B2 - Rückführbare Terahertz Transceiver

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ingmar Kallfass; Professor Dr.-Ing. Christoph Scheytt; Professor Dr. Thomas Schneider
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403579441

Das B2-Projekt in Meteracom erforscht die Rückführbarkeit von Signalen in analogen THz Sende- und Empfangsfrontends mit ihren funktionalen Stufen der breitbandigen Generierung, Frequenzumsetzung, Verstärkung und Abtastung von THz Signalen. Ziele in Phase II sind die Erweiterung der Transceiver-Funktionalität um die Rückführbarkeit von Nichtidealitäten auf der physikalischen Chip-Ebene, die Verbesserung der THz Frequenzsynthese basierend auf opto-elektronischen Phasenregelschleifen und die Durchführung gemeinsamer THz-Kommunikationsexperimente. Aufbauend auf die THz-Chipsätze und die umfassende elektro-magnetische Entwurfsmethodik aus Phase I, sollen die Transceiver-MMICs um Selbsttest, Selbstkalibrierung und In-Circuit-Test Funktionalität erweitert werden, indem skalare und vektorielle Leistungsdetektoren zwischen den funktionalen Stufen eingebracht werden (PI Kallfass). Außerdem sollen die Transceiver mit Verstärkerstufen mit variablem Gewinn für die automatische Verstärkungsregelung ausgestattet werden. Die resultierenden rückführbaren THz-Transceiver stellen eine Messplattform für die Projekte C1, C2 und T zur Verfügung. Bereits zu Beginn der Phase II stellt das Projekt B2 Messdaten von einem existierenden 300 GHz Link mit bis zu 256 QAM im IEEE802.15.3d kompatiblen Frequenzmultiplexverfahren für die Schwesterprojekte bereit. Der breitbandige THz-Synthesizer basierend auf einer opto-elektronischen Phasenregelschleife (OEPLL) aus Phase I soll weiter verbessert werden (PI Scheytt). Einerseits zielen die Verbesserungen auf noch geringeres Phasenrauschen ab, andererseits soll die Verstimmbarkeit der OEPLL erhöht werden, ohne dabei das Phasenrauschen zu verschlechtern. Das Phasenrauschen und die Spuriousen werden mathematisch analysiert und modelliert und anhand der Messungen verifiziert. Das Modell der verbesserten OELL wird in das physikalische Transceivermodell von C3 integriert. Bei optischen Abtastsystemen (PI Schneider, PI Scheytt) wurden in der ersten Phase der Jitter der RF-Quelle, das Phasenrauschen des CW-Lasers bzw. MLL, sowie Nichtlinearität als dominante Fehlerquellen identifiziert. In der zweiten Phase bauen wir in enger Zusammenarbeit mit A3 auf diese Ergebnisse auf und verwenden die in C3 erarbeiteten Algorithmen und Modelle für die Evaluierung der THz Übertragungsexperimente.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2863: Metrologie für die THz Kommunikation
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Guillaume Ducournau