RFiCAE课题组2026年度科研成果（三）：40nm工艺下毫米波宽带双向收发芯片及幅相调控电路两项研究成果落地

成果一：一种16.5–31.6 GHz宽带双向前端芯片

研究团队提出了一种工作于16.5–31.6GHz频段的宽带双向射频前端芯片，面向5G/6G毫米波通信、低轨卫星通信以及通信感知一体化（JCAS）等应用。该设计采用复用匹配网络（Reused Matching Network）实现发射/接收切换、阻抗匹配及低噪声放大器（LNA）跨导增强功能，在无需天线侧开关的情况下有效降低插入损耗并节省芯片面积。同时，提出耦合极性翻转开关（CPRS）以提升收发隔离度，自适应偏置（ADB）电路用于提高发射机线性度，磁电耦合谐振腔（MECR）则实现了宽带低噪声接收性能。该芯片采用40nm CMOS工艺实现，核心面积0.21 mm²，实现了16.5–31.6GHz的3dB带宽。在发射模式下，获得16.4dB增益、16.5dBm饱和输出功率（Psat）、16.1dBm输出1 dB压缩点（OP1dB）以及27%的峰值功率附加效率（PAE）；在接收模式下，实现14.6dB增益、4.8–6.2dB噪声系数（NF）以及最高−4.8dBm输入1dB压缩点（IP1dB）。该工作展示了一种兼具高效率、高线性度和宽带特性的毫米波双向前端解决方案。

 相关成果发表于2026 IEEE Radio Frequency Technology and Techniques Symposium (RFTT 2026)，复旦大学博士生罗致溥为第一作者。

论文信息：Z. Luo, J. Gu, H. Qin, X. He, K. Hu, K. Han, H. Xu, and N. Yan, “A 16.5–31.6 GHz Broadband Bidirectional Front-end with 16.1 dBm OP1dB and 26.8% PAE@OP1dB in 40 nm Bulk CMOS,”in Proceedings of the IEEE Radio Frequency Technology and Techniques Symposium (RFTT), Boston, MA, USA, Jun. 2026.

成果二：面向多波束相控阵收发机的17-32GHz双向幅相控制芯片

研究团队提出一种面向多波束相控阵收发机的17-32GHz双向幅相控制（Bi-APC）电路。针对幅度控制，该设计采用双向可变增益放大器（BVGA）结合衰减器，实现大范围、高精度且低损耗的幅度控制，通过对称的三级放大路径与复用变压器高效实现了双向工作，并在级间匹配网络中引入电阻电容反馈（RCFB）技术提升了增益平坦度。在相位控制方面，团队采用无源矢量调制移相器（PVMPS），通过C-R-C隔离与差分电感耦合技术，降低了功率合成器的无源面积并提高了高频性能；此外，分段控制字缓解了耦合器在频带内的正交失配问题，实现了宽带低误差相位控制。该芯片采用40nm CMOS工艺实现，核心面积为0.54mm²。测试结果表明，该芯片支持17-32GHz的双向幅相控制，范围和精度分别为31.5dB/360°和0.5dB/5.625°，均方根（RMS）误差小于0.46 dB/2.6°，在接收（RX）方向和发射（TX）方向下最高增益分别为3.3/1.7 dB，RX方向噪声系数（NF）小于7.3 dB，TX方向输出1dB压缩点（OP1dB）大于6 dBm，整体功耗为29.7mW。

相关成果已在2026年国际微波研讨会IMS RFTT会议发表，复旦大学硕士研究生孙家亮为第一作者。

论文信息：J. Sun et al.,  A 17–32 GHz Bidirectional Amplitude–Phase Control Circuit for Multibeam Phased Array Transceivers in 40-nm CMOS, 2026 IEEE MTT-S RF Technology & Techniques (RFTT) Symposium - RFTT 2026, Boston, MA, USA.