超寬帶 (UWB)是應(yīng)用于無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)的短距離、高速率無線通信技術(shù)，其傳輸速率可以達(dá)到480Mbps甚至更高，主要用于無線USB、數(shù)字家庭等消費(fèi)類電子領(lǐng)域，擁有巨大的市場前景。2004年，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz頻段劃歸為UWB的民用頻段，此后無論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界都對UWB技術(shù)投入了大量的研究力量。

　　我國在UWB領(lǐng)域也投入了一定的研究，先后得到了國家863、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。然而國內(nèi)的研究多集中在系統(tǒng)驗(yàn)證、電磁兼容分析等方面，針對UWB芯片尤其是射頻芯片的研究尚屬空白。微電子所作為中國無線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組(C-WPAN)的成員單位，為中國UWB標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了頻譜規(guī)劃和物理信道劃分方面的建議，并及時(shí)掌握了目前我國UWB頻譜的規(guī)劃現(xiàn)狀。目前，信息與工業(yè)化部已經(jīng)在其網(wǎng)站上對我國UWB的預(yù)開放頻段進(jìn)行公示，公示頻段包含了低頻段的4.2-4.8GHz，和高頻段的6-9GHz，UWB在中國的頻譜開放和市場開發(fā)已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。

　　在中國科學(xué)院青年創(chuàng)新基金和微電子所所長基金的支持下，我所微波器件與集成電路研究室（四室）張海英研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組，針對中國UWB將開放的高頻段6-9GHz開展了射頻集成電路設(shè)計(jì)研究，采用0.18um RFCMOS工藝一次流片即測試成功了以下幾款關(guān)鍵核心電路：1、3.9-4.9GHz鎖相環(huán)式頻率綜合器芯片：該頻率綜合器中的VCO振蕩頻率可以覆蓋3.9-4.9GHz，可以在該范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率的精確鎖定，相位噪聲小于-95dBc/Hz@1MHz offset，參考雜散小于-40dBc；2、6.5-7.2GHz 壓控振蕩器芯片：該VCO的頻率調(diào)諧范圍達(dá)到700MHz，相位噪聲小于-90dBc/Hz@1MHz offset；3、6-9GHz低噪聲放大器芯片：該LNA在6-9GHz的范圍內(nèi)增益大于18dB，S11、S22均小于-10dB；4、6-9GHz下變頻器芯片：該電路可以將6-9GHz的超寬帶射頻信號下變頻至模擬基帶信號，變頻增益大于5dB。

　　目前基于CMOS工藝的射頻集成電路產(chǎn)品多集中在4GHz以下頻段，主要包括了2G、3G的移動通信、GPS等系統(tǒng)，而C-X波段的基于CMOS工藝的射頻芯片尚處于研究開發(fā)階段，本次流片成功的6-9GHz核心射頻芯片不僅為我所在UWB領(lǐng)域搶占國內(nèi)市場搶占了先機(jī)，而且為基于CMOS工藝的C-X波段射頻集成電路開發(fā)進(jìn)行了有效的探索性研究。

　　6-9GHz超寬帶頻率綜合器芯片照片

　　3.9-4.9GHz鎖相環(huán)式頻率綜合器測試頻譜圖