60GHz及Q波段CMOS功率放大器增益增强与片上功率合成技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61201044
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    张博
  • 依托单位：
    西安邮电大学
  • 学科分类：
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

The CMOS millimeter-wave power amplifier design is always limited by the breakdown voltage and high frequency gain of CMOS process. Due to shortage of effective gain-boosting technique and on-chip power combining technique for millimeter-wave power amplifier design and accurate millimeter-wave MOSFET large signal model, the performance of CMOS millimeter-wave power amplifier is badly affected, which makes it unable to satisfy the requirement of millimeter-wave short range communication of global 60GHz and our national Q-LinkPAN standard. This project revolves around the key issues of CMOS millimeter-wave power amplifier design, such as parameter extraction of millimeter-wave device and model correction, gain-boosting technique and on-chip power combining technique. The whole research includes: (1) Research on all network parameter calculation based de-embedding method. (2) Research on LC impedance tuning and 3D ground-shielding based millimeter-wave power amplifier gain-boosting technique. (3) Artificial transformer on-chip power combining based high output CMOS millimeter-wave power amplifier. This research will effectively fills the blank of millimeter-wave MOSFET measurement de-embedding and large-signal model and improves the design methodology of CMOS millimeter-wave power amplifier. In addition, it could promote the rapid development of CMOS process based millimeter-wave high-speed wireless communication technology.
CMOS毫米波功率放大器的设计，一直受到CMOS工艺在击穿电压及高频增益等方面的制约。由于缺少有效的毫米波功率放大器增益增强与片上功率合成的电路拓扑结构及准确的毫米波MOSFET大信号模型，严重影响了CMOS毫米波功率放大器的性能指标，使其无法满足全球60GHz以及我国Q-LinkPAN标准毫米波短距离通信的需求。本项目围绕毫米波器件参数提取与模型修正、增益增强与片上功率合成技术等设计CMOS毫米波功率放大器的关键问题展开研究，包括（1）研究全网络参数计算的MOSFET毫米波测量去嵌入方法；（2）研究基于LC阻抗调节与3D电磁屏蔽的毫米波功率放大器增益增强技术；（3）基于人工变压器片上功率合成的高输出CMOS毫米波功率放大器。本研究将有效地填补毫米波MOSFET测量去嵌入与大信号模型方面的空白，创新CMOS毫米波功率放大器的设计方法，促进基于CMOS工艺的毫米波高速无线通信技术的快速发展。

结项摘要

研究团队在国家自然科学基金委的支持下，经过项目组成员共同努力，按照研究内容，完成了“60GHz及Q波段CMOS功率放大器增益增强与片上功率合成技术”的研究。本项目以CMOS毫米波功率放大器的设计为重点，研究毫米波功率放大器在高频增益和输出功率方面所受制约。. 本项目针对毫米波无线通信系统的应用要求和特点，提出了一种毫米波CMOS场效应管测量去嵌入技术。研发了一种新型的完全基于矩阵参数计算的去嵌入方法。在此方法中，一个专门的开路(Open)测试结构被用来消除源极连接线及输入输出互连线间的耦合效应。此外，一个短路(Short)测试结构被用来去除源极连接线的影响；研发了一种3D电磁屏蔽结构，并提出了一种基于LC阻抗调节的CMOS毫米波功率放大器增益增强技术；研究了CMOS毫米波功率放大器片上功率合成技术，对现有功率合成技术进行了分析， 扩展了适合于CMOS工艺的毫米波功率放大器片上功率合成技术。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（0）
On the De-Embedding Issue of Millimeter-Wave and Sub-Millimeter-Wave Measurement and Circuit Design
毫米波和亚毫米波测量与电路设计的去嵌入问题
  • DOI：
    10.1109/tcpmt.2012.2200482
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Components Packaging and Manufacturing Technology
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Xiong, Yong-Zhong;Wang, Lei;Hu, Sanming;Li, Joshua Le-Wei
  • 通讯作者：
    Li, Joshua Le-Wei
A Switch-Based ASK Modulator for 10 Gbps 135 GHz Communication by 0.13 mu m MOSFET
基于开关的 ASK 调制器，通过 0.13 μm MOSFET 实现 10 Gbps 135 GHz 通信
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    IEEE Microwave and Wireless Components Letters
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Zhang, Bo;Xiong, Yong-Zhong;Wang, Lei;Hu, Sanming
  • 通讯作者：
    Hu, Sanming
A 23-GHz bandwidth automatic gain control amplifier with wide dynamic range for high speed communication
具有宽动态范围的 23GHz 带宽自动增益控制放大器，适用于高速通信
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Progress in Electromagnetics Research-Pier
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Xiong Yongzhong;Wang Lei;Hu Sanming;Li Lewei
  • 通讯作者：
    Li Lewei
De-embedding of On-Chip Inductor at Millimeter-Wave Range
毫米波范围片上电感器的去嵌入
  • DOI：
    10.1143/jjap.51.086602
  • 发表时间：
    2012-07
  • 期刊：
    Japanese Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Xiong, Yong-Zhong;Wang, Lei;Hu, Sanming;Li, Joshua Le-Wei
  • 通讯作者：
    Li, Joshua Le-Wei
双模双待手机互扰的实验验证及解决方案
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    西安邮电大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    巩稼民;李欢;张博
  • 通讯作者：
    张博

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其他文献

奶牛分娩前后瘤胃代谢物变化规律及其代谢通路研究
  • DOI：
    10.11843/j.issn.0366-6964.2021.011.015
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    畜牧兽医学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张瑞雪;刘欣;徐晓锋;张博;唐玉林;任曼;郭延生
  • 通讯作者：
    郭延生
Folded graphene/copper oxide hybrid aerogels: folding, self-reinforcement, and electrochemical performance
折叠石墨烯/氧化铜杂化气凝胶：折叠、自增强和电化学性能
  • DOI：
    10.1007/s10854-021-05759-z
  • 发表时间：
    2021-04
  • 期刊：
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李洪彦;杨乾;刘洪丽;李婧;袁文津;张博
  • 通讯作者：
    张博
3D Finite Element Analysis of the Stray Loss in Power Transformer Structure Parts
电力变压器结构件杂散损耗的3D有限元分析
  • DOI：
    10.4236/epe.2013.54b207
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Energy and Power Engineering
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李岩;李龙女;井永腾;张博
  • 通讯作者：
    张博
Hydrophilic hindering and hydrophobic growing: a vesicle glycometabolism multi-drug combination therapeutic against Alzheimer’s disease
亲水阻碍和疏水生长：针对阿尔茨海默病的囊泡糖代谢多药联合疗法
  • DOI：
    10.1039/d1bm00696g
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Biomaterials Science
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    任健;姜富馨;王少腾;胡浩东;张博;赵义平;陈莉;吕振刚;代凤英
  • 通讯作者：
    代凤英
2:1内共振条件下变转速预变形叶片的非线性动力学响应
  • DOI：
    10.6052/0459-1879-20-060
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    力学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    顾伟;张博;丁虎;陈立群
  • 通讯作者：
    陈立群

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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