Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Specialty Optics and Optical Access Networks, Shanghai Institute for Advanced Communication and Data Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China
In this paper, we demonstrate a high-sensitivity and real-time heterodyne coherent optical transceiver for intraplane satellite communication, without digital-to-analog converter (DAC) devices and an optical phase lock loop (OPLL). Based on the scheme, a real-time sensitivity of -49 dBm is achieved at 5 Gbps QPSK. Because DAC is not needed at the transmitter, as well as OPLL at the receiver, this reduces the system cost. Furthermore, the least required Rx ADC bit-width is also discussed. Through theoretical analysis and experimental results, our cost-effective transceiver satisfies the scenario and could be a promising component for future application.
real-time coherent transceiver heterodyning intraplane satellite optical communication Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 030601
Author Affiliations
Abstract
1 National Mobile Communication Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 211189, China
2 Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China
3 Chengdu Xphased Technology Company Ltd., Chengdu 610041, China
This article presents an 8-element dual-polarized phased-array transceiver (TRX) front-end IC for millimeter-wave (mm-Wave) 5G new radio (NR). Power enhancement technologies for power amplifiers (PA) in mm-Wave 5G phased-array TRX are discussed. A four-stage wideband high-power class-AB PA with distributed-active-transformer (DAT) power combining and multi-stage second-harmonic traps is proposed, ensuring the mitigated amplitude-to-phase (AM-PM) distortions across wide carrier frequencies without degrading transmitting (TX) power, gain and efficiency. TX and receiving (RX) switching is achieved by a matching network co-designed on-chip T/R switch. In each TRX element, 6-bit 360° phase shifting and 6-bit 31.5-dB gain tuning are respectively achieved by the digital-controlled vector-modulated phase shifter (VMPS) and differential attenuator (ATT). Fabricated in 65-nm bulk complementary metal oxide semiconductor (CMOS), the proposed TRX demonstrates the measured peak TX/RX gains of 25.5/21.3 dB, covering the 24?29.5 GHz band. The measured peak TX OP1dB and power-added efficiency (PAE) are 20.8 dBm and 21.1%, respectively. The measured minimum RX NF is 4.1 dB. The TRX achieves an output power of 11.0?12.4 dBm and error vector magnitude (EVM) of 5% with 400-MHz 5G NR FR2 OFDM 64-QAM signals across 24?29.5 GHz, covering 3GPP 5G NR FR2 operating bands of n257, n258, and n261.
fifth-generation (5G) power amplifier millimeter-wave transceiver phased-array Journal of Semiconductors
2024, 45(1): 012201
大连理工大学信息与通信工程学院,辽宁 大连 116024
针对水下无线通信高速率、远距离、低成本和小型化设备的实用需求,本文设计研制了一种高鲁棒性的基于现场可编程门阵列(FPGA)和大功率LED阵列的小型化水下无线光通信系统。其光发射机的光源采用45 W大功率LED阵列,基于FPGA实现高阶调制与编码,并设计了准直光学发射天线有效减少光束发散角,大幅度延长了传输距离。在光接收端,设计了一种基于3 mm大孔径雪崩光电二极管(APD)的自动增益控制放大和FPGA解调与信号处理的光接收机,降低了光通信系统对准的严苛要求。该系统可实现30 Mbps 开关键控(OOK)信号和正交幅度调制(QAM)信号(16QAM信号)的12 m水下信道实时传输,二者的误码率(BER)分别为2.467×10-4和3.467×10-3。此外,该系统还实现了22 Mbps的非归零(NRZ)-OOK整形信号12 m水下+30 m空气的跨介质传输(总长度为42 m),BER为3.619×10-4。最后,实现了12 m水下信道中接收机偏离主光轴40°之内22 Mbps OOK信号的有效接收,提高了系统的鲁棒性。
水下无线光通信 现场可编程门阵列 LED阵列 高阶调制 小型化光端机
为了进一步提高光模块光学耦合效率和出光光功率, 设计和优化了400G光收发模块,使用带有透镜的无源器件作为光学耦合的重要部件,以提高耦合效率;采用输入/输出缓冲区信息规范(IBIS)模型对光模块的高频电路进行分析与优化;最后,对光模块进行了光学设计、链路仿真和测试。测试结果表明:设计的光收发模块眼图较为清晰,光眼图抖动为2.3 ps左右,各个通道具有较好的一致性,202 s内无误码;信号传输100 m后,未出现丢包情况,系统性能比较稳定。
光模块 多路并行收发驱动电路 短距离传输 印制电路板埋铜技术 optical module, multiplex parallel transceiver dri
1 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
2 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
3 中国科学院 多功能材料与轻巧系统重点实验室, 江苏 苏州 215123
4 上海师范大学 数理学院, 上海 200234
收发一体式压电微机械超声波换能器(PMUT)的接收信号存在较长的拖尾, 导致近场原始回波难以区分, 造成测量盲区, 对此提出了一种在拖尾段识别回波信号的方法。该方法利用解调对数放大器非线性压缩接收信号并进行包络处理, 得到拖尾段具有明显极值点特征的包络曲线, 并通过包络曲线极值点识别回波峰值。选取8组谐振频率不一的PMUT器件对该方法进行测试验证。结果表明, 在最远测距大于300 cm的情况下, 测量盲区缩减至10 cm附近, 该方法具有一定的有效性与普适性。
收发一体式 拖尾 测量盲区 极值点 峰值 PMUT PMUT integrated transceiver tailing measuring blind area extreme point peak value
强激光与粒子束
2023, 35(8): 082002
1 河北省产品质量监督检验研究院, 河北 石家庄 050000
2 电子科技大学, 四川 成都 610000
3 中国电子科技集团公司第十三研究所, 专用集成电路国家级重点实验室, 河北 石家庄 050000
针对太赫兹通信及成像等系统对高集成度射频收发链路的需求, 在自主研制的太赫兹肖特基二极管的基础上, 建立了器件的精确模型, 设计并制备出基于二极管的倍频/混频单片集成芯片, 解决了传统二极管装配难度大、一致性差的难题, 提高了器件的性能。成功研制出170 GHz、340 GHz倍频器和340 GHz混频器模块, 并且开发出集成化的340 GHz发射与接收链路。发射端一体化模块实现了342 GHz功率为22 mW的输出, 接收端一体化模块实现了330~350 GHz单边带变频损耗在10 dB上下。该模块的开发为未来太赫兹通信及成像技术的应用奠定基础。
半导体器件 太赫兹肖特基二极管 倍频器 混频器 收发链路 semiconductor device terahertz Schottky diode frequency multiplier mixer transceiver link
针对200Gbit/s PAM4光收发模块的设计需求, 提出了一种基于四阶脉冲幅度调制(PAM4)、数据传输速率达200Gbit/s的光发射组件封装方案。该封装内部集成了4路PAM4电/光转换通道, 单通道数据传输速率为50Gbit/s。介绍了该200Gbit/s PAM4光发射组件的组成和技术难点, 然后对其中的50Gbit/s数据传输通道进行了建模、仿真和优化, 最后完成了样品的测试。测试结果表明: 样品的单通道PAM4数据速率可达50Gbit/s, 整体PAM4数据速率可达200Gbit/s, 满足光收发模块的设计需求。
光发射组件 光收发模块 200Gbit/s 200Gbit/s PAM4 PAM4 TOSA optical transceiver module