Miniaturized Millimeter-Wave RF Interface Module

Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme

Entwurfsmethoden für das Testen von RF-Komponenten der nächsten Generation und darüber hinaus.

 

Dieses Projekt befasst sich mit dem Forschungsbereich "Advanced design methodologies for testing next generation and beyond RF devices", indem eine miniaturisierte und multifunktionale Frequenzerweiterung in den hohen Millimeterwellenbereich für RF-Tests entwickelt wird.
Ein Ziel dieses Projekts ist es, den Frequenzbereich von 20 bis 86  GHz abzudecken, um Tests für Anwendungen wie 24 GHz ISM, d. h. vom K-Band bis zum E-Band, zu ermöglichen, einschließlich wichtiger Frequenzbereiche wie 77-79 GHz für Fahrzeugradar oder 81-86 GHz für feste drahtlose Punkt-zu-Punkt-Verbindungen unter Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Halbleitertechnologien (siehe Abbildung 1).

Dabei wird das Transceivermodul für die Kopplung mit einer 20-GHz-HF-Basiskarte von Advantest ausgelegt.
Das Projekt deckt die anspruchsvollsten Komponenten einer gesamten Transceiver-Kette ab, einschließlich HF-Aufwärtswandlung, HF-Multipolumschaltung, adaptive HF-Leistungsverstärkung, HF-Filterung und LO-Multiplikation über den gesamten Frequenzbereich (siehe Abbildung 2).

Um die anspruchsvollen Anforderungen eines großen Frequenzbereichs, hoher Linearität und hoher Ausgangsleistung zu erfüllen und gleichzeitig ein hohes Maß an Systemintegration zu erreichen, wird es möglicherweise nötig sein, verschiedene Teile des Systems in unterschiedlichen Halbleitertechnologien zu implementieren und miteinander zu kombinieren, wie z. B. RF-CMOS, GaN, InP oder GaAs.
Daher ist dieses Projekt in zwei Hauptphasen unterteilt. In der ersten Projektphase wird eine eingehende Untersuchung aller kommerziell verfügbaren Technologien durchgeführt. Danach wird eine Aufstellung erstellt, die eine detaillierte Simulation der einzelnen Teilblöcke ermöglicht. Es werden zwei Ansätze in Betracht gezogen: eine hybride Version, bei der für jedes Element des Entwurfs die am besten geeignete Halbleitertechnologie ausgewählt wird, und eine kompakte System-on-Chip (SoC)-Version, die auf einem hochmodernen CMOS-Prozess (z. B. 22nm FD-SOI) basiert.
Nach dieser ersten Phase wird zusammen mit Advantest eine Entscheidung über die Zieltechnologie getroffen, um die zweite Phase des Projekts einzuleiten.
Zu Beginn dieser Phase werden der Schaltungsentwurf und das Layout mit einer vollständigen 3D-Simulation des gesamten Systems durchgeführt. Um das Design zu optimieren, sind drei Iterationen geplant.
Das Projekt endet mit dem umfangreichen Testen und Messen des entwickelten Systems.

Dieses Bild zeigt Athanasios Gatzastras

Athanasios Gatzastras

M.Sc.

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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