用于TDD前端的低损耗毫米波收发组合器合成技术

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。