的 CMOS 上 4 × 4 可操纵 14dBm EIRP 阵列，频率为 0.41 THz
DOI：
--
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发表时间：
2022
影响因子：
5.4
通讯作者：
K. Sengupta
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H. Saeidi;S. Venkatesh;C. R. Chappidi;Tushar Sharma;Chengjie Zhu;K. Sengupta
太赫兹（THz）波束形成阵列对于解决无线通信，传感和成像中的新兴应用至关重要。由于这种同步对工艺、电压、温度（PVT）和设备不匹配的变化非常敏感，因此启用这种架构，特别是关于分布式辐射太赫兹源的同步，是非常具有挑战性的。在本文中，我们提出并演示了一种多层太赫兹阵列架构，以解决太赫兹波束形成的鲁棒频率合成，最佳谐波太赫兹功率产生和可扩展相位产生问题。该多层网络的最底层由可扩展的二维负跨导（- Gm）单元组成，这些单元以69.3 GHz的中心频率集体振荡，从而在整个芯片上建立了稳健的频率和相位分布。通过消除每个节点的独立振荡能力，并将谐振器和耦合结构合并到一个网络中，二维网格消除了由于PVT变化或设备不匹配而不同步的可能性，并形成了底层频率合成层。局部频率乘法和辐射单元被放置在二维太兹阵列上，波束形成通过<inline-formula> < text -math符号="LaTeX">$-G_{m}$ </ text -math></inline-formula>单元中的变分器控制来实现。我们在一个<inline-formula> < text -math符号="LaTeX">$ 4,4,4 $ </ text -math></inline-formula>阵列中演示了所提出的架构，在0.416 THz下，使用65纳米CMOS工艺，在<inline-formula> < text -math符号="LaTeX">${E}$ </ text -math></inline-formula>-和<inline-formula> < text -math符号="LaTeX">${H}$ </ text -math></inline-formula>-平面上的有效各向各向辐射功率（EIRP）为+14 dBm，波束形成能力为±30°。
Terahertz (THz) beamforming arrays are critical to address emerging applications in wireless communication, sensing, and imaging. Enabling such architectures, particularly with respect to synchronization of distributed radiating THz sources, is very challenging due to the sensitivity of such synchronizations to variations of process, voltage, temperature (PVT), and device mismatches. In this article, we propose and demonstrate a multi-layer THz array architecture to address robust frequency synthesis, optimal harmonic THz power generation, and scalable phase generation for THz beamforming. The bottom-most layer of this multi-layer network consists of a scalable 2-D negative transconductance (−Gm) cells that collectively oscillates at the center frequency of 69.3 GHz, thereby establishing a robust frequency and phase distribution across the entire chip. By eliminating independent oscillation capability of each node and merging resonator and coupling structures into one single network, the 2-D mesh removes the possibility of moving out of synchronization due to PVT variations or device mismatches and forms the underlying frequency synthesis layer. Local frequency multiplication and radiating elements are placed across the 2-D THz array, and beamforming is enabled through varactor control in the <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$-G_{m}$ </tex-math></inline-formula> cells. We demonstrate the proposed architecture in a <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$4, imes ,4$ </tex-math></inline-formula> array with effective isotropic radiation power (EIRP) of +14 dBm at 0.416 THz in a lensless setup using a 65-nm CMOS process with the beamforming capability of ±30° in both <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">${E}$ </tex-math></inline-formula>- and <inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">${H}$ </tex-math></inline-formula>-planes.
辐射功率高达 1 mW 的 0 53 THz 可重构光源模块，适用于太赫兹成像应用中的漫射照明
影响因子：
5.4
作者：
U. R. Pfeiffer;Y. Zhao;J. Grzyb;R. Al Hadi;N.Sarmah;Neelanjan;W. Föster;H. Rücker;B. Heinemann
通讯作者：
B. Heinemann
基于PIN二极管反向恢复的太赫兹脉冲辐射器
DOI：
--
发表时间：
2019
期刊：
IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium
影响因子：
--
作者：
Razavian, S;Babakhani, A
通讯作者：
Babakhani, A
DOI：
10.1109/rfic.2017.7969042
发表时间：
2017-06
期刊：
2017 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC)
影响因子：
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作者：
P. Hillger;J. Grzyb;S. Malz;B. Heinemann;U. Pfeiffer
通讯作者：
P. Hillger;J. Grzyb;S. Malz;B. Heinemann;U. Pfeiffer