Microwave Circuit Design: CAD & Lab

Ziel des Fachpraktikums ist die Vertiefung von theoretischem Wissen aus den Bereichen der Hochfrequenzschaltungstechnik und des analogen Schaltungsentwurfs. Dazu wird der Designzyklus analoger Mikrowellen-Frontends für drahtlose Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssysteme durchlaufen. Die Studierenden nutzen eine hochmoderne CAD-Umgebung zum Entwurf und zur Simulation analoger Mikrowellen-Frontends. Im Labor erfolgt die messtechnische Charakterisierung einzelner Schaltungskomponenten sowie der Aufbau und die Vermessung eines drahtlosen Punkt-zu-Punkt Datenlinks.
Studierende mit ausgezeichneten Leistungen erhalten nach Abschluss des Kurses das Keysight IndustryReadyCertificate.

Entwurf und Layout von Schaltungskomponenten

• Funktionsbklöcke des Frontends:
  Power Amplifier, Low-Noise Amplifier, Mischer, Frequenzmultiplizierer
• Charakteristische Kenngrößen:
  S-Parameter, CG, IP3, CP1dB, Stabilität, DC-Power, (...)
• Process Design Kit: Transistor- und Diodenmodelle, Layerstack
• CAD-Simulationsumgebung: Keysight ADS und Momentum
• Simulationsarten:
  DC, AC, Harmonic Balance, Envelope, Transient, EM-Simulation
• Physikalisches MMIC-Layout: DRC, ERC, LVS

Charakterisierung im Labor

• Nutzung von modernen Labormessgräten:
  Oszilloskop, VNA, Spectrum Analyzer, AWG, (...)
• Untersuchung charakteristischer Kenngrößen:
  S-Parameter, Intermodulation, Up- und Down-Konvertierung, (...)

Einführung

• Systembetrachtung
• CAD-Umgebung Advanced DesignSystem (ADS),

Phase I - Schaltungsentwurf / CAD

• Einteilung der Studierenden in Gruppen
• Jede Gruppe entwirft einen der benötigten Schaltungsblöcke
  (PA, LNA, Mixer, Frequenzmultiplizierer)
• Zusammenführung der einzelnen Designs zur Gesamtsimulation des Links zum Ende von Phase I

Phase II - Layout und Aufbau

Phase III - Labor

• Messtechnische Charakterisierung einzelner Schaltungskomponenten
• Aufbau einer drahtlosen Punkt-zu-Punkt-Verbindung
• Experimente zur Datenübertragung

• VL Microwave Engineering (dringend empfohlen)
• Grundkenntnisse des analogen Schaltungsentwurfs

max. 8 Teilnehmer/-innen

Die Anmeldung zum Fachpraktikum erfolgt über C@MPUS.

Registrierungszeitraum:
01.09.2023 0:00 Uhr - 05.10.2023 23:59 Uhr

4 SWS im Wintersemester / 6 ECTS