Deep Integration and Topological Cohabitation of Active Circuits and Antennas for Power Amplification and Radiation in Standard CMOS
Notice bibliographique
Résumé
In this article, a densely integrated and unified paralleled amplifier and antenna architecture is proposed and demonstrated for next-generation millimeter-wave (mmW) and terahertz (THz) front-end modules. It makes use of topologically paralleled transistors cohabitated within a compact rectangular patch antenna (CRPA) as a unified cell. This design simultaneously amplifies and radiates power without resorting to any power divider, input and output matching networks, or power combiner whatsoever, therefore, greatly reducing front-end loss, size, and complexity. Then, the unified unit cell is self-consistently distributed to form a unified planar array with active elements between array elements as power feeders. In this demonstration, the input power is sequentially amplified, radiated through each array element, and spatially added up, resulting in low on-board circuit losses and efficient radiation. In this article, we investigate and present challenges and early results of implementing this unification concept of active circuitry and antenna at mmW frequencies. Using a standard 65-nm CMOS process, a set of chips were designed, fabricated, and tested under different amplifier biasing conditions at 146 GHz for experimental demonstration. The realized low-loss, matched, and compact unified prototypes have demonstrated an amplified radiation, with power enhancement of 3.4 dB through single element and 6 dB through 2 × 2 layout compared to their respective passive counterparts. Moreover, frequency tuning is observed varying drain bias and self-matching is improved with increasing gate bias. Therefore, the feasibility of a unique feature in the architectural implementation of low-loss, compact, and densely integrated and topologically cohabitated mmW and THz front-end modules is confirmed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».