Design methodology of high performance receiver front-end circuits for mmWave 5G applications
mmWave 5G uygulamaları için yüksek performanslı alıcı ön-kat devreleri tasarım metodolojisi
- Tez No: 931576
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞİMŞEK DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Bilgi çağında daha büyük verilere olan ihtiyaç, dolayısıyla daha yüksek veri hızlarına olan ihtiyaç da giderek artıyor. Daha yüksek veri hızlarını karşılamak için, daha yüksek frekans bant genişlikleri gerekiyor ve geniş bantlı alıcı-verici (verici/alıcı) devrelerinin gerçekleştirilmesi her zaman basit olmuyor. Yüksek bant genişliğine sahip (Δf) alıcı-verici devrelerinin tasarımında yaygın olarak kullanılan yaklaşım, operasyon frekansını (f0), fraksiyonel bant genişliğini (Δf/f0) göreceli olarak küçük olacak şekilde arttırmaktır ki bu işlem alıcı-verici devrelerinin tasarımını daha gerçekleştirilebilir kılar. Dolayısıyla veri hızı gereksinimleri arttıkça ön-kat RF devrelerinin çalışma frekansları da artar ve mmWave 5G ile çalışma frekansı 30 GHz'e ve üzerine çıkar. Artan çalışma frekansı ile birlikte, devre seriminden gelen parazitler çok daha önemli hale gelir. Bu nedenle devre optimizasyonu için EM tabanlı simülasyon yöntemleri uygulanmalıdır. Ancak tüm devrenin EM simülatörlerde simüle edilmesi fazla süre alabilir. Bu nedenle, transistörleri ve alt düzey metalleri içeren çekirdeği, tasarımın geri kalanından ayırılması ve bu iki parçanın ayrı ayrı simüle edilmesi metodu uygulanmaya başlandı. Ancak bu çekirdekler doğru şekilde tanımlanıp simüle edilmezse simülasyon sonuçlarında yanlışlıklar olabilir veya simülasyonlar gereğinden fazla zaman alabilir. Bu sebeplerle, bu tezin odak noktası, çekirdekleri üç farklı metal seviyesine kadar sistematik olarak tanımlamak ve bunları iki farklı yöntem (parazitik çözümleme ve EM simülasyonu) kullanarak simüle etmektir, böylece doğruluk ve simülasyon süreleri arasındaki denge bulunabilir ve uygun tasarım yöntemi belirlenebilir. Sonuçların, tasarım verimliliğini artırarak daha hızlı ve doğru tasarım ve optimizasyon prosedürlerinin önünü açması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
In the information age, the need for larger data, hence the need for higher data rates is ever-growing. To satisfy higher data rates, higher bandwidths of frequencies are required and realizing high bandwidth transceiver (transmitter/receiver) circuits is not always trivial. Widely used approach on designing high bandwidth (Δf) transceiver circuits is to increase the operation frequency (f0) such that the fractional bandwidth (Δf/f0) is relatively small, which makes the design of transceiver circuits more realizable. Hence, as the data-rate requirements increase, the operation frequencies of front-end RF circuits also increase and with mmWave 5G, the frequency of operation goes up and beyond 30 GHz. With the increased frequency, the parasitics coming from the layout of a circuit become much more significant. Hence, for circuit optimization, EM based simulation methods should be applied. However, simulating the whole circuit in EM simulators may take too much of design time. Hence, separating the core including the transistors and lower level metals from the rest of the design and simulating them separately is recently adapted. However, if these cores are not defined and simulated properly, there might be inaccuracies of the simulation results, or the simulations may take more time than needed. Hence, the focus of this thesis is to systematically define the cores up to three different metal levels and simulate them using two different methods, namely parasitic extraction and EM simulation, so that the tradeoff between accuracy and simulation times can be determined and proper design method can be established. The results will pave the way of faster and accurate design and optimization procedures, improving design efficiency.
Benzer Tezler
- A high linearity s-band cryogenic low noise amplifier using 180 nm CMOS technology for space applications
Uzay uygulamaları için 180 nm CMOS teknolojisiyle gerçeklenmiş yüksek doğrusallı kriyojenik s-bant düşük gürültülü kuvvetlendirici
ALİCAN ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKE YELTEN
- Novel design methods for high performance filtenna and lna design for microwave sensor applications
Mikrodalga sensor uygulamaları yönelik yüksek performanslı filtenna ve düşük gürültülü küvvetlendiriciler için özgün tasarımı yöntemleri
PEYMAN MAHOUTİ
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
DOÇ. DR. SALİH DEMİREL
- Modelling of microwave transistor based SV-regression and building performance data base with its use in novel evolutionary design optimizations of nonuniform microstrip LNAs with a typical filtenna design
Mikrodalga transistorlerin destek vektör tabanlı performans veri kümelerinin yenilikçi evrimsel algoritmalar ile uniform olmayan mikrostrip hatlı LNA tasarım optimizasyonu ve örnek bir filtenna tasarımı
MEHMET ALİ BELEN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Bandwidth enhancement techniques for CMOS transimpedance amplifier
CMOS transferempedans kuvvetlendiricinin bant genişliği başarımını geliştirmeye yönelik teknikler
JAWDAT ABUTAHA
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN YAZGI
- Realization of a low noise amplifier using 0.35 µm SiGe-BiCMOS technology for IEEE 802.11a applications
0.35 µm BiCMOS teknolojisi kullanılarak IEEE 802.11a uygulamalarına özgü düşük gürültülü kuvvetlendirici tasarımı ve gerçeklenmesi
MEHMET KAYNAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR GÜRBÜZ