基于单边带时间调制的CMOS有源移相器设计

作者：程国枭^*; 吴文; 张金栋; 陈峤羽

来源：电波科学学报, 2022, 37(06): 962-968.

• 相控阵
• 单边带时间调制(STM)
• CMOS
• 有源
• 移相器

为满足低成本相控阵对高精度波束扫描的需求，提出了一种基于单边带时间调制(single-sideband time-modulation, STM)的CMOS有源移相器.基于Global Foundries 0.13μm CMOS工艺，设计了双相调制单元用于I路和Q路的0°/180°移相，以抑制时间调制所产生的基频和偶次边带；设计了矢量合成与复用放大单元，在不增加功耗的前提下提高了整个电路增益；设计了偏置与时序控制单元，通过对I路和Q路增益的时序控制，实现了STM.仿真结果表明：本设计在1.8 V电源电压下的功耗为15.8 mW，在3-dB带宽（13.2～20.7 GHz）内的增益为-3±1.5 dB；在10～25 GHz频段内，实现了小于0.1°的移相偏差均方根（root mean square,RMS）和小于0.02 dB的增益偏差RMS，相位分辨率达10 bit以上；最大无用边带（-7次边带）的功率抑制比为16.7 dBc.该有源移相器具有低成本、低功耗、低相位偏差、低幅度偏差和低插入损耗等性能，为时间调制阵列提供了一种新颖的单元结构.

• 单位
  南京理工大学