硅基毫米波片上电感优化设计与传递函数基可缩放建模方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61401101
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

With the continuous development of silicon CMOS process, it is possible to implement millimeter wave (mmW) integrated circuits on silicon based processes which are much cheaper instead of III-V compound semiconductor processes. The lack of high performance on-chip inductors and high-precision models for inductors with scalable fitting ability has become one of the key problems to restrict the development of silicon based millimeter wave integrated circuit and high performance System on Chip (SoC). Our research group is committed to reveal the method for restraining the parasitic effect of silicon based mmW on-chip spiral inductor, transmission line and fractal inductors through the analysis of skin effect, substrate effect and proximity effect and achieve the performance improvement for silicon based mmW on-chip inductors, promote silicon based millimeter wave integrated circuit miniaturization. The poles and zeros of the transfer function determine the performance and the key features of the circuit network, such as phase, gain and bandwidth. Through the analysis of transfer function, the electrical characteristics of circuit network can be revealed and the guidance and basis may be provided for establishing the components model with high precision and broadband fitting ability. The mechanism that the poles and zeros of the transfer function change with the physical dimensions of the passive spiral components is still unknown. Our research group tries to reveal this mechanism by the analysis of transfer function for passive components, and establish the mmW models of on-chip inductors with high-precision and scalable fitting ability, so as to lay a foundtion for the development ofthe monolithic millimeter-wave integrated circuit.
随着CMOS工艺的不断发展,毫米波技术开始从III-V族化合物工艺转向价格低廉的硅基工艺。缺乏高性能片上电感与毫米波电感可缩放模型成为制约硅基毫米波集成电路发展与高性能芯片系统小型化的关键问题。本课题拟通过硅基毫米波片上电感趋肤效应、衬底损耗与邻近效应等特性分析,揭示抑制硅基毫米波片上螺旋电感、传输线电感与分形电感寄生效应的方法,实现高性能硅基毫米波片上电感的设计,促进硅基毫米波集成电路小型化发展。传递函数零极点与电路网络的相移、增益和带宽等重要电学特性密切相关,通过传递函数分析能够揭示电路网络电学特性的本质,为建立高精度、宽频带无源元件模型提供指导和依据。硅基片上电感传递函数零极点随元件物理尺寸变化机制不详,本课题组拟通过片上电感传递函数分析,揭示不同尺寸元件传递函数零点与极点随物理尺寸的变化规律,建立高精度片上电感毫米波尺寸可缩放模型,为毫米波集成电路发展奠定一定的基础。

结项摘要

缺乏高性能片上电感成为制约硅基毫米波集成电路发展与高性能芯片系统实现的关键问题。本项目通过对硅基毫米波片上电感趋肤效应、衬底损耗与邻近效应等特性分析,提出了希尔伯特分形曲线型地屏蔽层与多路径交叉连接技术实现了高性能片上差分电感与单端电感设计,提高了片上电感的品质因数。本项目设计了折叠条型人工电磁结构以及半模慢波基片集成波导结构实现高性能超宽带天线设计。本课题实现了片上螺旋电感物理基模型、矢量拟合技术模型与神经网络模型建模过程,引入神经网络空间映射技术,建立了高精度宽频带片上螺旋电感可缩放模型。本项目采用传递函数方法建立了片上螺旋电感高精度宽频带模型,并通过电磁仿真,验证了传输线去嵌技术能够去除金属引线的影响,比开路去嵌技术精度更高。本项目设计的高性能片上电感与提出的片上螺旋元件宽频带模型对于毫米波电路设计具有重要实用意义。项目资助发表SCI收录论文4篇,EI收录论文4篇,待发表论文2篇。项目投入经费25万元,支出21.2114万元,剩余经费3.7886万元,计划用于本项目研究后续支出。

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(4)
专利数量(3)
Design of Yagi Antenna with Slow-wave Half-mode SIW Feeding Technique for Ku Band Applications
Ku 波段应用中采用慢波半模 SIW 馈电技术的八木天线设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Antennas and Propagation
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Bo Han;Shibing Wang;Jia Zhao;Xiaofeng Shi
  • 通讯作者:
    Xiaofeng Shi
Poles–zeros analysis and broadband equivalent circuit for on-chip spiral inductors
片上螺旋电感器的极点零点分析和宽带等效电路
  • DOI:
    10.1002/jnm.2093
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF NUMERICAL MODELLING: ELECTRONIC NETWORKS, DEVICES AND FIELDS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Bo Han;Daimu Wang;Feng Wang;Shibin Wang
  • 通讯作者:
    Shibin Wang
Image Compression Transmission Algorithm Based on the Singular Value Decomposition Applied in the Wireless Multimedia Sensor Networks
基于奇异值分解的图像压缩传输算法在无线多媒体传感器网络中的应用
  • DOI:
    10.14257/ijsip.2015.8.3.17
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    International Journal of Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    LiuDongdong;韩波;LiuKai
  • 通讯作者:
    LiuKai
Verification of transmission line de-embedding method for on-chipspiral inductor based on electromagnetic simulation
基于电磁仿真的片上螺旋电感传输线去嵌入方法验证
  • DOI:
    10.1002/jnm.2124
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF NUMERICAL MODELLING: ELECTRONIC NETWORKS, DEVICES AND FIELDS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Bo Han;Youcai Song;Zhongxin Wang;Jun Li;Xiaofeng Shi
  • 通讯作者:
    Xiaofeng Shi
Design of MCI single and symmetrical on-chip spiral inductors
MCI单对称片上螺旋电感的设计
  • DOI:
    10.1088/1674-4926/38/6/064008
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Journal of Semiconductors
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Bo Han;Shibing Wang;Xiaofeng Shi
  • 通讯作者:
    Xiaofeng Shi

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其他文献

新生育政策下孕妇年龄的变化及对母婴并发症的影响
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2019.03.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华围产医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆蓓亦;韩波;胡慧文;龙伟;王丽;蔡正茂;王慧艳;虞斌
  • 通讯作者:
    虞斌
秦岭北麓城市型河流LID建设模拟及其水文响应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国农村水利水电
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    --
  • 作者:
    刘俊;韩波;慕登睿;郭鹏;吕继强
  • 通讯作者:
    吕继强
基于贝叶斯一稀疏约束正则化方法的地震波形反演
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛衡;王薇;韩波;MAO Heng~1,WANG Wei~1,HAN Bo~2 (1.School of Mathem;2.School of Science,Harbin Institute of Technology
  • 通讯作者:
    2.School of Science,Harbin Institute of Technology
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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    --
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    韩波;张军涛;任娜娜;田海芹;汪虎
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非线性同伦方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    傅红笋;韩波
  • 通讯作者:
    韩波

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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