一款高分辨率220GHz超宽带全集成逆合成孔径雷达成像系统

摘要： 本文提出了一种工作在亚太赫兹（sub-THz）频段的超宽带全集成成像雷达，在不使用任何聚焦透镜/反射镜的情况下实现了精细的横向分辨率。我们在23厘米距离处实现了2毫米的横向分辨率以及2.7毫米的距离分辨率。为实现优异的距离分辨率，在调频连续波雷达配置中，我们生成并高效辐射了中心频率为221.1 GHz、最先进啁啾带宽（BW）达62.4 GHz的信号。我们提出了一种核心晶体管周围无源嵌入结构的最优设计技术，以最大化压控振荡器的调谐带宽。在接收端，为最大化中频电平，采用专为最低变频损耗设计的次谐波混频器。最终，为实现精细横向分辨率，我们基于逆合成孔径雷达（ISAR）系统实现了近场波束形成算法，合成波束宽度小于0.5°，从而重建出高分辨率图像。该系统采用55纳米BiCMOS工艺制造。据我们所知，这是首个利用ISAR实现高横向分辨率的全集成亚太赫兹/亚太赫兹频段成像雷达。