课题基金基金详情
60GHz及Q波段CMOS功率放大器增益增强与片上功率合成技术研究
结题报告
批准号:
61201044
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
张博
依托单位:
学科分类:
F0119.电磁场与波
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
常树茂、付炜、邓军勇、佟星元、高原、冯海洋、何向东
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中文摘要
CMOS毫米波功率放大器的设计,一直受到CMOS工艺在击穿电压及高频增益等方面的制约。由于缺少有效的毫米波功率放大器增益增强与片上功率合成的电路拓扑结构及准确的毫米波MOSFET大信号模型,严重影响了CMOS毫米波功率放大器的性能指标,使其无法满足全球60GHz以及我国Q-LinkPAN标准毫米波短距离通信的需求。本项目围绕毫米波器件参数提取与模型修正、增益增强与片上功率合成技术等设计CMOS毫米波功率放大器的关键问题展开研究,包括(1)研究全网络参数计算的MOSFET毫米波测量去嵌入方法;(2)研究基于LC阻抗调节与3D电磁屏蔽的毫米波功率放大器增益增强技术;(3)基于人工变压器片上功率合成的高输出CMOS毫米波功率放大器。本研究将有效地填补毫米波MOSFET测量去嵌入与大信号模型方面的空白,创新CMOS毫米波功率放大器的设计方法,促进基于CMOS工艺的毫米波高速无线通信技术的快速发展。
英文摘要
The CMOS millimeter-wave power amplifier design is always limited by the breakdown voltage and high frequency gain of CMOS process. Due to shortage of effective gain-boosting technique and on-chip power combining technique for millimeter-wave power amplifier design and accurate millimeter-wave MOSFET large signal model, the performance of CMOS millimeter-wave power amplifier is badly affected, which makes it unable to satisfy the requirement of millimeter-wave short range communication of global 60GHz and our national Q-LinkPAN standard. This project revolves around the key issues of CMOS millimeter-wave power amplifier design, such as parameter extraction of millimeter-wave device and model correction, gain-boosting technique and on-chip power combining technique. The whole research includes: (1) Research on all network parameter calculation based de-embedding method. (2) Research on LC impedance tuning and 3D ground-shielding based millimeter-wave power amplifier gain-boosting technique. (3) Artificial transformer on-chip power combining based high output CMOS millimeter-wave power amplifier. This research will effectively fills the blank of millimeter-wave MOSFET measurement de-embedding and large-signal model and improves the design methodology of CMOS millimeter-wave power amplifier. In addition, it could promote the rapid development of CMOS process based millimeter-wave high-speed wireless communication technology.
研究团队在国家自然科学基金委的支持下,经过项目组成员共同努力,按照研究内容,完成了“60GHz及Q波段CMOS功率放大器增益增强与片上功率合成技术”的研究。本项目以CMOS毫米波功率放大器的设计为重点,研究毫米波功率放大器在高频增益和输出功率方面所受制约。. 本项目针对毫米波无线通信系统的应用要求和特点,提出了一种毫米波CMOS场效应管测量去嵌入技术。研发了一种新型的完全基于矩阵参数计算的去嵌入方法。在此方法中,一个专门的开路(Open)测试结构被用来消除源极连接线及输入输出互连线间的耦合效应。此外,一个短路(Short)测试结构被用来去除源极连接线的影响;研发了一种3D电磁屏蔽结构,并提出了一种基于LC阻抗调节的CMOS毫米波功率放大器增益增强技术;研究了CMOS毫米波功率放大器片上功率合成技术,对现有功率合成技术进行了分析, 扩展了适合于CMOS工艺的毫米波功率放大器片上功率合成技术。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1109/tcpmt.2012.2200482
发表时间:2012-06
期刊:IEEE Transactions on Components Packaging and Manufacturing Technology
影响因子:2.2
作者:Xiong, Yong-Zhong;Wang, Lei;Hu, Sanming;Li, Joshua Le-Wei
通讯作者:Li, Joshua Le-Wei
A Switch-Based ASK Modulator for 10 Gbps 135 GHz Communication by 0.13 mu m MOSFET
基于开关的 ASK 调制器,通过 0.13 μm MOSFET 实现 10 Gbps 135 GHz 通信
DOI:--
发表时间:2012
期刊:IEEE Microwave and Wireless Components Letters
影响因子:3
作者:Zhang, Bo;Xiong, Yong-Zhong;Wang, Lei;Hu, Sanming
通讯作者:Hu, Sanming
De-embedding of On-Chip Inductor at Millimeter-Wave Range
毫米波范围片上电感器的去嵌入
DOI:10.1143/jjap.51.086602
发表时间:2012-07
期刊:Japanese Journal of Applied Physics
影响因子:1.5
作者:Xiong, Yong-Zhong;Wang, Lei;Hu, Sanming;Li, Joshua Le-Wei
通讯作者:Li, Joshua Le-Wei
A 23-GHz bandwidth automatic gain control amplifier with wide dynamic range for high speed communication
具有宽动态范围的 23GHz 带宽自动增益控制放大器,适用于高速通信
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Progress in Electromagnetics Research-Pier
影响因子:6.7
作者:Xiong Yongzhong;Wang Lei;Hu Sanming;Li Lewei
通讯作者:Li Lewei
DOI:--
发表时间:2013
期刊:西安邮电大学学报
影响因子:--
作者:巩稼民;李欢;张博
通讯作者:张博
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