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A 2 × 2 240–270-GHz Transmitter Array With 33 dBm of EIRP in a 0.13-μm SiGe Technology

Balaban, Kaan ORCID iD icon 1; Vohringer, Max 2; Mock, Matthias ORCID iD icon 1; Kretschmann, Marius ORCID iD icon 1; Zwick, Thomas 1; Jelonnek, John 2; Ulusoy, Ahmet Cagri 1
1 Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik (IHM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

This work presents a 240–270-GHz transmitter array implemented in a 0.13- μ m SiGe BiCMOS process. The transmitter array comprises two J-band ×6 frequency multipliers, four J-band four-way combined power amplifiers (PAs), and an on-chip 2×2 antenna array. The system is driven by an external continuous-wave (CW) signal generator, and each four-way combined PA delivers a peak output power of 16.7 dBm at 250 GHz with a 3-dB bandwidth of 50 GHz. The integrated antenna array consists of four differential dipoles with a reflector layer beneath the silicon substrate to enhance radiation efficiency. The fabricated transmitter array achieves an equivalent isotropically radiated power (EIRP) of 33 dBm and estimated total radiated power ( Ptot,rad ) of 21 dBm at 264 GHz with a 3-dB bandwidth of 30 GHz while consuming 4 W of DC power and occupying a silicon area of 13 mm2. Compared to prior works at similar frequencies, the proposed transmitter array achieves a 9-dB higher EIRP than previously reported silicon-based transmitters without the use of external lens-based gain enhancement.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000195929
Veröffentlicht am 04.08.2026
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE)
Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik (IHM)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0018-9480, 1557-9670
KITopen-ID: 1000195929
HGF-Programm 31.13.02 (POF IV, LK 01) Plasma Heating & Current Drive Systems
Erschienen in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques
Verlag Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Seiten 1–10
Projektinformation SFB 1527 HyPERiON (DFG, DFG KOORD, SFB 1527/2 2026)
Bemerkung zur Veröffentlichung All Open Access; Hybrid Gold Open Access
Externe Relationen Siehe auch
Schlagwörter Integrated circuits (ICs), J-band, millimeter-wave (mm-wave), SiGe BiCMOS, transmitter array
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