JSSC 2021第6期RF & Wireless40nm

04 120-GHz Wideband IQ Receiver Based on Baseband Equalizing Technique

基于基带均衡技术的120GHz宽带IQ接收器设计

3-dB带宽26GHz, 噪声系数10.8dB, 功耗153.4mW, 最高数据率16Gb/s

毫米波接收器CMOS技术基带均衡直接转换宽带通信

▸创新点1：采用基带均衡技术扩展带宽（方法创新）。通过LNA-混频器和基带放大器之间的频率均衡技术，将整体带宽显著提升至5 GHz，解决了高频信号传输中的带宽限制问题，实现了26 GHz的3-dB转换增益带宽。

▸创新点2：直接转换结构实现低功耗（系统创新）。基于40-nm CMOS技术集成接收器芯片组，采用零中频架构避免了传统超外差结构的功耗问题，总功耗仅为153.4 mW，显著降低了系统能耗。

▸创新点3：双模式可变增益设计（电路创新）。通过可调基带放大器实现高增益模式（28.2 dB）和低增益模式（14.8 dB）的动态切换，适应不同信噪比场景，支持BPSK/QPSK/16-QAM多制式下最高16 Gb/s的数据速率。

▸创新点4：宽带性能与高集成度协同优化（系统创新）。在1.5 mm²芯片面积内同时实现10.8 dB噪声系数、12.5-16 Gb/s数据吞吐量及5 GHz均衡带宽，突破了毫米波接收机在面积-性能权衡上的传统限制。

Abstract

In this study, we examined a 120-GHz wideband I/Q receiver based on a baseband equalizing ampliﬁer using 40-nm complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology. For low-power operation, the receiver chipset is integrated based on the direct conversion structure. To achieve high data-rate wireless communication, the receiver utilizes a frequency equal- izing technique between the low noise ampliﬁer (LNA)-mixer and baseband ampliﬁer. With the proposed technique, the estimated overall band