使用硅半導(dǎo)體的毫米波無線通信終端實(shí)用化有望

此前，用來收發(fā)毫米波信號的高頻IC一直使用化合物半導(dǎo)體(圖1)。雖然業(yè)界十分期待通過使用硅半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)信號收發(fā)電路與信號處

富士通與富士通研究所瞄準(zhǔn)使用硅半導(dǎo)體的毫米波收發(fā)器用途，開發(fā)出了低噪聲信號生成電路。此次開發(fā)出該電路后，使用硅半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)車載雷達(dá)等毫米波無線通信終端的實(shí)用化便有了眉目。

此前，用來收發(fā)毫米波信號的高頻IC一直使用化合物半導(dǎo)體(圖1)。雖然業(yè)界十分期待通過使用硅半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)信號收發(fā)電路與信號處理電路等的一體化、高功能化和量產(chǎn)化，但硅半導(dǎo)體的噪聲很大，導(dǎo)致實(shí)用化滯后。

毫米波收發(fā)用IC要集成用來生成毫米波信號的信號生成電路。以前，該信號生成電路對由毫米波振蕩器信號分頻出來的低頻比較信號和基準(zhǔn)振蕩器發(fā)出的低噪聲高穩(wěn)定基準(zhǔn)信號進(jìn)行對比，并使二者同步，由此生成噪聲低、穩(wěn)定性高的毫米波信號(圖2)。該電路要使基準(zhǔn)信號和比較信號處于同一頻率，在基準(zhǔn)信號的每個周期都要進(jìn)行一次比較。

因此，對于相位差檢測電路產(chǎn)生的噪聲，這種電路無法相對地增大比較得到的差信號，存在噪聲會變大的問題。而硅半導(dǎo)體與化合物半導(dǎo)體相比，晶體管產(chǎn)生的噪聲更大，因此必須要有可生成低噪聲高穩(wěn)定毫米波信號的電路技術(shù)。

增加每個周期的比較次數(shù)

因此，兩公司此次開發(fā)出了將多個相位差檢測電路和延遲電路串聯(lián)起來，進(jìn)行多次比較處理的新架構(gòu)(圖3)。新電路通過提高比較信號的頻率，并進(jìn)一步分配基準(zhǔn)信號使其變成多個，來增加每個周期的比較次數(shù)。

由于比較后生成的差信號數(shù)量較多，因此可針對相位差檢測電路產(chǎn)生的噪聲，相對地增大比較得到的差信號。由此，便可減輕相位差檢測電路產(chǎn)生的噪聲的影響，從而成功使信號中的噪聲降到了傳統(tǒng)電路的約1/3(-5dB)。

通過采用此次開發(fā)的電路技術(shù)，以前很難實(shí)現(xiàn)的使用硅半導(dǎo)體的毫米波收發(fā)IC有了眉目。這會對車載雷達(dá)等毫米波收發(fā)器的高功能化和量產(chǎn)化作出巨大貢獻(xiàn)。今后，兩公司將利用該技術(shù)開發(fā)一體型毫米波收發(fā)IC模塊。

另外，此次的技術(shù)詳情將在2013年10月6日于德國開幕的國際會議“EuMIC2013”(EuropeanMicrowaveIntegratedCircuitsConference2013，歐洲微波集成電路會議)上公布。