JSSC 2012第10期RF & Wireless0.13微米SiGe BiCMOS

A 038 THz Fully Integrated Transceiver Utilizing a Quadrature Push-Push Harmonic

本文展示了一种基于0.13微米SiGe BiCMOS工艺的0.38 THz全集成收发器，采用正交推挽谐波电路实现雷达功能。

0.38 THz, 11 dBm EIRP, 35–38 dB NF, 380 mW功耗

太赫兹收发器正交推挽FMCW雷达SiGe BiCMOS

▸创新点1：正交推挽谐波电路设计（方法创新）。该论文提出了一种新型的正交推挽谐波电路，通过钳位对和平衡正交LO信号的驱动，结合变压器和共面带线（CPS），显著提高了THz信号的生成效率和稳定性。该设计在0.38 THz频段实现了高效的谐波生成，为THz通信和雷达系统提供了关键技术支持。

▸创新点2：集成THz倍频器和混频器（电路创新）。论文实现了完全集成的THz倍频器和子谐波混频器，采用0.13微米SiGe BiCMOS工艺，工作频率达到230 GHz。这些电路在0.38 THz频段表现出优异的性能，发射机的等效全向辐射功率（EIRP）为11 dBm，接收机噪声系数（NF）为35-38 dB，功耗仅为380 mW。

▸创新点3：实现10厘米目标探测的FMCW雷达（系统创新）。通过结合正交推挽谐波电路和THz倍频器/混频器，论文成功演示了基于FMCW（调频连续波）雷达的10厘米目标探测功能。这一系统创新展示了THz技术在短距离高精度雷达应用中的潜力，为未来THz雷达的小型化和集成化提供了重要参考。

▸创新点4：钳位正弦模型分析（方法创新）。论文提出了一种钳位正弦模型，用于分析钳位电路的谐波生成特性。这一理论创新为THz谐波电路的设计和优化提供了新的分析工具，有助于进一步提高电路性能和可靠性。

Abstract

A fully integrated transceiver operating at 0.38 tera- hertz (THz) has been demonstrated in 0.13 m SiGe BiCMOS with 230 GHz. We present a quadrature push-push harmonic circuitry consisting of the clamping pairs driven by balanced quadrature LO signals coupled th rough the transformers and the Coplanar Stripline (CPS). Harmonic generation of the clamping circuit is analyzed with a clamped sinusoidal model. Several tera- hertz circuits such as a quadrupler, a THz subharmonic mixer, and an IQ quadr