JSSC 2024第5期RF & Wireless28nm

A Band-Shifting Millimeter-Wave TR Front-End Using Inductance-Mutation Transform

采用电感突变技术的毫米波收发前端，实现多频段相控阵收发器的频带切换。

28nm CMOS, 峰值增益19.1/17.2 dB (PA), 21.3/18.3 dB (LNA), OP1dB 17.8/15.0 dBm (PA)

毫米波收发前端电感突变多频段相控阵

▸创新点1：电感突变变压器技术实现可变电感（方法创新）。该技术通过动态调整变压器结构参数，实现电感值的可控变化，相比传统电容调谐方案，在宽带频移时仅引入0.5dB附加损耗，显著降低系统性能退化。

▸创新点2：宽带频移时性能退化小（电路创新）。采用双谐振匹配网络架构，在24.1-43.7GHz范围内切换时，PA增益波动<2dB，LNA噪声系数恶化<0.7dB，突破传统可调电路带宽-效率折衷限制。

▸创新点3：紧凑型双谐振收发开关支持宽带时分上下行（系统创新）。集成λ/4传输线谐振器与分布式开关晶体管，实现35.4-43.5GHz频段内隔离度>40dB，插损<1.2dB，面积仅为0.032mm²。

▸创新点4：多频段5G NR覆盖能力（应用创新）。通过硬件重构技术同时支持n257(26.5-29.5GHz)、n258(24.25-27.5GHz)、n260(37-40GHz)等5G频段，实测64-QAM调制下EVM<-25dB，满足3GPP标准要求。

Abstract

This article introduces a band-shifting trans- mit/receive (T/R) front-end (FE) using the inductance-mutation technique for multiband phased-array transceivers. The proposed inductance-mutation transformer technique enables variable inductances and features insignificant performance deteriora- tion during the wideband frequency shift, compared to the typical capacitance-based frequency shift method. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed technique, a band- shifting T/R FE prot