7-bit phase shifter using SiGe BiCMOS technology for X-band phased array applications
X-band faz dizinleri için SiGe BiCMOS 7-bit faz kaydırıcı
- Tez No: 478658
- Danışmanlar: PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
III-V teknolojisi ile faz dizinli alıcı/verici (T/R) modüllerinden yüksek performans elde edilir. Buna rağmen, III-V teknolojilerinin maliyeti yüksektir. SiGe BiCMOS teknolojisindeki son gelişmeler, III-V teknolojisinin SiGe BiCMOS ile yer değiştirebileceğini göstermektedir. Dahası, CMOS'un entegrasyonu sayesinde dijital olarak kontrol edilebilir T / R modüller bu teknoloji ile gerçekleştirilebilir. SiGe BiCMOS teknolojisiyle güç dağıtımı, alanı ve entegrasyon karmaşıklığı azaltılabilir. Üstelik, yüksek bit çözünürlüklü faz kaydırıcılar ile radyasyonlu elemanların sayısı ve T/R modüllerin maliyeti azaltılabilir. Bu eğilimler ışığında, bu tezde, 7 bitlik düşük araya yerleştirme kaybına sahip SiGe BiCMOS teknolojisinde gerçekleştirilmiş Xband(8-12GHz) pasif faz kaydarıcı sunulmaktadır. Faz kaydırıcı, yeni önerilen anahtarlama tekniğiyle beraber yüksek geçiren / düşük geçiren süzgeç topolojisine dayanmaktadır. Bu teknik, her fazı ikiye bölmek yerine dörde bölerek seri switch sayısını azaltmaktadır. Dahası, bu teknikte, ard arda tek bitişli anahtarlar kullanmak yerine çok bitişli anahatlar gerçekleştirilmiştir. IHP SiGe BiCMOS teknolojisi sayesinde, faz kaydırıcının araya yerleştirme kaybını geliştiren izole NMOSlar kullanıldı. Bu method faz kaydırıcının araya yerleştirme kaybını geliştirmektedir. 7-bit faz çözünürlüğünü elde etmek için faz kaydırıcı BALUN, SP4T, DP4T, 4P4T ve faz bloklarından oluşmaktadır. Her durumun geri dönüş kaybı 10 dB'den daha iyi, ve faz değiştirici ortalama 14.5 dB araya yerleştirme kaybına sahiptir. 10 GHz'de minimum RMS faz hatası 1° olarak elde edilmiştir. RMS faz hatası, 9-11 GHz bantında 6° den daha iyidir. Güç tüketmeyen faz kaydırıcı 6 mm² alana sahiptir. Tezde, tamamlanmış T/R modül üretimine katkı sağlayan çalışmaları da özetlemektedir. Bunlar, alıcı / verici zincirinde istenen eğimi oluşturmak için modülde kullanılan aktif ve pasif kazanç edengeleyicileri içerir.
Özet (Çeviri)
Phase array T/R modules achieve high performance with III-V technologies. However, the cost of III-V technologies is high. Recent developments in SiGe BiCMOS technology show us that III-V technology can be replaced with SiGe BiCMOS. Moreover, thanks to the integration of the CMOS, digitally controlled T/R modules can be realized with that technology. Power dissipation, area, and integration complexity can be reduced with SiGe BiCMOS technology. Also, the number of radiating elements and the cost of T/R module can be reduced with phase shifters with high phase resolution. In the light of these trends, this thesis presents a 7-bit low insertion-loss SiGe X-band (8-12 GHz) passive phase shifter, realized in IHP 0.25-m SiGe BiCMOS process. The phase shifter is based on high-pass/low-pass lter topology with a new proposed switching technique. This technique decreases the number of series switch by dividing each phase into 4 arms instead of two arms. Also, in this technique, instead of using two single pole switches consecutively, multiple pole switches are realized. Thanks to the IHP SiGe BiCMOS technology, isolated NMOSs are used which improve insertion-loss of the phase shifter. The overall phase shifter is composed of BALUN, SP4T, DP4T, 4P4Ts, and phase blocks to create a phase shift for achieving 7-bit phase resolution. The return loss of each state is better than 10 dB and the phase shifter has an average of 14.5 dB insertion loss. Minimum 1 RMS phase error is obtained at 10 GHz. RMS phase error is better than 6 at 9-11 GHz band. The phase shifter occupies an area of 6 mm2 and it has no DC power consumption. The thesis also summarizes the work that was contributed as part of the complete TR Module generation. These include active and passive gain equalizers that are utilized in the Module to generate desired slope in the receiver / transmitter chain.
Benzer Tezler
- SiGe BiCMOS ICs for X-Band 7-bit T/R module with high precision amplitude and phase control
X-Band yüksek hassasiyetli Faz/Genlik Kontrollü 7-bit Alıcı/Verici Modülü için SiGe BiCMOS tümleşik devreler
MURAT DAVULCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- High dynamic range low noise amplifier and wideband hybrid phase shifter for SiGe BiCMOS phased array t/r modules
Faz dizili SiGe BiCMOS alıcı/verici modülleri için geniş dinamik aralıklı düşük gürültülü kuvvetlendirici ve geniş bantlı karma faz kaydırıcı
CAN ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- High resolution, process and temperature compensated phase shifter design using a self generated look up table
Kullandığı doğruluk tablosunu kendisi oluşturarak sıcaklık ve üretim kaynaklı faz hatalarını azaltan, yüksek çözünürlüklü faz kaydırıcı tasarımı
EMRE ÖZEREN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- SiGe BiCMOS active phase shifter design for W-band automotive radar applications
W-band otomotiv radar uygulamaları için SiGe BiCMOS aktif faz kaydırıcı tasarımı
EFE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM TEKİN
- SiGe BiCMOS 4-bit phase shifter and T/R module for X-band phased arrays
X-band faz dizinleri için SiGe BiCMOS 4-bit faz kaydırıcı ve alıcı/verici modülü
İLKER KALYONCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiPROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