《WBAN RF能量收集與ULP收發電路匹配性能提升技術研究》是依託西安電子科技大學，由李迪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：WBAN RF能量收集與ULP收發電路匹配性能提升技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李迪
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
該項目針對當前研究熱點WBAN發展的需要和超低功耗積體電路系統晶片面臨的主要問題，系統開展高性能射頻能量整流器和ULP-RF收發電路匹配性能提升技術研究，解決WBAN終端節點能量受限和收發數據失真的若干關鍵基礎性科學問題。基於有源CMOS器件，採用閾值消除新結構，在射頻能量整流器超低壓/超低功耗、高集成度和自適應研究方面取得突破，建立90nm CMOS工藝下的新型整流器電路模型，並分析其能量轉換效率；探索WBAN節點ULP-RF收發電路器件陣列失配機理，建立超深亞微米工藝下的失配噪聲高層次模型，基於頻譜整形思想，提出新型高階數字失配噪聲抑制(MNS)設計方案，並驗證其正確性與可行性。課題圍繞WBAN節點高能量效率和ULP收發電路失配噪聲抑制問題，自主研發，爭取在理論和實踐的源頭創新上有所突破，提高我國在微型能量收集和高性能積體電路設計領域的創新能力。在國內外高水平學術期刊發表論文4-6篇。
項目在WBAN系統套用的的新型超低壓、高集成度、自適應射頻能量收集器和新型高階超低功耗數字 MNS 技術方面取得了重要進展，具體包括： 提出了改進型超低壓/超低功耗、高集成度 RF 能量收集整流器電路設計方案，並建立其高層次系統模型；結合超深亞微米工藝，尋求超低壓供電下電路尺寸和功率轉換效率(PCE)的最佳關係，獲得了超低功耗射頻整流器電路設計方法；考慮噪聲、紋波等非理想因素對 CMOS 有源整流器性能的影響，提出了遇到異常低或高、可變的以及不可預測的射頻能量時，射頻能量收集器的自適應網路電路模型；建立了 WBAN 節點 ULP-RF 收發器關鍵模組電路模型，獲得了電流可控VCO、功率可程式 PA、模數轉換器 ADC 以及可變增益放大器 VGA 等模組的超低功耗電路結構和設計方法；分析了較小特徵尺寸和超低壓供電情況下，MOS 管、電容、電阻等器件失配機理及其對電路關鍵參數和系統線性度的影響；基於頻譜整形思想，提出了新型高階數字 MNS 技術，並結合 RF 收發通道具體電路模型，獲得了適用於各關鍵電路模組的 MNS 設計方法。通過對以上相關關鍵技術的研究，項目開展為健康監護 WBAN 射頻能量獲取和 ULP-RF通信晶片性能提升奠定堅實的理論和技術基礎，提高我國在微型能量收集和高性能超低功耗積體電路設計領域的創新能力。同時，為其它要求高能量效率、高信號質量的物聯網、導航等系統的設計提供參考和技術指導。
