ÄûÃʵ¼º½

Väitöskirjan nimi: Integrated mmWave transceivers and circulators

³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Saeed Naghavi
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä:&²Ô²ú²õ±è;Prof. Henrik Sjöland, Lund University, Ruotsi
Kustos: Prof. Jussi Ryynänen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu

Ratkaisut tulevien 5G- ja 6G-verkkojen kasvavan tiedonsiirtokapasiteetin toteuttamiseksi vaativat laajempaa kaistanleveyttä ja parempaa spektritehokkuutta. Tässä yhteydessä millimetriaaltoalueen langaton tiedonsiirto on lupaava teknologia, joka vastaa näiden verkkojen vaatimukseen suuresta tiedonsiirtonopeudesta tarjoamalla usean gigahertsin kanavakaistanleveyksiä. Tässä väitöskirjassa on kehitetty millimetriaaltoalueen radiolähettimen piirisuunnittelutekniikoita hybridin heterodyne/homodyne-vastaanottimen toteutukseen sekä laajan modulaatiokaistanleveyden saavuttamiseen. Toteutettu integroitu prototyyppipiiri on valmistettu CMOS-prosessilla. 

Täysdupleksi (FD) kommunikaatiomenetelmä on paradigma, joka voi teoreettisesti kaksinkertaistaa spektritehokkuuden tukemalla radiosignaalien samanaikaista lähettämistä ja vastaanottamista samalla taajuudella. Millimetriaaltoalueen radiojärjestelmien toteuttaminen FD-ominaisuudella parantaa edelleen verkon spektritehokkuutta, mikä mahdollistaa kasvavien kapasiteettitarpeiden täyttämisen. FD-järjestelmien eräs keskeinen haaste on itseishäiriösignaali, joka vuotaa radion lähettimestä sen vastaanottimeen. Tämän signaalivuodon kompensoimiseksi tarvitaan monivaiheinen itseishäiriön vaimennus vastaanottimen signaalipolulle. Tämä väitöskirja keskittyy erityisesti radiotaajuusosaan ja tutkii integroituja kiertoelinpiirejä millimetriaaltoalueen FD-lähetinvastaanottimissa. 

Tässä väitöskirjassa toteutetut toinen ja kolmas prototyyppi CMOS IC piiri demonstroivat tehtyjä innovaatioita ja panostuksia integroitujen kiertoelinpiirien kehityksessä seuraavilla keskeisillä alueilla: 1) toiminta millimetriaaltoalueella toteutettuna pienellä pinta-alalla piisirulla, 2) suuren tehonkäsittelyn kapasiteetti, 3) uusi teoreettinen viitekehys integroiduille kiertoelinpiireille, joilla on erisuuruiset portti-impedanssit, ja 4) yksipäinen toteutus integroidulle kiertoelinpiirille. Lisäksi tämän väitöskirjan tutkimus tehtiin tiiviissä yhteistyössä antenniryhmän kanssa, mikä johti säteilevän kiertoelinpiirin konseptin esittelyyn ensimmäistä kertaa. Ehdotetussa säteilevän kiertoelinpiirin rakenteessa tavanomaisten rakenteiden vastavuoroiset vaiheensiirtopiirit eliminoidaan, ja tarvittava toiminnallisuus saavutetaan suunnittelemalla antenni yhdessä integroidun piirin kanssa. Tämä lähestymistapa tarjoaa parantunutta tehokkuutta ja kompaktimman sirualueen verrattuna perinteisesti erikseen suunniteltuihin kiertoelinpiireihin.

Avainsanat: Radiovastaanottimet, integroidut piirit, millimetriaaltoalue, itseishäiriö, kiertoelin

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä):  

Yhteystiedot: saeed.naghavi@aalto.fi