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技术剖析:详解毫米波技术及芯片

作者:高考题库网
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2020-10-25 05:21
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2020年10月25日发(作者:上官融)


技术剖析:详解毫米波技术及芯片
由于毫米波器件的成本较高, 之前主要应用于军事。 然而随着高速宽带无
线通信、汽车辅助驾驶、安检、医学检测等应用领域的快速发展, 近年来毫米波在民用
领域也得到了广泛的研究和应用。 目前,6 GHz 以下的黄金通信频段, 已经很难得到较
宽的连续频谱, 严重制约了通信产业的发展。相比之下,毫米波频段却仍有大量潜在的
未被充分利用的频谱资源。 因此, 毫米波成为第5 代移动通信的研究热点。 2015 年在
WRC2015 大会上确定了第5 代移动通信研究备选频段: 24.25-27.5 GHz、37-40.5GHz、
42.5-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-50.2 GHz、50.4-52.6 GHz、66-76 GHz 和81-86 GHz,
其中31.8-33.4 GHz、40.5-42.5 GHz 和47-47.2 GHz 在满足特定使用条件下允许作为增选
频段。 各种毫米波的器件、芯片以及应用都在如火如荼的开发着。 相对于微波频段, 毫
米波有其自身的特点。 首先, 毫米波具有更短的工作波长, 可以有效减小器件及系统
的尺寸; 其次, 毫米波有着丰富的频谱资源,可以胜任未来超高速通信的需求。 此外,
由于波长短, 毫米波用在雷达、成像等方面有着更高的分辨率。 到目前为止, 人们对
毫米波已开展了大量的研究, 各种毫米波系统已得到广泛的应用。 随着第5 代移动通信、
汽车自动驾驶、安检等民用技术的快速发展, 毫米波将被广泛应用于人们日常生活的方
方面面。

毫米波
毫米波技术方面, 结合目前一些热门的毫米波频段的系统应用, 如毫米波通信、毫米波
成像以及毫米波雷达等, 对毫米波芯片发展做了重点介绍。1、毫米波芯片传统 的毫米波
单片集成电路主要采用化合物半导体工艺, 如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP) 等, 其
在毫米波频段具有良好的性能, 是该频段的主流集成电路工艺。 另一方面, 近十几年
来硅基(CMOS、SiGe等) 毫米波亚毫米波集成电路也取得了巨大进展。 此外, 基于
氮化镓(GaN) 工艺的大功率高频器件也迅速拓展至毫米波频段。 下面将分别进行介绍。
1.1 GaAs 和InP 毫米波芯片近十几年来, GaAs 和InP 工艺和器件得到了长足的进步。

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