Adaptive Integrierte Millimeterwellen Sender

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Ellinger; Professor Dr.-Ing. Thomas Zwick
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394221495

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ziel des Projekts war es, den Stand der Forschung bei Kommunikationssystemen über 200 GHz voranzutreiben, welches im Projekt mit großem Erfolg erreicht wurde. Neue innovative Schaltungstopologien wurden untersucht sowie der aktuell beste BPSK-Sender veröffentlicht. Mehrere neue Packaging-Konzepte wurden erforscht, um das Potential bzgl. der Performanz des Senderchips auszuschöpfen. Darüber hinaus wurde das erste echte Phased-Array-System bei Frequenzen oberhalb von 200 GHz mit vollständigen Datenratenexperimenten über Strahlwinkel und Reichweite demonstriert. Die Datenverbindung wurde über eine Reichweite von bis zu 4 m ohne Verwendung von Linsen hoher Verstärkung auf der Senderseite getestet und zeigte die Machbarkeit der Integration in praktisch relevante Systeme wie Smartphones oder Computer.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• A Low-Power 255-GHz Single-Stage Frequency Quadrupler in 130-nm SiGe BiCMOS. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 30(11), 1101-1104.
  Steinweg, Luca; Riesb, Vincent; Starke, Paul; Testa, Paolo Valerio; Carta, Corrado & Ellinger, Frank
  
• Design and modelling of magnetic on-chip structures at 240 GHz. 2020 German Microwave Conference, Cottbus, Germany, 2020, pp. 172-175.
  J. Hebeler; T. Zwick & A. Ç. Ulusoy
  
• A 213 GHz 2 dBm Output-Power Frequency Quadrupler with 45 dB Harmonic Suppression in 130 nm SiGe BiCMOS. ESSCIRC 2021 -IEEE 47th European Solid State Circuits Conference (ESSCIRC), 447-450. IEEE.
  Steinweg, Luca; Testa, Paolo Valerio; Carta, Corrado & Ellinger, Frank
  
• A 5 dBm BiCMOS 90° Phase Shifter with Single-Voltage Tuning for mm-Wave Beam Steering. 2021 International Conference on Microelectronics (ICM), 174-177. IEEE.
  Steinweg, Luca; Testa, Paolo Valerio; Carta, Corrado & Ellinger, Frank
  
• A 0.2 dBm 225 GHz Frequency Quadrupler with 330° Phase Control in 130 nm SiGe BiCMOS. 2022 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), 434-437. IEEE.
  Steinweg, Luca; Protze, Florian; Testa, Paolo Valerio; Carta, Corrado & Ellinger, Frank
  
• A 100-GHz-RF-Bandwidth Up-Conversion Mixer in 130 nm SiGe BiCMOS. 2022 29th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS), 1-4. IEEE.
  Steinweg, Luca; Carta, Corrado & Ellinger, Frank
  
• Active BALUN with 40 GHz bandwidth at 257 GHz in 130 nm SiGe:C. 2022 IEEE 22nd Topical Meeting on Silicon Monolithic Integrated Circuits in RF Systems (SiRF), 9-12. IEEE.
  Hebeler, Joachim; Ulusoy, Ahmet Cagri & Zwick, Thomas
  
• Comparison of a Copper and Aluminium SiGe BEOL option for power amplifiers above 200 GHz. 2022 24th International Microwave and Radar Conference (MIKON), 1-5. IEEE.
  Hebeler, Joachim; Ulusoy, Ahmet Cagri & Zwick, Thomas
  
• Differential bondwire interface for chip-to-chip and chip-to-antenna interconnect above 200 GHz. 2022 52nd European Microwave Conference (EuMC), 306-309. IEEE.
  Hebeler, Joachim; Steinweg, Luca & Zwick, Thomas
  
• 8.0-pJ/bit BPSK Transmitter With LO Phase Steering and 52-Gbps Data Rate Operating at 246 GHz. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 71(7), 3217-3226.
  Steinweg, Luca; Hebeler, Joachim; Meister, Tilo; Zwick, Thomas & Ellinger, Frank