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JSSC 2023第6期mm-Wave45nm CMOS SOI

Broadband mm-Wave CurrentV oltage Sensing-Based VSWR-Resilient True PowerImpedan

提出一种宽带毫米波电流电压传感器，支持单端接口，抗VSWR干扰，用于高性能射频前端。
34 GHz时功率传感误差≤±1 dB（3:1 VSWR），22–41 GHz时≤±3.4 dB（3:1 VSWR），动态范围>21.46 dB（27–41 GHz）。
毫米波电流电压传感器VSWR射频前端CMOS
▸创新点1：宽带电流/电压传感器（方法创新） - 提出了一种基于电流/电压传感的宽带功率/阻抗传感器，覆盖22-41 GHz频段，突破了现有毫米波传感器仅支持单频点的限制，实现了全频带高精度测量。
▸创新点2：抗VSWR干扰（系统创新） - 通过理论分析耦合机制和模拟乘法器架构，设计了VSWR弹性机制，在3:1 VSWR下功率传感误差≤±1 dB（34 GHz），较现有技术显著提升天线阻抗变化时的稳定性。
▸创新点3：单端接口支持（电路创新） - 采用创新的单端接口设计，简化了与射频前端的集成复杂度，在50Ω负载下实现22.89 dB动态范围（42 GHz），同时保持0.48×1.66 mm²的小型传感器核心面积。
▸创新点4：误差补偿技术（方法创新） - 详细量化了功率传感误差源并提出补偿方案，在27-41 GHz带宽内实现|Γ|/相位误差≤0.2/34°（3:1 VSWR），为毫米波阵列提供可靠的阻抗监测基准。
Abstract
High-performance RF/mm-Wavefront ends often require in situ sensing circuitries to monitor performance metrics and drive their built-in-self-test (BiST) algorithms for per- formance recovery or optimization. In large-scaled integrated phased-arrays, antenna coupling often results in dynamic beam- dependent impedance variations [antenna voltage standing wave ratio (VSWR)] and front-end degradation, necessitating in situ load-invariant power/impedance sensors. However, the state-of- the-art mm-Wav