← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2014第5期Clocking & PLLs65nmPhased Array
Analysis and Design of a 54 GHz Distributed “Hybrid” Wave Oscillator Array With Quadrature Outputs Anna Moroni
54 GHz分布式混合波振荡器阵列的分析与设计
125 dBc/Hz（单振荡器）, 131 dBc/Hz（4元素阵列）, 36 mW功耗, FoM 183.7 dBc/Hz
毫米波分布式振荡器相位噪声CMOS54 GHz
▸创新点1：分布式振荡器阵列设计（系统创新）。该论文提出了一种分布式振荡器阵列结构，通过将多个振荡器单元耦合在一起，实现了毫米波相控阵中的本地振荡器生成和分配功能，显著提升了系统性能。
▸创新点2：相位噪声改善与阵列元素数量成正比（方法创新）。论文通过理论分析和实验验证，证明了分布式振荡器阵列的相位噪声改善与阵列元素数量成正比，为大规模阵列设计提供了重要理论依据。
▸创新点3：混合波振荡器（HWO）结构（电路创新）。设计了一种新型混合波振荡器单元，结合旋转行波振荡器和驻波振荡器的优点，实现了正交输出和多单元耦合，在65nm CMOS工艺下实现了优异的性能指标。
▸创新点4：基于脉冲灵敏度函数（ISF）的相位噪声分析方法（方法创新）。提出了一种适用于分布式振荡器的相位噪声分析方法，为评估和改进振荡器阵列性能提供了新的理论工具。
Abstract
An array of distributed oscillators for mil- limeter-wave phased arrays combines local oscillator (LO) generation and distribution, le ading to a phase noise improvement proportional to the number of array elements. The unit “hybrid wave” oscillator (HWO) consists o f a rotary traveling-wave oscil- lator with quadrature outputs, coupled to the other units through standing-wave oscillators. A phase noise analysis for distributed oscillators based on impulse-sens itivity functions (ISF) is intro- d u c e da n da p p l i e dt os t u d yt h ep r oposed oscillator and arrays of it. A standalone oscillator and a 4-elements array implemented in a 65 nm CMOS technology have a measured phase noise of 125 dBc/Hz and 131 dBc/Hz respectively at 10 MHz from the 52 GHz carrier. Each unit consumes 36 mW corresponding to a FoM of 183.7 dBc/Hz. The tuning range is from 51.9 to 56.5 GHz.