A 21–48 GHz Subharmonic Injection-Locked Fractional-N Frequency Synthesizer...

A  21–48  GHz  Subharmonic  Injection-Locked  Fractional-N  Frequency  Synthesizer  for  Multiband  Point-to-Point  Backhaul  Communications

作者：Alvin  Li,  Shiyuan  Zheng,  Jun  Yin,  Xun  Luo,  Howard  C.  Luong

摘要：This  paper  presents  a  mm-wave  subharmonic  injection-locked  (SHIL)  fractional-N  frequency  synthesizer  for  wireless  multiband  point-to-point  backhaul  communications.  The  SHIL  synthesizer  implements  a  low-phase-noise  4.5–6.1  GHz  PLL  and  injects  its  output  to  a  ÷  3/÷  4  dual-modulus  divider  followed  by  an  ultra-wideband  injection-locked  frequency-multiplier  (ILFM)  chain  to  achieve  excellent  phase  noise  over  an  ultra-wide  frequency  tuning  range.  The  proposed  ILFM  chain  employs  higher-order  LC  tanks  to  generate  a  rippled  phase  response  around  0  over  a  wide  frequency  range  to  significantly  enhance  the  locking  range  and  to  eliminate  expensive  mm-wave  frequency  calibration  loops.  Fabricated  in  a  65  nm  CMOS  process,  the  synthesizer  prototype  measures  a  continuous  output  frequency  range  from  20.6  to  48.2  GHz  with  frequency  resolution  of  220  kHz  and  output  phase  noise  between  -  107.0  and  -  113.9  dBc/Hz  at  1  MHz  offset  while  consuming  148  mW  and  occupying  1850×1130  μm²