未来通信中的收发器与射频器件建模
1. 射频建模概述
随着射频数据无线通信市场的技术需求增长,对高效、低成本射频解决方案的需求日益增加。CMOS技术的快速发展及其技术节点的不断缩小,使得更复杂、精密的射频解决方案能够集成到单个系统中,即片上系统(SoC),它将射频、模拟、混合信号和数字设计集成在单芯片系统上。
然而,技术节点的缩小带来了互连寄生元件增加的问题。随着操作速度的提高、制造成本的降低和产品上市时间的缩短,为了获得最佳性能,对设备进行适当建模变得至关重要。在向更高频率的射频数据通信发展的过程中,高带宽和高数据速率的重要性使得在5G及更高频率下的设备建模变得更加复杂。同时,技术节点的极端缩小会使CMOS参数(如短沟道效应、栅极泄漏、迁移率等)出现严重问题,难以满足实际规格和要求。因此,为了实现最佳设计,需要对射频组件进行适当建模。
2. 射频频谱
无线和射频频谱涵盖了广泛的应用,如2G、3G、4G、5G及未来的无线电通信。无线和移动通信对我们的日常生活产生了重大影响,使我们能够通过语音、数据、图像和视频进行通信。多年来,开发出了许多能够在高频下运行的设备。
3. 射频设备参数
射频设备可以通过一些参数进行建模,主要参数如下:
- 截止频率$f_T$ :$f_T$定义为小信号电流增益开始下降到1及以下的过渡频率。该参数有助于根据设备用作放大器时的最大频率来选择设备。$f_T$可以通过将$S_{21}$参数转换为$H_{21}$参数来获得,公式为$f_T = \frac{g_m}{2\pi C_{gs}}$。
- 最大振荡频率$f_{m
射频建模与太赫兹通信技术
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