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(hào)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(hào)收發(fā)電路與信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)收發(fā)電路與信號(hào)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(hào)的信號(hào)生成電路。以前，該信號(hào)生成電路對(duì)由毫米波振蕩器信號(hào)分頻出來的低頻比較信號(hào)和基準(zhǔn)振蕩器發(fā)出的低噪聲高穩(wěn)定基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行對(duì)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(hào)(圖2)。該電路要使基準(zhǔn)信號(hào)和比較信號(hào)處于同一頻率，在基準(zhǔn)信號(hào)的每個(gè)周期都要進(jìn)行一次比較。

因此，對(duì)于相位差檢測(cè)電路產(chǎn)生的噪聲，這種電路無法相對(duì)地增大比較得到的差信號(hào)，存在噪聲會(huì)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(hào)的電路技術(shù)。

增加每個(gè)周期的比較次數(shù)

因此，兩公司此次開發(fā)出了將多個(gè)相位差檢測(cè)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(hào)的頻率，并進(jìn)一步分配基準(zhǔn)信號(hào)使其變成多個(gè)，來增加每個(gè)周期的比較次數(shù)。

由于比較后生成的差信號(hào)數(shù)量較多，因此可針對(duì)相位差檢測(cè)電路產(chǎn)生的噪聲，相對(duì)地增大比較得到的差信號(hào)。由此，便可減輕相位差檢測(cè)電路產(chǎn)生的噪聲的影響，從而成功使信號(hào)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(huì)對(duì)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(guó)開幕的國(guó)際會(huì)議“EuMIC2013”(EuropeanMicrowaveIntegratedCircuitsConference2013，歐洲微波集成電路會(huì)議)上公布。