用于5G多波束MIMO系统的先进低温共烧陶瓷封装的39 GHz双信道收发器芯片组

摘要

本文介绍了一种用于5G多输入多输出(MIMO)应用的39 GHz收发器前端芯片组。每个芯片包括两个可变增益的频率转换通道,可以同时支持两个独立波束,芯片还集成了一个本地振荡器链和数字模块,用于多芯片扩展和增益状态控制。为了提高射频性能,对前端系统的关键模块提出了几种电路级改进技术。此外,开发了一种先进的低温共烧陶瓷工艺来封装39 GHz双通道收发器芯片组,实现了低封装损耗和两个发射(TX)/接收(RX)通道之间的高隔离。进行了芯片级和系统级封装(SIP)测量,以演示收发器芯片组的性能。测量结果表明,TX SIP的最大增益为11 dB,饱和输出功率为10 dBm;RX SIP的最大增益为52 dB,噪声系数为5.4 dB,输出压缩点为7.2 dBm。该收发器的单通道通信链路测试表明,64正交调幅(QAM)调制的误差矢量幅度(EVM)为3.72%,频谱效率为3.25 bit·s^(−1)·Hz^(−1);256-QAM调制在1 m距离上的误差矢量幅度(EVM)为3.76%,频谱效率为3.9 bit·s^(−1)·Hz^(−1)。基于该芯片组,还开发了39 GHz多波束原型,用于执行5G毫米波应用的MIMO操作。单流和双流传输的空中通信链路表明,多波束原型机可以覆盖5~150 m的距离,吞吐量相当。