Broadband mm-Wave Current/Voltage Sensing-Based VSWR-Resilient True Power/Impedance Sensor Supporting Single-Ended Antenna Interfaces

驻波比 电阻抗 电子工程 天线(收音机) 宽带 电气工程 计算机科学 声学 工程类 物理 电信 微带天线
作者
David Munzer,Naga Sasikanth Mannem,Jeongseok Lee,Hua Wang
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:58 (6): 1535-1551
标识
DOI:10.1109/jssc.2022.3211935
摘要

High-performance RF/mm-Wavefront ends often require in situ sensing circuitries to monitor performance metrics and drive their built-in-self-test (BiST) algorithms for performance recovery or optimization. In large-scaled integrated phased-arrays, antenna coupling often results in dynamic beam-dependent impedance variations [antenna voltage standing wave ratio (VSWR)] and front-end degradation, necessitating in situ load-invariant power/impedance sensors. However, the state-of-the-art mm-Wave sensors only demonstrate sensing at a single frequency, instead of the entire frequency band of interest with limited accuracy over antenna VSWR. Therefore, we propose a broadband current/voltage sensing-based VSWR resilient true power/impedance sensor supporting single-ended interfaces using the GlobalFoundries 45 nm CMOS SOI process. Comprehensive theoretical analyses of the coupling mechanisms and analog multiplier architectures are presented. Sources of error for power sensing are highlighted in detail. At 34 GHz, the proposed sensor measures the power sensing error $(\text {PSE}) \le \pm 1$ dB for 3:1 VSWR and ±0.5 dB for 2:1 VSWR. Over 22–41 GHz, the measured PSE is $\le \pm 3.4$ dB for 3:1 VSWR and ±1.5 dB for 2:1 VSWR. In addition, the proposed sensor under a 50 $\Omega $ load demonstrates a maximum dynamic range of 22.89 dB at 42 GHz and a dynamic range $>21.46$ dB over 27–41 GHz. At 33 GHz, the measured $\vert \Gamma \vert /\angle \Gamma $ errors are $\le 0.072$ /7.3° for 3:1 VSWR and $\le0.04$ /7.13° for 2:1 VSWR, while demonstrating $\vert \Gamma \vert /\angle \Gamma $ errors of $\le 0.2$ /34° for 3:1 VSWR and $\le 0.11$ /27° for 2:1 VSWR over the entire 27–41 GHz BW. The chip die occupies an area of 0.97 $\times1.99$ mm and a sensor core area of 0.48 $\times1.66$ mm.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助30
2秒前
Leah完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
FashionBoy应助陈也诺采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
勤劳道之应助咕噜采纳,获得50
4秒前
科研通AI6.4应助gwp1223采纳,获得30
4秒前
积极如柏发布了新的文献求助10
5秒前
缥缈可乐完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
shenjj完成签到,获得积分10
6秒前
wangzh发布了新的文献求助10
7秒前
上官若男应助p1采纳,获得10
7秒前
8秒前
英姑应助qiu123采纳,获得10
8秒前
可研完成签到 ,获得积分10
9秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
9秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
9秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
9秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
9秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
9秒前
研友_P85MX8发布了新的文献求助10
10秒前
Millie完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
12秒前
hhh完成签到,获得积分10
13秒前
大力的冬萱应助hhhhx采纳,获得20
13秒前
CR7发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7344300
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8956887
关于积分的说明 19017815
捐赠科研通 6996217
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3219711
关于科研通互助平台的介绍 2384735
邀请新用户注册赠送积分活动 2199900