RFiCAE课题组2024年度科研成果（四）：集成功率检测的25-31 GHz功率放大器

模拟芯片是我国集成电路产品的重要基石，是国家安全保障和高质量发展不可或缺的重要基础支撑。在技术进步和市场需求的双重推动下，模拟芯片在多个领域展现出巨大的发展潜力和应用价值。同时，面对国内外的挑战，加强自主创新和推动国产化进程也是未来模拟芯片创新体系发展的重要方向。复旦大学RFiCAE课题组在闫娜教授、许灏青年研究员的指导下，在低功耗无线通信收发芯片、宽带射频收发芯片、高性能锁相环、高速模数/数模转换器、高能效混合信号芯片设计等方面取得了一系列的研究成果，发表于IEEE JSSC、IEEE TCAS-I、IEEE TMTT、IEEE ISSCC/RFIC/CICC/ESSERC等国际著名期刊会议上。

（四）集成功率检测的25-31 GHz功率放大器

研究团队基于自混频架构，提出了一款紧凑型的高性能功率检测器。通过优化耦合端口位置，实现了单端功率输出下的差分电压、电流检测，避免了额外的单转差巴伦带来的面积开销。此外，通过传递函数的量化分析，提出了一种不依赖外部移相单元的内生相位补偿方式，保证了负载失配情况下准确的功率检测。在自混频器的设计当中则采用了电流抽取技术，优化了混频器的低频闪烁噪声，提高了整体动态范围。结合以上技术，团队设计了一款面向Ka波段卫星通信的小面积、高动态范围、抗电压驻波比、非侵入式功率检测器，并集成于毫米波功率放大器中。该功率检测器在25~31GHz的范围内可实现大于33dB的动态范围；当负载端电压驻波比为2:1/3:1时，频段内功率检测误差分别小于±1.5dB/±3.8dB；功率检测器核心面积仅有3520μm2。

相关成果发表在2024 RFIC会议上，复旦大学微电子学院硕士生秦昊祺、博士生顾俊杰为共同第一作者。

论文信息：

Qin, H., Gu, J., Xu, H., Xu, Z., Jia, P., & Yan, N. (2024). A 25-31GHz Compact True Power Detector with >33dB Dynamic Range in 40nm Bulk CMOS. 2024 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC), 135–138.