Design of high-power milimeter-wave passive MMIC control products on GaAs based processes
GaAs bazlı proseslerde yüksek güçlü milimetre dalga pasif MMIC kontrol ürünleri tasarımı
- Tez No: 785427
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ŞERİF SAVCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Medipol Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Kontrol ürünleri sivil kablosuz ürünlerden askeri radar sistemlerine kadar bir çok farklı alanda kullanılan çok önemli devrelerdir. Limitleyici, zayıflatıcı, dengeleyici, anahtarlayıcı, faz kaydırıcı ve benzerlerini içerirler. Bütün bu devreler komple bir radar sisteminin bileşenleridir. İşaretin genliğini, fazını ve akışını kontrol etmek için kullanılırlar. Bu tez MMIC (Monolitik Mikrodalga Entegre Devreler) limitleyici, zayıflatıcı, dengeleyici ve anahtarlayıcı devrelerin tasarım, üretim, ölçüm ve testlerine odaklanmaktadır. Bütün bu devreler sistemin çalışmaya devam etmesi için önemli olan farklı roller oynarlar. Limitleyici devreler giriş işaretinin güç seviyesini belirli bir düz seviyeye limitler; zayıflatıcılar giriş işaretinin güç seviyesini belirli bir seviyede azaltır; dengeleyiciler giriş işaretini belirli bir frekans aralığında değişken bir zayıflatıcı gibi zayıflatır ve anahtarlar devreye işaret sinyalinin akışını kontrol etmeye izin verir. Bu çipler sistemde çok sayıda kullanılmaktadırlar, bu nedenle çok önemli devrelerdir. Bu tezin amacı, önerilen devreleri bu alanda en son teknoloji olacak şekilde tasarlamak, üretmek, ölçmek ve test etmektir. Hedeflenen özellikler ticari ürün seviyesindedir. Çipler GaAs tabanlı PIN ve IPD süreç geliştirme kitleri ile Keysight tarafından Advanced Design System uygulamasında tasarlanmıştır. 28 V ile çalışan bu MMIC süreç kitleri yüksek arıza gerilimi ve yüksek güç kapasitesi sağlayabilmektedir. Yüksek güç ve yüksek frekans uygulamaları için uygundurlar. Çiplerin şematik, serim ve 3D yapıları tasarlanmıştır. Tasarımlar tüm parazitik ve bağlaşım etkilerini incelemek ve empedans uyumalam ile düzeltmek için Momentum ve FEM çözücüler ile simüle edilmiştir. 3D simülasyonlar seramik malzeme üzerine 50-Ohm bakır iletim hattından oluşan bir başlatıcı ile kurulmuş, çevreden ve ölçüm kurulumundan gelecek olan tüm etkileri gözlemleyebilmek için simüle edilmiştir. Çiplerin Momentum, FEM ve ölçüm sonuçları karşılaştırılmış ve detaylıca açıklanmıştır. Tüm sonuçlar karşılaştırıldığında, sonuçlar arasında tutarlılık görülmüştür. Çipler WIN Semiconductors şirketi tarafından üretilmiştir. İki süreç geliştirme kiti ölçümleri için farklı prob ve VNA (Vektör Ağ Analizörü) ile iki ölçüm kurulumu kullanılmıştır. Tüm çiplerin İstanbul Medipol Üniversitesi'nde levha disk üzerinden ölçümlerinde rol aldım. Çiplerin testleri ASELSAN'da yapılacaktır.
Özet (Çeviri)
Control products are very significant circuits that are used in many different areas, from civil wireless products to military radar systems. They consist of limiters, attenuators, equalizers, switches, phase shifters, etc. All these devices are components of a whole radar system. They are used to control the amplitude, phase, and flow of the signals. This thesis focuses on the design, manufacture, measurement, and testing of MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) limiters, attenuators, equalizers, and switch circuits. All these circuits play a different role, which is significant for a system to continue functioning. Limiter circuits limit the power level of the input signal to a certain flat level; attenuators decrease the power of the input signal by a certain level; equalizers attenuate the input signal like a variable attenuator across a certain frequency range and switches allow the circuit to control the flow of the input signal. Because these chips are used in vast quantities in the systems, they are very valuable circuits. The aims of this thesis are to design, manufacture, measure, and test these proposed circuits in a way to make them state of the art in this field. The target specifications are at the level of commercial product. The chips were designed with the Advanced Design System (ADS) by Keysight with GaAs based PIN and IPD process development kits. These 28 V MMIC process kits can provide breakdown voltage and high-power capabilities. They are eligible for high power and high-frequency applications. The schematic, layout, and 3D structure of the chips were designed. The designs were run with Momentum and FEM solvers to observe and fix all the parasitic and coupling effects by impedance matching. 3D simulations were established with a launcher that consists of a 50-Ohm copper transmission line on top of a ceramic substrate and run to observe all the effects coming from the environment and measurement setup. Momentum, FEM, and measurement results of the chips were compared and explained in detail. When all the results are compared, the consistency is evident. The chips were manufactured by WIN Semiconductors company. Two measurement setups with different probes and VNAs (Vector Network Analyzer) were used for two process design kit measurements. I have taken part in the die measurements on wafer of all the chips at Istanbul Medipol University. The tests of the chips will be done at ASELSAN.
Benzer Tezler
- Design of wide-band milimeter-wave passive MMIC control products on gaas based processes
Gaas bazlı proseslerde geniş bant milimetre dalga pasif MMIC kontrol ürünleri tasarımı
HARUN TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ŞERİF SAVCI
- Fabrication, modeling and characterization of GaN HEMTs, and design of high power MMIC amplifiers
GaN HEMT yapılarının üretimi, modellenmesi ve ölçümü, ve yüksek güçlü MMIC yükselteçlerin tasarımı
MUHAMMED ABDULCELİL ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- 0.13 µm SiGe BiCMOS W&D-Band receivers for passive millimeter-wave imaging applications
Milimetre dalga pasif görüntüleme sistemleri için 0.13 µm SiGe BiCMOS W&D-Band alıcılar
BERKTUĞ ÜSTÜNDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- 5G kablosuz iletişim sistemleri için aşağı dönüşüm Gilbert hücre mikser tasarımı
Down-conversion Gilbert cell mixer design for 5G wireless communications systems
FATMANUR TALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- Orta menzilli otomotiv radarları için çift eğik polarizasyonlu mikroşerit yama anten dizisi tasarımı
Dual slant polarization microstrip patch antenna design for medium range automotive radars
FURKAN MUHAMMED TAYDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER