24 GHz频段高性能压控振荡器的设计

设计了一种基于SMIC 40 nm射频CMOS工艺的低功耗、低噪声、宽调谐范围压控振荡器模块，可应用于24 GHz频段的多普勒或调频连续波雷达系统。分别从电路架构优化、电容电感等无源器件分析，介绍了提高电路性能的具体实现方式。采用了四位电容阵列，实现了6 GHz的宽调谐范围；通过可配置电容偏置电压的方法，使得相邻子带频率重叠范围达到41.8%。为了提高压控振荡器的噪声性能，采用了自行设计的高Q值八字电感，EMX仿真下Q值为27.12。通过Cadence仿真软件对电路进行仿真优化，实际芯片流片测试结果表明，该VCO实现了23.77～30.05 GHz的宽调谐范围，1.1 V电源下工作电流为2.2 mA，功耗为2.42 mW，相位噪声为-103.05 dBc/Hz@1 MHz和-123.27 dBc/Hz@10 MHz。