ABSTRACT Detta dokument undersöker design överväganden och utmaningar att integrera on-chip antenner i nanoskala CMOS-teknik vid millimetervåg (mm-våg) för att uppnå en kompakt front-end-mottagare för 5G kommunikationssystem. Lösningar för att övervinna dessa utmaningar erbjuds och realiseras i digital 28-nm CMOS. En monolitisk on-chip antenn är utformad och optimerad i närvaro av rigorösa metalldensitetsregler och andra back-end-of-the-line (BEoL) utmaningar av nanoskalan teknik. Den föreslagna antennstrukturen utnyttjar ytterligare markmetallisering på ett PCB-kort som fungerar som en reflektor för att öka sin strålningseffektivitet och effektvinst med 37,3 % respektive 9,8 dB, samtidigt som kiselytan minskar med upp till 30 % jämfört med tidigare arbeten. Antennen matchas direkt med en lågljudsförstärkare i två steg (LNA) på ett synergiskt sätt för att ge upphov till en aktiv integrerad antenn (AIA) för att undvika ytterligare matchnings- eller sammanlänkningsförluster. LNA följs av en dubbelbalanserad vikt Gilbert cellmixer, som producerar en lägre mellanfrekvens (IF) så att ingen undersökning krävs för mätningar. Den uppmätta totala ökningen av AIA är 14 dBi. Dess totala kärnyta är 0,83 mm 2 medan den totala chipytan, inklusive blockramen, är 1,55 × 0,85 mm 2. INDEX TERMS 5G, mm-wave, nanometerskala CMOS, 28 nm CMOS, aktiv integrerad antenn (AIA), antenn-on-chip (AoC), RF front-end, låg buller förstärkare (LNA), vikt Gilbert cell mixer, on-chip transformator.
I REF, en ny on-chip antenn struktur utformades för att förbättra effektvinst och strålningseffektivitet.
Challenges in On-Chip Antenna Design and Integration With RF Receiver Front-End Circuitry in Nanoscale CMOS for 5G Communication Systems
{'venue': 'IEEE Access', 'journal': 'IEEE Access', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}