关于300GHz雷达芯片套装的性能分析和介绍

作为欧盟项目CT209-RF2THZ十几家成员中的一员，XMOD在半导体厂和设计公司中起到了积极的桥梁作用，使芯片设计和流片验证周期大大缩短。在项目的二次开发中，合作伙伴开发出带宽40GHz的300GHz 雷达芯片，为后续尖端应用提供了非常好的基础。

概览：

此芯片基于SiGe HBT BiCMOS工艺，包括了MIXER，VCO，Frequency doubler, PA, devide-by-32 frequency divider, Antenna coupler和集成天线。来自振荡器的RF信号通过缓冲电路和倍频器指向RX路径。RX信号通过LO信号的吉尔伯特单元混频器转换为基带。75 GHz的VCO具有两个模拟调谐输入，具有不同的调谐范围和调谐斜率。调谐输入可以组合以获得宽频率调谐范围。模拟调谐输入与集成分频器和外部分数N PLL 一起用于调频连续波（FMCW）雷达操作。固定振荡器频率可以用于连续波（CW）模式。其他调制方案也是可能的，可以通过使用模拟调谐。

具体可以参考下面的示意图：

应用：

300 GHz收发雷达前端（RFE）在短程/高分辨雷达中的主要应用领域，范围高达约5米。通过使用附加的介质透镜，可以增加范围。RFE既可用于FMCW模式，也可用于CW模式，也有可能延长带宽为40 GHz的全调谐范围。

特性：

Radar front end (RFE) with on-chip antennas for 300GHz · Single supply voltage of 3.3 V

· Fully ESD protected device

· Low power consumption

· Integrated low phase noise push-push VCO

· Receiver with homodyne mixer

· dipole on-chip antenna

· Large bandwidth of up to 40 GHz

· QFN32 leadless package 5× 5 mm²

· Pb-free, RoHS compliant package

· IC is available as bare die as well

部分测试结果：

TRX芯片安装在电路板上，用雷达测试开发模板测量，温度室温。安装和测试结果如下图：

图：  measurement setup with evaluation Board. The board includes silicon lens and metal plate as heat sink. Silicon Lens required for best performance 

欧盟基于SiGe HBT BiCMOS 工艺的芯片和应用开发，从最初的DOTFIVE到DOTSEVEN， RF2THz ，TARANTO等这些后续不断跟进的项目，历经了10多年，几十家公司的合作，一步步走到现在，关于其他工艺对于SiGe HBT BiCMOS 的替代，或者优势，在这里不做评论，有一点可以说明，欧盟目前在工艺，设计，应用这套流程上是相对完整的，不受外界约束，也期待在国内有类似高端工艺引进开发，从而带动设计和应用。