Con la amplia aplicaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda de ondas milim\u00e9tricas en campos como el radar anticolisi\u00f3n, la electr\u00f3nica automotriz y el transporte ferroviario, la banda W (75-110 GHz) se ha consolidado como la banda de frecuencia ideal para sistemas de radar de corto alcance debido a su elevado ancho de banda, alta resoluci\u00f3n y facilidad de integraci\u00f3n. Como componente central del transceptor, el rendimiento del chip de radiofrecuencia (RF) determina directamente la capacidad de detecci\u00f3n y la fiabilidad de todo el sistema de radar. Este art\u00edculo se centra en el dise\u00f1o del sistema de transmisi\u00f3n\/recepci\u00f3n (T\/R) basado en chips de RF SoC de banda W, ofreciendo un an\u00e1lisis exhaustivo que abarca desde la selecci\u00f3n del chip y el dise\u00f1o de la arquitectura del sistema hasta la simulaci\u00f3n e implementaci\u00f3n de las principales estructuras de interconexi\u00f3n de RF.<\/p>\n\n\n\n
En los \u00faltimos a\u00f1os, tanto el mercado nacional como el internacional han experimentado un progreso significativo en el desarrollo de chips de radiofrecuencia (RF) de banda W multicanal y de alta integraci\u00f3n. Por ejemplo, Gatlian Microelectronics lanz\u00f3 un chip de RF CMOS de 77 GHz que integra dos transmisores y cuatro receptores con alta densidad de integraci\u00f3n, lo que impulsa considerablemente la miniaturizaci\u00f3n y la reducci\u00f3n de costes de los sistemas de radar para veh\u00edculos. Estos chips de RF integran m\u00f3dulos clave como amplificadores de bajo ruido, amplificadores de potencia, mezcladores, bucles de enganche de fase (PLL) y desplazadores de fase, ofreciendo alta ganancia, bajo ruido y capacidades de conmutaci\u00f3n r\u00e1pida, lo que sienta una base s\u00f3lida para el empaquetado a nivel de sistema de componentes de transmisi\u00f3n\/recepci\u00f3n (T\/R).<\/p>\n\n\n\n
En comparaci\u00f3n con los sistemas tradicionales construidos con componentes discretos, el uso de chips RF SOC no solo reduce significativamente el tama\u00f1o del sistema, sino que tambi\u00e9n disminuye la complejidad del sistema y el consumo de energ\u00eda, mejorando la confiabilidad general y la eficiencia de producci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El componente T\/R dise\u00f1ado en este art\u00edculo adopta una arquitectura \u201c2T4R\u201d y opera en el rango de frecuencia de 75 a 80 GHz, con capacidades de modulaci\u00f3n FMCW. El sistema utiliza un chip RF SOC altamente integrado como n\u00facleo, con componentes perif\u00e9ricos que incluyen PCB multicapa, interfaces de gu\u00eda de onda, gesti\u00f3n de energ\u00eda y circuitos de control para lograr la funcionalidad completa del transceptor.<\/p>\n\n\n\n
En la cadena de recepci\u00f3n, las se\u00f1ales d\u00e9biles captadas por la antena se introducen a trav\u00e9s de una estructura de sonda de microcinta y gu\u00eda de onda, se amplifican mediante un amplificador de bajo ruido, se mezclan con la se\u00f1al del oscilador local y se convierten a banda base. Tras el filtrado y el control de ganancia, la se\u00f1al se emite. La cadena de transmisi\u00f3n invierte este proceso, convirtiendo la se\u00f1al de banda base a una frecuencia m\u00e1s alta y amplific\u00e1ndola antes de su radiaci\u00f3n a trav\u00e9s de la antena. Los par\u00e1metros clave, como la figura de ruido, la ganancia y la linealidad de toda la cadena, se verifican y optimizan mediante simulaciones del sistema.<\/p>\n\n\n\n
Para lograr una transmisi\u00f3n eficiente de se\u00f1ales de alta frecuencia dentro de PCB multicapa, este art\u00edculo se centra en el dise\u00f1o de tres tipos de estructuras de interconexi\u00f3n de RF:<\/p>\n\n\n\n
