Integrated Circuits and 3D-Packaging for Low-Power 24 GHz Front End

Abstract

Design and experimental results for a low-power monolithic 24 GHz front end are described. As basic circuits, VCO and mixer are presented. The circuits are realized on GaAs using heterobipolar transistors. The VCO reaches 19% efficiency at 4.3 dBm output power and 14.5 mW DC power consumption. The circuits are to be integrated together with a special slot antenna using flip-chip technology. Simulatbn data on this novel antenna approach demonstrate acceptable gain characteristics around 3 dB, despite of its small size. Übersicht Der Beitrag beschreibt Simulationen und experimentelle Resultate zu einem monolithischen Frontend bei 24 GHz mit minimiertem Energieverbrauch. Als Grundschaltungen werden Ergebnisse zu VCO und Mischer vorgestellt, die auf GaAs mit Heterobipolartransistoren realisiert werden. Der VCO erreicht einen Wirkungsgrad von 19% bei 4.3 dBm Ausgangsleistung und 14.5 mW Leistungsverbrauch. Die Schaltungen sollen zusammen mit einer neuartigen Schlitzantenne integriert werden, die mit Hilfe der Flip-Chip-Technologie realisiert wird. Die Simulationsergebnisse zeigen trotz der Miniaturisierung einen akzeptablen Gewinn um 3 dB. Für die Dokumentation Millimeterwellenfrontend / VCO / Mischer / Schlitzantenne / Integration Brought to you by | Stockholms Universitet Authenticated Download Date | 7/7/15 10:03 AM

System Architecture for Low Power 24 GHz Front-End

“…5. A 24 GHz MMIC oscillator is used providing the pumping power for the mixers [7]. No external filtering and only one mixer stage is needed.…”