Since the 60 GHz frequency band provides a wide bandwidth, it is suitable for a communication system with a high data-rate or a radar with a high distance resolution. However, since this band exhibits high attenuation characteristics in the atmosphere, it is necessary to introduce a beamforming technique to improve the signal-to-noise ratio. The phase shifter is an essential part of the beamforming IC, and in this study, a 60 GHz radar and various phase shifters for communication were proposed. A variable gain phase shifter with an arbitrary gain/phase resolution was proposed by applying a correction technique based on a look-up table. In addition, a phase shifter has been proposed that eliminates performance degradation due to changes in input/output impedance using a digital-RF cell structure. A 1-channel receiver beamforming IC including an LNA and a phase shifter was implemented, and based on this, a 4-channel receiver beamforming IC was implemented. A test module to verify the implemented 4-channel IC was fabricated and the performance of the 4-channel IC was verified.
60 GHz 주파수 대역은 넓은 대역폭을 제공하기 때문에 높은 data-rate을 갖는 통신 시스템 또는 높은 거리 분해능을 갖는 레이다에 적합하다. 그러나 이 대역은 높은 대기 중 감쇄 특성을 보이기 때문에 신호 대 잡음비를 개선하기 위해서 빔포밍 기술을 도입해야 한다. 위상 변위기는 빔포밍 IC에서 핵심적인 부분이며 본 연구에서는 60 GHz 레이다 및 통신을 위한 다양한 위상 변위기를 제안하였다. Look-up table을 기반으로 한N 보정 기법을 적용하여 임의의 이득/위상 해상도를 갖는 가변 이득 위상변위기를 제안하였다. 그리고 digital-RF cell 구조를 이용하여 입출력 임피던스 변화에 따른 성능 열화를 없애는 위상변위기가 제안되었다. LNA와 위상변위기를 포함하는 1채널 수신단 빔포밍 IC를 구현하였으며 이를 바탕으로 4채널 수신단 빔포밍 IC를 구현하였다. 구현된 4채널 IC를 검증하기 위한 테스트 모듈을 제작하였고 4채널 IC의 성능을 검증하였다.
