122 GHz SiGe BiCMOS high resolution FMCW RADAR front-end for remote sensing applications
Kısa mesafe RADAR uygulamaları için yüksek çözünürlüklü 122 GHz SiGe BiCMOS FMCW RADAR ̈ön uç devresi
- Tez No: 642049
- Danışmanlar: PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mikrodalga devreleri, Mikrodalga frekans, Mikrodalga güç yükselticiler, Mikrodalga radarlar, Microwave circuits, microwave frequence, Microwave power amplifier, Microwave radars
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
RADAR sistemleri birçok yeni uygulama alanlar görererek otomobillerimizde, cep telefonlarımızda ve daha fazlasında günlük hayatımızın bir parçası haline gelmektedir. SiGe BiCMOS ve derin ölçekli CMOS gibi Silikon bazlı proses teknolojilerindeki devamlı gelişmeler, milimetre dalga frekanslarında (30-300 GHz) çalışan düşük maliyetli, yüksek seviyede entegre sistemlerin yolunu açtı. Bu frekans spektrumunun kullanımı, el hareketi tanıma, insan yürüyüşü izleme, yaşamsal belirti algılama ve RADAR kullanımıyla görüntüleme gibi yüksek çözünürlüklü algılama uygulamalarına olanak tanımaktadır. Bu tezde, yüksek çözünürlüklü algılama uygulamaları için 122 GHz merkezli bir FMCW RADAR ön-uç devresi tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem, diferansiyel mimari kullanır ve hem 122 GHz ISM bandında hem de <1cm aralık çözünürlüğü performansı için 110-130 GHz bant genişliğinde de çalışabilir. Tasarlanan sistem, 300/500 GHz ft/fmax ile HBT aygıtları sunan IHP 0.13µm SiGe:C BiCMOS teknolojisi kullanılarak üretime gönderildi. Sistem bir LNA, PA, Mikser, LO yükselteci, x16 aktif frekans çarpanı ve diferansiyel güç bölücüsünden oluşur. Tam sistemin simülasyon sonuçları 31 dB alıcı dönüştürme kazancı, 9.9 dB tek yan bant NF, ve 247 mW DC güç tüketimi ile 10.1dBm çıkış gücü göstermektedir. Tam sistem 4mm^2'lık bir kırmık alanı kaplar ve gelecekte ölçeklenebilir uygulamalar için uygundur. Sistem simülasyonları, tasarlanan sistemin 1 m'den daha uzun bir mesafeden bir insan elini $<$1 cm bir aralık çözünürlüğü ile güvenilir bir şekilde algılayabildiğini doğrular.
Özet (Çeviri)
RADAR systems are starting to see many new areas applications, becoming a part of our everyday life in our automobiles, cell phones, and more. The constant advances in the Silicon-based process technologies, such as SiGe BiCMOS and deep scaled CMOS, paved the way for the implementation of low-cost, highly integrated systems that work in millimeter-wave frequencies (30-300 GHz). The use of this frequency spectrum enables high-resolution sensing applications such as hand-gesture recognition, human gait tracking, vital sign detection, and imaging with the use of RADARs. In this thesis, a 122 GHz FMCW RADAR Front-End is designed for high-resolution sensing applications. The designed system employs differential architecture and can operate in both the 122 GHz ISM band, and at an increased bandwidth of 110-130 GHz for sub-cm range resolution performance. The designed system is implemented using IHP 0.13µm SiGe:C BiCMOS technology, which offers HBT devices with ft/fmax of 300/500 GHz. The system consists of an LNA, PA, Mixer, LO buffer amplifier, x16 active frequency multiplier, and a single-ended to differential power divider. The simulation results of the full system show 31 dB receiver conversion gain, 9.9 dB single-sideband noise figure, 10.1dBm output power with a DC power consumption of 247 mW. The full system occupies a die area of 4mm^2, and is suitable for scalable implementations in future. The system simulations verify that the designed system can reliably detect a human hand at a range longer than 1m with a sub-cm range resolution.
Benzer Tezler
- High speed data acquisition techniques for pipelined analog to digital converters in IHP SiGe BiCMOS 0.13 µm
IHP SiGe BiCMOS 0.13 µm'de boru hattı analogdan dijitale çeviriciler için yüksek hızlı veri elde etme teknikleri
HAKAN ÇETİNKAYA
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN COŞKUN KARALAR
- 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
SERKAN ÇORBACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TANGEL
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERTAN ZENCİR
- Electrical balance duplexer based in-band full duplex system for 5G (28 GHz) communication systems
5G (28 GHz) haberleşme sistemleri için elektriksel denge dupleksleyici bant-içi tam dupleks sistem
TAHSİN ALPER ÖZKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- 4 kanal hüzme şekillendirici devre için modül VLSI tasarımı
VLSI module design for 4 channel beam former circuit
ALPER URGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ TANGEL
- X- to W-band phased arrays and wafer-scale transmitters using silicon integrated circuits
Başlık çevirisi yok
YUSUF ALPEREN ATEŞAL
Doktora
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUnıversıty Of Calıfornıa San DıegoPROF. GABRIEL M. REBEIZ