毫米波频综实验工作已经取得了很大进展 ,但是仍然存在许多有待深入研究和解决的问题 。 ①目前已有的毫米波频综工作频率并不高 , 主要受到一些模拟器件和数字器件工作频率的影响 , 如模拟和数字分频器 ,半导体材料和工艺是其中的关键因素 。提高数字电路的工作频率 ,就必须克服影响数字电路工作频率的短沟道效应 ,这需要在半导体材料和加工技术方面有所突破 。理想的半导体材料应具有更高的电子饱和速度 , 可应用于大功率 、高速 、高温条件 ,并能与目前使用的技术兼容 ; ②使用介质谐振器可以有效增加 MM IC电路的 Q 值 。但是与晶振一样 ,目前的工艺无法直接将其集成到芯片上 ,这使电路尺寸较大 。需要发展将晶振 /介质振荡器做到一个芯片上的半导体加工技术 , 来实现高 Q值 、小尺寸的电路 。另一方面 ,射频微机电系统 (RFM EM S)技术已经可以在半导体衬底上制造电感 、可调电容等无源器件 , 具有射频损耗小 、直流功耗低 、非线性度小 、参数可调范围宽 、Q 值高等优点 , 极大提高了电路的整体性能和集成度 。随着 RF MEM S技术的发展 ,集成高 Q 值的振荡器将大大提高毫米波频综抑制相位噪声的能力 ; ③目前的毫米波频综电路集成度还有待进一步提高 。使用三维 MM IC技术 (3D MM IC ), 在三维空间对电路进行组装 , 可以提高信号的传输速度 ,减少电路的干扰 ,大大减小电路尺寸 。因此 , 3D MM IC技术的进步也成为推动毫米波频综发展的关键技术之一 ; ④使用更高稳定度的参考信号源 。毫米波频综通常使用晶振作为参考信号 ,但是 ,随着温度的变化 , 晶振频率也会发生漂移 , 这将恶化频综的频率稳定性和相位噪声性能 。如果使用 GPS精确的时钟信号作为参考频率 , 将会大大提高频综的频率稳定度和相位噪声性能 。因此 , 研究性能优异的 GPS接收电路来提取 GPS时钟信号 ,也是毫米波频综发展的一个方向 ; ⑤ 随着电路集成度的提高 , 急需新的测试技术来避免不合格产品 ,减少生产成本 。具备射频 、模拟 、数字 、嵌入式存储和扫描能力 、能与片上探针台接口的自动测试设备成为测试技术发展的目标 ; ⑥在毫米波频综里使用 DDS将会极大地提高毫米波频综的频率分辨率和转换速度 。有两种使用 DDS的方式 , 一种是将DDS作为 PLL的参考频率源, 可以很好地解决频率分辨率与频率捷变之间的矛盾 , 通过设置 DDS 频率字和两个可变分频器的分频比 , 还可以降低相位噪声 ; 另一种方案是直接使用 DDS, 通过倍频来获得毫米波信号 ,重点研究提高 DDS 频率和降低输出相位噪声的方法 。 ⑦除了以上方面 , 对有源器件精确建模也是一个重要的研究内容 。现有模型并不完善 ,特别在高频率 、大信号条件下 , 有源器件表现出强烈的非线性 ,性能仿真还不能完整准确预测电路的表现 。特别是振荡器设计时 ,无法得到输出信号的全部信息 ,使频综系统设计可靠性不高 ,增大了设计成本和风险 。发展和开发高精度 、高可靠性仿真方法和功能软件对毫米波频综的设计具有至关重要的作用 。