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[2019年IEEE射频集成电路研讨会（RFIC）- 美国马萨诸塞州波士顿（2019年6月2日-6月4日）] 2019年IEEE射频集成电路研讨会（RFIC）- 一款21至30GHz合并式数控高分辨率移相器-可编程增益放大器，具有正交相位与增益控制功能，适用于5G相控阵应用

DOI：10.1109/RFIC.2019.8701785 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 本文提出了一种面向5G相控阵应用的21至30GHz合并式无源矢量合成移相器(PS)与可编程增益放大器(PGA)，具备亚度级相位分辨率。该移相器采用基于变压器的全差分高阶谐振耦合器作为正交信号发生器(QG)，通过创新布局策略仅在一个电感占位面积内实现宽带宽、低损耗及精确正交相位。相比传统四阶变压器谐振耦合器，所提出的高阶谐振耦合器具有更宽的正交带宽。两个相位不变的6位二进制加权矢量调制器阵列对正交信号进行幅度调节，实现所需的高分辨率矢量相位插值?？杀喑淘鲆娣糯笃魍ü?#34;基于分数位"的设计方案实现相位不变且分贝线性的增益控制。该芯片原型采用65nm CMOS工艺制造，在20至31GHz频段实现43%的分数带宽-3dB指标。移相器以0.8°步进调节相位，同时保持最小0.42°的均方根相位误差，在现有毫米波移相器中展现出最优的相位精度。
作者： Wei Zhu，Wei Lv，Bingbing Liao，Yanping Zhu，Yuefei Dai，Pei Li，Lei Zhang，Yan Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种21至30GHz合并式无源矢量和相移器（PS）与可编程增益放大器（PGA），具备亚度级相位分辨率，适用于5G相控阵应用。

研究成果

本文展示了一种新颖的无源电压模式PS，其融合了两个"基于小数位"的PGA级。该PS采用基于折叠变压器的高阶全差分QG结构，显著扩展了正交带宽并减小了芯片面积。PGA运用一种新型稳健的"基于小数位"方法，在宽调谐范围内实现了数学意义上的零相位变化和精确的dB线性增益。相位控制以0.8°步进工作，同时保持最小RMS相位误差为0.42°；增益控制以0.75-dB步进工作，同时保持最小RMS增益误差为0.18-dB。

研究不足

论文中未明确提及实验的技术和应用限制，以及潜在的优化领域。

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