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用于TDD前端的低损耗毫米波收发组合器合成技术

DOI：10.1109/TMTT.2018.2884403 期刊：IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 时分双工（TDD）收发（T/R）毫米波（mm-wave）前端包含功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、天线开关以及相应的无源匹配与合路网络。本文提出一种综合设计方法，通过将PA输出匹配网络、LNA输入匹配网络与T/R开关整合为统一网络来最小化整体损耗。该技术提升了毫米波收发机在PA效率和LNA噪声系数方面的性能。所提出的T/R合路器可实现高线性度并处理大PA输出电压摆幅。该架构适用于任何具备高集成能力的工艺平台。采用45nm绝缘体上硅CMOS工艺实现了Ka波段方案，包含基于四堆叠结构的高功率PA和基于电感源极退化的共源共栅LNA。该前端中PA实现23.6dBm饱和输出功率与28%的峰值功率附加效率，LNA噪声系数为3.2dB。芯片总面积（含焊盘）为0.54平方毫米。
作者： Narek Rostomyan，Mustafa ?zen，Peter M. Asbeck
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种综合方法，通过将功率放大器（PA）输出匹配网络、低噪声放大器（LNA）输入匹配网络与收发开关整合为统一网络，从而降低T/R毫米波前端系统的总体损耗。

研究成果

所提出的T/R合路器综合方法有效降低了毫米波收发机前端的损耗，实现了高功率放大器效率与低低噪声放大器噪声系数?；?5纳米CMOS SOI工艺的实现验证了该方法的可行性：功率放大器达到23.6 dBm饱和输出功率和28%峰值功率附加效率，低噪声放大器实现3.2 dB噪声系数。

研究不足

该技术的有效性取决于所采用工艺技术的集成能力。本文未讨论该方法在其他频段或技术中的可扩展性。

SCI高频之选
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