Transici\u00f3n de sonda de microcinta a gu\u00eda de ondas<\/strong>Para abordar el problema de la p\u00e9rdida de alta frecuencia en la banda W, se propuso una sonda de acoplamiento electromagn\u00e9tico con forma de aguja fina, con una superficie de cortocircuito integrada en la PCB. Los resultados de la simulaci\u00f3n muestran que la p\u00e9rdida de inserci\u00f3n en el rango de 72,3 a 82,5 GHz es inferior a 0,2 dB, con una excelente p\u00e9rdida de retorno superior a -20 dB, lo que demuestra buenas caracter\u00edsticas de banda ancha y una buena tolerancia de fabricaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Estructura de transici\u00f3n vertical<\/strong>Se adopt\u00f3 un esquema de interconexi\u00f3n vertical \u00abGCPW-coaxial-GCPW\u00bb para suprimir eficazmente la fuga electromagn\u00e9tica y la distorsi\u00f3n modal a altas frecuencias. Esta estructura mantiene una p\u00e9rdida de retorno inferior a -16 dB en toda la banda de paso por debajo de 100 GHz, con una p\u00e9rdida de inserci\u00f3n de tan solo 0,42 dB a 40 GHz, lo que la hace id\u00f3nea para la integraci\u00f3n en sistemas de alta densidad.<\/p>\n\n\n\n Estructura de transici\u00f3n de BGA a microbanda<\/strong>Para el encapsulado BGA de chips de RF, se dise\u00f1\u00f3 una estructura de l\u00ednea GCPW a microcinta con circuitos de adaptaci\u00f3n, contrarrestando con \u00e9xito la capacitancia par\u00e1sita introducida por las esferas de soldadura. En el rango de 72 a 106 GHz, la p\u00e9rdida de retorno es inferior a -15 dB, con un rango de frecuencia objetivo inferior a -20 dB y una p\u00e9rdida de inserci\u00f3n de 0,4 dB.<\/p>\n\n\n\n Se realizaron simulaciones a nivel de sistema de todo el enlace transceptor utilizando el software ADS. El canal receptor, en la banda de 75-80 GHz, present\u00f3 una figura de ruido de 11,324 dB y una ganancia de 57,602 dB, lo que garantiza se\u00f1ales de salida de banda base puras. El canal de transmisi\u00f3n alcanz\u00f3 una ganancia de 24,602 dB, con una potencia de salida superior a 5 dBm, cumpliendo as\u00ed con los requisitos del sistema. Los resultados de la simulaci\u00f3n confirman la viabilidad y la superioridad del chip de RF dise\u00f1ado y sus estructuras de interconexi\u00f3n en sistemas de alta frecuencia.<\/p>\n\n\n\n Este art\u00edculo presenta el dise\u00f1o y la simulaci\u00f3n de un sistema de componentes T\/R miniaturizado de alto rendimiento, basado en chips RF SoC de banda W. Mediante la optimizaci\u00f3n de estructuras clave como la sonda de gu\u00eda de onda, las transiciones verticales y las interconexiones BGA, el sistema logra bajas p\u00e9rdidas, un amplio ancho de banda y una alta integraci\u00f3n. En el futuro, con la mayor madurez de los procesos de fabricaci\u00f3n de chips RF y la continua innovaci\u00f3n en tecnolog\u00edas de empaquetado, los componentes T\/R de banda W desempe\u00f1ar\u00e1n un papel a\u00fan m\u00e1s importante en campos como la conducci\u00f3n aut\u00f3noma, el transporte inteligente y la navegaci\u00f3n de drones.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" With the widespread application of millimeter-wave technology in fields such as collision avoidance radar, automotive electronics, and rail transportation, the W-band (75\u2013110 GHz) has gradually become the ideal frequency band for short-range radar systems due to its high bandwidth, high resolution, and ease of integration. As the core of the transceiver component, the performance of […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1402,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[30,31],"tags":[35],"class_list":["post-1440","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-insights","category-blog","tag-jason-chen"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1440","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1440"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1440\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1441,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1440\/revisions\/1441"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1402"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1440"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1440"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1440"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}4. <\/strong>Simulaci\u00f3n de sistemas y verificaci\u00f3n del rendimiento<\/strong><\/strong><\/h5>\n\n\n\n
5. <\/strong>Resumen y perspectivas<\/strong><\/strong><\/h5>\n\n\n\n