Local Oscillator for 6G: Pioneering Research on Phase and Frequency Control Technology that Realizes Uninterrupted Wireless Links

6G本地振荡器：相位和频率控制技术的开创性研究，实现不间断的无线链路

• 批准号: 22H01494
• 负责人: 野坂 秀之
• 金额: $ 7.82万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01494/
• 关键词: 位相シフタ; 周波数シンセサイザ; フェーズドアレイアンテナ; 移相器; 6G; アレイアンテナ; ビームフォーミング; ハンドオーバー

位相シフタについて、アナログ折り返し回路のトランジスタレベルの提案を行った。具体的には、高い位相制御精度を実現するために、従来のアナログ制御をデジタル制御化する「バーニアラダーネットワーク（VLN）」回路を提案し、VLNから発生する制御電圧と基準電圧を６つの差動増幅器に入力することにより、高い位相制御精度で移相量450°をカバーする位相シフタ回路を提案した。個別部品の組み合わせにより移相シフタの実証ボードを作成し、信号周波数2.5GHzと5GHzに対して、移相誤差5°以下の高い線形性を有する位相制御特性を実証した。なお、VLNは、制御電圧と基準電圧を同じ回路アーキテクチャによるセットの抵抗網により発生するため、製造・電源電圧・環境温度（PVT）変動による制御電圧の変動と基準電圧の変動が同様に生じるので、後段の差動増幅器においてこれらの変動をキャンセルできる構成になっている。従って、本位相シフタ回路は、集積化した場合にPVT変動耐性が高い回路アーキテクチャとなっている。また、周波数シンセサイザについて、二段階の積分をベースとした高精度なタイミングパルスを発生できる位相補間回路を提案した。具体的には、周波数電圧変換器（FVC）を新たに設けることにより、クロック周波数が変化してもランプ波電圧が常に一定の振幅になる新回路アーキテクチャを提案することにより、従来必要であった高速に動作する閾値電圧発生回路を不要化し、低速DACで置き換えることに成功した。個別部品の組み合わせにより周波数シンセサイザの実証ボードを実現し、位相補間回路によりアキュムレータ出力の周期的なジッタを著しく抑圧できることを確認した。スプリアスレベルは、アキュムレータ出力の-2.2dBに対して、-55.7dBまで大幅に抑圧できた。二段階積分の採用により、PVT変動を低く抑えることができる回路アーキテクチャとなっている。

Phase シフタについて, アナログ folding り return しcircuit のトランジスタレベルのproposal を行った. Specific には, high い phase control precision を実 appearances するために, 従来のアナログcontrol をデジVL Control Circuit Proposal "VLN" Circuit Proposal Nから発生するcontrol electric voltage and reference voltage を６つのdifferential amplifier に input force することにより, High phase control accuracy and phase shift amount 450° phase shift circuit are proposed. Individual parts of the group are made of phase-shifting components, signal frequency 2.5GHz It has a phase control characteristic of 5GHz and high linearity with a phase shift error of less than 5°.なお, VLN は, control voltage and reference voltage を same circuit アーキテクチャによるセットのresistant network により発生するため, manufacturing, power supply voltage, ambient temperature (PVT)変动によるcontrol electric pressure の変动とbase electric pressure の変动が同様に生じるので、后组のThe differential amplifier is composed of a differential amplifier.従って, basic phase シフタ loop は, integrated した occasion にPVT change resistance がhigh い loop アーキテクチャとなっている.また, cycle number シンセサイザについて, second stage integral をベースとしたHigh-precision なタイミングパルスを発生できるphase tweening loop is proposed. Specifically, the frequency converter (FVC) is a new one. The frequency of the クロック changes in the number of cycles and the wave electric pressure is constant and the amplitude is constant and the new circuit isアーキテクチャをProposal することにより, 従来requisite であったHigh-speed action するThe threshold voltage generation circuit was not changed, and the low-speed DAC was replaced successfully. Individual parts of the group are combined with each other, and the phase tweening is doneによりアキュムレータ出力の的cyclic なジッタを出しく suppress pressure 姧できることをconfirmationした.スプリアスレベルは, アキュムレータ output power -2.2dB に対して, -55.7dB まで大に氧できた. The second-stage integration uses a low-pressure and low-pressure PVT circuit.