JSSC 2024第8期RF & Wireless40nm

A Phased-Array Transceiver With 2-Dimension Continuously Auto Link-Tracking Oper

一款支持23-40GHz自动链路追踪的八单元相控阵收发器，采用40nm CMOS工艺。

40nm CMOS, 7µs链路追踪时间, 25.3%峰值发射效率, 支持4.8Gb/s 64-QAM和8Gb/s 16-QAM传输

相控阵收发器自动链路追踪波束成形时间分割调制毫米波通信

▸创新点1：链路追踪环路实现自动波束成形（系统创新）。通过实时生成相位和幅度控制码，自动引导接收波束至未知目标方向，建立接收链路后进一步控制发射波束对准目标，显著提升链路建立速度（实测追踪时间仅7µs）。

▸创新点2：时间分割调制器集成多功能（电路创新）。结合数字功放、正交信号生成器和符号映射电路，既优化LO功率以改善接收增益平坦度，又实现基带至射频的直接转换，简化发射链路结构。

▸创新点3：高效多制式传输架构（系统创新）。支持4.8Gbps 64-QAM和8Gbps 16-QAM高速数据传输，同时实现25.3%的峰值发射系统效率，在40nm CMOS工艺下平衡性能与功耗。

▸创新点4：二维连续自动波束控制（方法创新）。通过联合调节相位与幅度，在23-40GHz频段实现接收/发射阵列的双向快速自动波束赋形，突破传统离散调谐限制。

Abstract

This work presents an eight-element 23–40 GHz continuously auto link-tracking phased-array transceiver (TRX) with a time division modulator in a conventional 40-nm CMOS technology. Such a TRX array can support fast auto-beam- steering in both receiver (RX) and transmitter (TX) arrays. The link-tracking loop is introduced to generate the phase and amplitude control codes of the RX array, which can automatically steer the RX beam to the unknown target direction to establish the RX link. After the