關(guān)于300GHz雷達芯片套裝的性能分析和介紹

作為歐盟項目CT209-RF2THZ十幾家成員中的一員，XMOD在半導體廠和設(shè)計公司中起到了積極的橋梁作用，使芯片設(shè)計和流片驗證周期大大縮短。在項目的二次開發(fā)中，合作伙伴開發(fā)出帶寬40GHz的300GHz 雷達芯片，為后續(xù)尖端應(yīng)用提供了非常好的基礎(chǔ)。

概覽：

此芯片基于SiGe HBT BiCMOS工藝，包括了MIXER，VCO，F(xiàn)requency doubler, PA, devide-by-32 frequency divider, Antenna coupler和集成天線。來自振蕩器的RF信號通過緩沖電路和倍頻器指向RX路徑。RX信號通過LO信號的吉爾伯特單元混頻器轉(zhuǎn)換為基帶。75 GHz的VCO具有兩個模擬調(diào)諧輸入，具有不同的調(diào)諧范圍和調(diào)諧斜率。調(diào)諧輸入可以組合以獲得寬頻率調(diào)諧范圍。模擬調(diào)諧輸入與集成分頻器和外部分數(shù)N PLL 一起用于調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達操作。固定振蕩器頻率可以用于連續(xù)波（CW）模式。其他調(diào)制方案也是可能的，可以通過使用模擬調(diào)諧。

具體可以參考下面的示意圖：

應(yīng)用：

300 GHz收發(fā)雷達前端（RFE）在短程/高分辨雷達中的主要應(yīng)用領(lǐng)域，范圍高達約5米。通過使用附加的介質(zhì)透鏡，可以增加范圍。RFE既可用于FMCW模式，也可用于CW模式，也有可能延長帶寬為40 GHz的全調(diào)諧范圍。

特性：

Radarfrontend(RFE)with on-chip antennasfor 300GHz ·Singlesupplyvoltageof3.3V

·FullyESDprotecteddevice

·Lowpowerconsumption

·Integrated low phasenoisepush-pushVCO

·Receiverwith homodyne mixer

·dipoleon-chip antenna

·Largebandwidthofupto40GHz

·QFN32leadlesspackage5×5mm2

·Pb-free,RoHScompliantpackage

·IC is availableas baredieaswell

部分測試結(jié)果：

TRX芯片安裝在電路板上，用雷達測試開發(fā)模板測量，溫度室溫。安裝和測試結(jié)果如下圖：

圖： measurement setup with evaluation Board. The board includes silicon lens and metal plate as heat sink. Silicon Lens required for best performance

歐盟基于SiGe HBT BiCMOS 工藝的芯片和應(yīng)用開發(fā)，從最初的DOTFIVE到DOTSEVEN， RF2THz ，TARANTO等這些后續(xù)不斷跟進的項目，歷經(jīng)了10多年，幾十家公司的合作，一步步走到現(xiàn)在，關(guān)于其他工藝對于SiGe HBT BiCMOS 的替代，或者優(yōu)勢，在這里不做評論，有一點可以說明，歐盟目前在工藝，設(shè)計，應(yīng)用這套流程上是相對完整的，不受外界約束，也期待在國內(nèi)有類似高端工藝引進開發(fā)，從而帶動設(shè)計和應(yīng)用。