ISSCC: חיישן 235GHz מודד מרחק בצורה מדויקת

ISSCC24 paper24.4 קרדיט ISSCC UofMichigan KACST STMicro

אנטנות ה-235GHz שלו ורכיבי הליבה הפעילים משולבים ב-IC יחיד, ולרוחב שולחן העבודה הוא מודד את הטווח ליעד בדיוק של תת מ"מ, גם אם האובייקט נע במהירות של 600 מטר/שניה - פי שניים ממהירות הקול.

רכיבי הליבה הללו מיישמים מתנד 'נועל הזרקה עצמית', המנצל את ההשפעה הבלתי רצויה לפעמים של 'משיכת' המתנד כאשר שינוי העומס על מתנד משנה את התדר שלו.

המתנד במקרה זה הוא קולפיטס שני-הרמוני דיפרנציאלי ('3' בתרשים) והוא מחובר לאנטנת חריץ ('1' בתרשים).

הכוח שלו מועבר, משתקף מהאובייקט וחוזר לאותה אנטנה כדי לחזור אל המתנד.

על פני טווח מסוים של אמפליטודות משתקפות, השתקפות זו מושכת את התדר של המתנד, ומניעה אותו בין 234.9 ל-235.1GHz בהתאם לשלב ההחזרה.

התדר משתנה בהתמדה עם הפאזה עד שפעם אחת בכל סיבוב שלם סביב מעגל הפאזה, התדר פתאום נצמד לאחור: מ-235.1 ל-234.9GHz או להיפך, תלוי באיזה כיוון נסעה המטרה.

הצמדות אלו מתרחשות כל 638 מיקרומטר (λ/2) של תזוזה של המטרה - ועיבוד אותות פשוט למדי מייצר פולס מתח מהצמד הזה, שהקוטביות שלו תלויה בכיוון תנועת המטרה.

פשוט להוסיף או להחסיר ממונה בהתאם לקוטביות הדופק עוקב אחר מרחק היעד.

מבחינה פיזית, השבב מחובר לצד השטוח של עדשת סיליקון היפר-המיספרית כאופטיקת המיקוד העיקרית, ואז עדשת PTFE משנית מייצרת את אלומת הקרינה המקבילה הדרושה לרדאר. השביל חזרה הוא נסיעה לאחור דרך אותה אופטיקה.

האנטנה השנייה על הקובייה ('2', דיפול מקופל) היא אנטנת הקליטה של ​​מכ"ם FMCW שנבנה על אותו שבב.

המשדר שלו משתמש באותה חומרה ואנטנה כמו מכ"ם המתנד הנעילה בהזרקה עצמית, שהוגדר מחדש כדי להפיק ציוץ תדר - רוחב הפס שלו הוא 230 עד 246GHz.

ל-IC יש שטח של 0.42 מ"מ2 וצורך 186mW. הוא יוצר על ידי STMicroelectronics ב-55nm BiCMOS - והאוניברסיטה עבדה גם עם המלך עבדולעזיז סיטי למדע ו טכנולוגיה (KACST) על הפרויקט הזה.

נייר ISSCC 2024 24.4: סרגל תת-THz: ביסטיות ספקטרלית במתנד נעול הזרקה עצמית של 235GHz לטווח זריז וחד משמעי

קרדיט תמונה: ISSCC 2024, אוניברסיטת מישיגן, עיר המלך עבדולעזיז למדע וטכנולוגיה (KACST), STMicroelectronics. האובייקטים האחרים על הקובייה הם: מערבל תת-הרמוני (4) ומגבר IF בעל רעש נמוך (5).