4、未来通信的收发器技术展望

未来通信的收发器技术展望

1. 2030 年及以后的射频收发器路线图

近年来，由于大带宽的可用性，毫米波频率的无线应用得到了广泛展示，如 60 GHz、77 GHz 汽车雷达、94 GHz 成像系统，以及 240/300 GHz 频率范围的太赫兹（THz）短程无线链路。太赫兹频段通常指 0.1 THz 至 10 THz 之间的频率，也有定义为 100 GHz 至 300 GHz 之间，该频段被同时视为毫米波和太赫兹频段。这一频率范围为未来超高速通信系统提供了巨大潜力，备受关注。

无线通信的数据速率一直在稳步增长，预计到 2030 年将与有线网络相当，达到 1 Tb/s。对于下一代无线通信，300 GHz 频段备受瞩目。IEEE 802.15.3d 提议将 252.72 至 321.84 GHz 用于相关通信标准。在 2019 世界无线电通信大会（WRC 2019）中，识别出直至 296 GHz 的频率可用于无线通信，但高于 275 GHz 的频率尚未进行分配。

2. 未来集成收发器的技术选择

太赫兹通信系统的性能在很大程度上受集成电路技术选择的限制，这涉及成本效益、集成能力以及硅技术的最新进展。

硅锗（SiGe）和互补金属氧化物半导体（CMOS）等技术可支持太赫兹范围内的应用。对于高性能 Tb/s 收发器，射频放大器件（晶体管）的速度至关重要，通常通过晶体管的特征频率（fT）和最高振荡频率（fmax）来评估，fT 是晶体管电流增益为 1（0 dB）时的频率，fmax 是功率增益为 1（0 dB）时的频率。这两个参数决定了晶体管的工作速度，在 fmax 以下，晶体管表现出功率增益，而在 fmax 以上则表现出功率损耗。