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2025 article

A 56 Gb/s Zero-IF D-Band Beamforming Transmitter in 22 nm FD-SOI

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Rattachement africain : be. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

This article presents a 4-way transmitter (TX) array suitable for beamforming operation at D-band. The transmitter is implemented using zero-IF architecture with LO beamforming. The signal path comprises an I/Q baseband (BB) section, direct up-conversion, and a power amplifier chain, supporting a wideband operation from 118 to 147 GHz. A 5-stage 2-way power amplifier chain provides a saturation output power up to 11 dBm. The probing measurement results demonstrate up to 64 quadrature amplitude modulation (64QAM) [30 Gb/s at −25 dB rms-error vector magnitude (EVM)] and achieve a data rate of 56 Gb/s with a −17 dB rms-EVM at an output power of 3 dBm using 16QAM modulation. The LO chain contains a 14–16 GHz buffer, a cascade of two frequency triplers for LO generation at D-band using an external LO reference. A tunable matching network with 6-bit capacitor-band control is implemented in the buffer stage together with a polarity switch to achieve full range phase control. An efficient I/Q generation scheme is implemented by exploiting the last tripler before the I/Q mixer: twoLCbuffers after 1st tripler generates ±15° phase offset. This results into ±45° phase offset after the 2nd tripler. The benefits of our sub-harmonic I/Q generation are: 1) no I/Q hybrid operating in D-Band is needed; 2) the limited ±15° phase offset required allows an easyLCtuned buffer implementation with limited amplitude variation across phase range; and 3) this amplitude variation is removed by 2nd tripler and LO buffers that operate at saturation level. This LO beamforming scheme ensures a phase resolution of 0.1° in measurement. A single TX channel draws 232 mW from a 0.8 V supply and has an area of$1.17\times 0.3$mm2in a 22 nm fully depleted silicon on insulator (FD-SOI) process. The 4-way beamformer IC has been flip-chip mounted on a low-cost 10-layer printed circuit board (PCB) and connected to a planar antenna array integrated at the backside of the PCB. The antennas are placed with 1.1 mm spacing and each antenna contains 4 aperture-coupled patch units to enhance the radiation pattern. The 4-way TX beamformer has been tested over-the-air (OTA) with a reference receiver achieving 24 Gb/s with −25 dB rms-EVM at 0.4 m distance using 5G NR waveforms.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A 56 Gb/s Zero-IF D-Band Beamforming Transmitter in 22 nm FD-SOI
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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