2025-12-09

电子学院前沿论坛第九十五期成功举办

2025年12月5日,北京大学电子学院前沿论坛第95期讲座在理科二号楼2129报告厅成功举办。本次讲座邀请了电子科技大学康凯教授开展主题为《硅基毫米波相控阵芯片:架构创新与AI辅助电路设计》的精彩报告。本次报告由电子学院夏明耀教授主持。

康凯教授从毫米波芯片发展现状、B5G/6G及卫星通信等无线技术快速演进的研究背景出发,系统梳理了相控阵系统面临的“更大带宽、更高频率、严重带内干扰”三大挑战,分享了团队在“空间干扰抑制相控阵接收机”,“26/39 GHz可重构前端”以及“AI辅助射频电路设计”三方面取得的最新突破。

报告第一部分聚焦于“空间干扰抑制相控阵接收机”。康凯教授提出“波束零点调谐”的全新架构——在传统N通道射频链路旁并行嵌入M条干扰消除电路,通过幅度与相位反相合成,在干扰来向形成深度大于37 dB的辐射零点,且可同时对2个及以上干扰源实现宽角度抑制。同时展示了团队自主加工的多通道相控阵接收机,在强干扰环境下将接收信号EVM提升了3.3–6.9 dB,为复杂电磁环境下的高可靠通信提供了高效、低功耗解决方案。

第二部分介绍了“26/39 GHz可重构相控阵前端”。针对5G 的多频段需求,康凯教授团队创新性地提出了模式可重构的上/下变频器架构:发射机通过“混频+带阻滤波+放大”与“两级混频”双模式切换,接收机利用“差模/共模”提取网络,以实现同一芯片覆盖24–30 GHz与36–40 GHz频段。芯片内置基于包络检测的片上自校准模块,可将通道间RMS幅度误差改善0.1-0.2dB、相位误差减小2–6°。相较于其他超宽带或多频段5G毫米波收发机芯片,康凯教授课题组所设计的双频收发机所需的本振和中频带宽相对较低,且干扰和镜像抑制水平优良。

第三部分分享了“从Fab-less到Human-less”的AI辅助射频芯片设计探索。康凯教授提出“物理骨架约束+代理模型+强化学习”三层级自动化流程,将拓扑自由度与数据效率结合,成功实现GaAs低噪声放大器智能化仿真设计,关键指标(S参数与噪声系数)仿真-测量归一化误差均极小,且较传统贝叶斯优化方法性能提升约43个单位。该成果为“设计无人区”提供了可解释、可迁移的新范式。

在互动环节,现场师生就“高密度集成相控阵天线间的电磁干扰问题”,“GsAs低噪声放大器智能化版图设计中的强化学习机制”以及“AI辅助设计中物理知识的内嵌形式”等问题踊跃提问,康凯教授逐一作出深入解答。

报告尾声,夏明耀教授代表北京大学电子学院向康凯教授颁发“前沿论坛纪念牌”,并合影留念。


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