Radar sistemleri için 130 nm sige bicmos teknolojide ultra geniş bant alıcı RF ön uç modülü tasarımı
Design of ultra wideband receiver RF front end module in 130 nm sige bicmos technology for radar systems
- Tez No: 931267
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ TANGEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTAN ZENCİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, X-bant (8-12 GHz) ve Ku-bant (12-18 GHz) radar uygulamaları için 130-nm SiGe BiCMOS teknolojisi kullanılarak geliştirilmiş RF ön uç alıcı modülü tasarımı sunulmuştur. Radar sistemlerinin hedeften yansıyan RF sinyallerini doğru bir şekilde işlemesi için alıcı alt bileşeninin yüksek hassasiyet performansına sahip olması gerekmektedir. Tek kutuplu çift atışlı (SPDT) yansıtıcı anahtar ve düşük gürültülü yükselteç (LNA) bloklarından oluşan RF ön uç alıcı modülü, radar sistemlerinin hassasiyet performansını doğrudan etkileyen kritik bir bileşendir. Yansıtıcı anahtarın ekleme kaybı, LNA'nın gürültü katsayısı ve kazancı hassasiyet performansı göz önüne alınarak iyileştirilmiştir. Şematik tasarımda performans parametreleri optimize edildikten sonra her bir bloğun serim tasarımları yapılmış ve iki blok tek bir serimde birleştirilip, RF ön uç alıcı modülü tamamlanmıştır. Serim tasarımları elektromanyetik simülasyon ortamı için hazır hale getirildikten sonra son simülasyon sonuçları alınmış ve şematik sonuçları ile karşılaştırılmıştır. RF ön uç alıcı modülü 2.5V besleme gerilimi ile 45 mW güç harcarken, kazanç S21 değeri 8 GHz'de 17.5 dB, merkez frekansta (13 GHz) 19.5 dB, 18 GHz'de ise 16 dB olarak elde edilmiştir. Modülün giriş yansıma katsayısı S11 köşe frekanslarda -9 dB olup, merkez frekansta -12.8 dB olarak elde edilmiştir. Modülün çıkış yansıma katsayısı S22 köşe frekanslarda -8.6 dB'nin altında olup, 13 GHz'de -13.78 dB'dir. Modülün en kritik parametresi gürültü katsayısı (NF), 8 GHz'de 1.92 dB, 13 GHz'de 2 dB ve 18 GHz'de yaklaşık 3 dB olarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the design of an RF front-end receiver module for X-band (8-12 GHz) and Ku-band (12-18 GHz) radar applications, implemented in 130-nm SiGe BiCMOS technology. High sensitivity is crucial for accurate processing of reflected RF signals in radar systems, and the front-end receiver module plays a critical role in achieving this. The module comprises a Single Pole Double Throw (SPDT) reflective switch and a Low Noise Amplifier (LNA), with the switch minimizing signal loss and the LNA providing amplification while maintaining a low noise figure. Design optimization focused on minimizing insertion loss of the switch while simultaneously optimizing the noise figure (NF) and gain of the LNA to maximize receiver sensitivity. To realize this design, following the completion of the schematics, the layouts were generated for both the SPDT switch and the LNA, and subsequently integrated into a single module. Electromagnetic simulations were performed on the final layout to accurately assess performance, and the results were compared with those obtained from schematic simulations. The RF front-end receiver module consumes 45 mW of power from a 2.5V supply and achieves a gain S21 of 17.5 dB at 8 GHz, 19.5 dB at 13 GHz, and 16 dB at 18 GHz. The input reflection coefficient S11 is -9 dB at the edge frequencies and -12.8 dB at the center frequency. The output reflection coefficient S22 remains below -8.6 dB at the edge frequencies and reaches -13.78 dB at 13 GHz. Crucially, the noise figure (NF) is 1.92 dB at 8 GHz, 2 dB at 13 GHz, and approximately 3 dB at 18 GHz.
Benzer Tezler
- İnverse synthetic aperture radar imaging
Ters yapay açıklıklı radarda görüntüleme
İBRAHİM ÖLÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERTUĞRUL ÇELEBİ
- Analysis of the crustal deformation caused by the 1999 Izmıt Düzce earthquakes using synthetic alperture radar interferomentry
1999 İzmit ve Düzce depremlerinin neden olduğu kabuk deformasyonunun sentetikaçıklık radar interferometrisi ile incelenmesi
ZİYADİN ÇAKIR
Doktora
İngilizce
2003
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR AKYÜZ
- Bor içeren donör-akseptör (D-A) organik materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Syntheses of boron containing donor-acceptor (D-A) organic materials and investigation of their properties
ONUR ŞAHİN
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Microwave imaging of breast cancer with contrast agents
Meme kanserinin kontrast ajanlarla mikrodalga görüntülemesi
SEMA YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÇAYÖREN