微精选

一、 强悍在哪？一剑封喉的三大性能

这款芯片的强大，用三个数据足以说明：

1. 带宽之最：6 – 110 GHz。这是首次有硅基移相器将工作带宽推到100GHz以上。意味着它一颗芯片就能替代过去需要多颗芯片才能覆盖的频段，从即将商用的5G毫米波，到未来的6G太赫兹通信，乃至军事雷达、成像安检，它都能一手包办。

2. 精度之王：全波段相位误差 < 3°。在如此宽的频率范围内，其波束控制精度极高，确保信号指哪打哪，绝不拖泥带水。

3. 面积之优：首创“有源耦合”技术。成功甩掉了传统无源器件的大包袱，让芯片核心单元更紧凑，为打造大规模、低成本相控阵系统扫清了障碍。

二、 核心突破：用“自补偿魔法”实现误差自消除

传统矢量调制移相器可以看作一个“I/Q画家”，通过控制两路正交信号（I和Q）的幅度，来合成任意角度的相位。但在超宽带工作时，这个“画家”的调色盘（I/Q信号本身）会随频率变色，导致画出的相位（输出信号）严重失真。

    东南大学的“神来之笔”在于：他们不再追求制造一个“完美的画家”，而是让一群“不完美的画家”协同工作，最终画出一幅完美的作品。

从“单兵作战”到“集团军作战”

• 传统方案是一个矢量调制单元。

• 东南大学创新地采用了N个矢量调制单元级联的方式。

精妙的“误差抵消”算法

• 团队没有试图直接生成目标相位θ，而是将总相位目标θ平均分解给N个单元（每个承担 θ/N）。{这点和这篇文章“A Compact D-Band Phase Shifter With 0.1-Degree Phase Resolution and Ultra-Low Phase Error in 65-nm CMOS”有异曲同工之妙}

• 关键一步：为每个单元预设一组对称且均匀分布的初始相位偏移（例如，当N=4时，偏移为-67.5°, -22.5°, +22.5°, +67.5°）。

• 这样配置后，通过严谨的数学推导（如韦达定理）可以证明，单个单元在宽频带上产生的幅度和相位误差，在最终级联输出时会被其他单元的误差相互抵消 

• 理论证明，最终的总误差项Δerr会随着级联单元数量N的增加而指数级衰减。

  

• 这意味着，无需制造理想的元器件，通过这种“自补偿”架构，芯片就能在超宽频带内智能地逼近理想性能。

三、 辅助创新：为芯片“强身瘦身”

除了核心架构的革命，团队还有两项关键优化：

• “过耦合”技术：通过优化耦合器的设计，进一步压榨带宽潜力，为实现100GHz以上的超宽带性能提供了最后一块拼图。

• “有源耦合”技术：用紧凑的有源电路替代传统笨重的无源耦合器，显著缩小了芯片面积，让这款高性能芯片拥有了大规模集成的潜力。

四、 性能数据：碾压级的“学霸”成绩单

基于130nm SiGe BiCMOS工艺的原型芯片，实测数据证明了其架构的优越性：

• 工作带宽：6 – 110 GHz（全球首款超100GHz的硅基移相器）

• 相位误差：全频带最大均方根误差 < 3° （精度极高）

• 幅度误差：全频带最大均方根误差 < 0.5 dB （信号保真度极好）

五、 未来影响：开启“一片通天”的通用射频时代

这项突破的意义，在于它从架构层面提供了一把破解固有难题的钥匙。

• 对军事与探测：搭载此芯片的相控阵雷达或侦测系统，将具备“全频谱透视”能力，目标在超宽频带内的隐身与伪装将变得极为困难。

• 对未来通信：它为6G“一片通用”的射频前端铺平了道路，未来基站和终端设备有望用一颗芯片覆盖所有频段，变得更小、更便宜、更强大。

    核心技术的发展，永远是国家安全与产业竞争力的基石。为这样的硬核突破，点赞！也欢迎大家欢迎点赞收藏转发！

参考文献：

Tang D , Meng Q , Zhou P ,et al.Ultra-Broadband Self-Compensated Vector-Modulation Phase Shifter With Over 100-GHz Bandwidth. IEEE Journal of Solid-State Circuits, PP[2025-11-04]. DOI:10.1109/JSSC.2025.3610844. 

【结语】    

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