HMIC miniaturization techniques and application on an FMCW range sensor transceiver
HMIC minyatürizasyon teknikleri ve FMCW mesafe algılayıcı almaç göndermeç biriminde uygulaması
- Tez No: 268486
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Bu tez, hibrit mikrodalga tümleşik devreleri (HMTD), HMTD'lere uygulanan minyatürleştirme teknikleri ve bunların FMCW mesafe algılayıcı alıcı-vericisine uygulanması çalışmalarını içermektedir. Çalışma kapsamında, hibirt ve monolitik mikrodalga tümleşik devreler (HMTD ve MMTD) tanıtıldı, bu iki tipin avantaj ve dezavantajları ele alındı. Özellikle minyatür hacim gerektiren askeri ve sivil uygulamalarda HMTD' lerin büyük boyutları en temel dezavantajıdır. Bu tez temel olarak bu problemi çözmek için yapılan HMTD minyatürleştirme çalışmalarını ele almıştır. Bu kapsamda, 3 dB hibrit bağlaç ve saplama gibi bazı elemanlarda minyatürleştirme teknikleri incelendi ve analiz edildi. Minyatür devrelerin benzetim ve ölçüm sonuçları, orijinal devrelerinki ile uygunluk göstermektedir. Aynı zamanda %80'e varan boyut küçülmesi başarıldı. Bundan başka düzemsel parmaklı sığaç (PS), sarmal indüktör (SI) ve bunların eşdeğer devre modelleri tanıtıldı. Tasarım tekniği örnekleyici elektromanyetik benzetimlerle anlatıldı. Ayrıca, FMCW radar temel çalışma prensipleri, kısa geçmişi ve kullanım alanlarıyla birlikte tanıtıldı. FMCW mesafe algılayıcı alıcı-vericisi alt parçaları olan güç yükselteç, düşük gürültü yükselteci, bağlaç ve ön ucu ile birlikte tasarlandı. Tasarımda, yonga transistor, parmaklı sığaç, sarmal indüktor, hibrit bağlaç ve bunların tel-bağ bağlantısından oluşan çoklu teknoloji kullanıldı. Hibrit minyatürleştirilmiş parçalar kullanılmasının sonucu olarak bütün parçalarıyla birlikte alıcı-verici sistemi için daha küçük devre alan başarılmış oldu.
Özet (Çeviri)
This thesis includes the study of hybrid microwave integrated circuits (HMIC), miniaturization techniques applied on HMICs and its application on a frequency modulated continuous wave (FMCW) range sensor transceiver. In the scope of study, hybrid and monolithic microwave integrated circuits (HMIC and MMIC) are introduced, advantages and disadvantages of these two types are discussed. Large size of HMICs is the main disadvantage especially for military and civil applications requiring miniature volumes. This thesis is mainly devoted on miniaturization work of HMICs in order to cope with this problem. In this scope, miniaturization techniques of some HMICs such as 3 dB hybrid couplers and stubs are examined and analyzed. Their simulation and measurement results cohere with original circuit results. Nevertheless, considerable size reduction up to 80% is achieved. Moreover, planar interdigital capacitors (IDC), spiral inductors (SI) and their equivalent circuit models are introduced. Design technique is discussed with illustrative electromagnetic (EM) simulations. Furthermore, FMCW radar is introduced with its basic operation principles, brief history and usage areas. In addition, FMCW range sensor transceiver is designed with its sub-parts; power amplifier, low noise amplifier (LNA), coupler and front end. Multi technology based on chip transistors, interdigital capacitors, spiral inductors and hybrid couplers with wire-bond connections is used in the design. As the result of using hybrid miniaturized components small layout size is achieved for the transceiver system with its all components.