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JSSC 2019第6期RF & Wireless65nmPAM-4

A Millimeter-Wave CMOS Transceiver With Digitally Pre-Distorted PAM-4 Modulation

一款支持数字预失真PAM-4调制的127 GHz毫米波CMOS收发器，用于非接触通信。
20 Gb/s, 1.2V, 79.5 mW, 3.98-pJ/bit
毫米波CMOS收发器PAM-4调制数字预失真非接触通信
▸创新点1：数字预失真PAM-4调制器（方法创新） - 通过数字预失真技术校正发射机上变频混频器和接收机下变频自混频器的非线性特性，显著提升PAM-4调制信号的传输质量，支持20 Gb/s高速数据传输。
▸创新点2：无需载波同步的自混频接收器（电路创新） - 采用自混频器结构实现下变频，无需传统载波同步电路，简化接收机设计并降低功耗（28.7 mW），同时保持10-dB低噪声放大器增益。
▸创新点3：折叠偶极子天线设计（系统创新） - 在FR408HR基板上设计紧凑的折叠偶极子天线，优化毫米波（127 GHz）辐射效率，实现1-mm空气间隙和3-cm（配合介质波导）的通信距离扩展。
▸创新点4：高能效毫米波收发系统（系统创新） - 整体系统在65-nm CMOS工艺下实现3.98-pJ/bit的超低能耗效率，结合数字预失真与自混频技术，平衡了性能与功耗。
Abstract
This paper presents a millimeter-wave (127 GHz) CMOS transceiver with a digital pre-distortion capable PAM-4 modulator for contactless communications. The transmitter upconverts PAM-4 modulated baseband signals through a free- running 127-GHz oscillator and single-balanced mixer, and it delivers PAM-4 modulated carrier signals to a folded-dipole antenna, which is designed on a FR408HR substrate. The receiver’s low-noise amplifier provides a 10-dB gain, and the self- mixer downconverts carrier-mod