硅基毫米波收发前端集成电路研究进展
2021-10-14邱枫宛操罗雄耀邓帅徐涛涛梅术聪
南京信息工程大学学报 2021年4期
邱枫 宛操 罗雄耀 邓帅 徐涛涛 梅术聪
0 引言
毫米波通常指的是波长为10~1 mm范围内的电磁波,其对应的频率为30~300 GHz.尽管对于毫米波的研究早在1889年就已提出,然而受材料、制造工艺、测试仪表的限制以及毫米波功率源等关键部件的不成熟,毫米波通信技术的发展较为缓慢.自20世纪70年代起,随着先进半导体器件的开发以及集成电路工艺的发展,使得器件性能大幅提升,生产成本大幅降低,毫米波通信技术也得到了较快速的发展与普及.
随着近年来微波6 GHz以下频段(sub-6 GHz)日益拥挤,其严重受限的带宽和较严重的干扰难以满足对无人驾驶、工业物联网等新兴应用对于高速率、低时延通信的要求.毫米波通信以其大带宽和丰富干净的频谱资源成为无线通信发展的重要方向.相较于sub-6 GHz频段通信,毫米波通信具有极宽的带宽,可以获得更快的数据传输速率;此外,毫米波通信可大幅缩小天线尺寸,便于实现大规模阵列集成;同时,毫米波通信往往利用窄波束进行传输,相较于sub-6 GHz频段的全向辐射,提高了通信的安全性.
然而,毫米波通信也存在不可避免的缺点:传输衰减严重.与sub-6 GHz频段信号相比,毫米波信号在恶劣的气候条件下,尤其是降雨时的衰减要大许多,严重影响传播效果.针对毫米波通信传输损耗大的问题,目前广泛采用的是Massive MIMO和波束赋形技术,可进行空分复用,形成较窄波束,降低干扰,提升信噪比和功率效率.在实际场景部署中,可借助多通道……
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