W- und D-Band Spektralmessplatz (75-170 GHz)

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511745934

Das Fachgebiet „Mixed Signal Circuit Design“ (MSC) der Technischen Universität Berlin unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Friedel Gerfers entwickelt mit seinen Forschungsgruppen „Wireline Communication Systems“ und „Wireless Communication Systems“ Schaltungen und Systeme für kabelgebundene und kabellose Hochgeschwindigkeitskommunikation sowie automotive Anwendungen. Aktuelle Projekte beinhalten komplette Transceiver sowie Transceiver-Komponenten – mit Datenumsetzern als Kernkompetenz.Kabelgebunden wird an Transceivern mit Datenraten von bis zu 224 Gbit/s (112 GBaud PAM4) gearbeitet, sowie an Komponenten, beispielsweise VCSEL sowie optischen Modulatoren, mit Symbolraten von bis zu 150 GBaud, um die Entwicklung aktueller und zukünftiger Übertragungstechnologien in Rechenzentren (400 und 800 Gigabit Ethernet) voranzubringen. Kabellos werden für die zu entwickelnden Kommunikationssysteme mit Datenraten von über 100 Gbit/s Frequenzbereiche bis zum D-Band (bis 170 GHz) verwendet, insbesondere für die nächste Mobilfunkgeneration „6G“. Um über die für diese Forschung notwendigen Charakterisierungsmöglichkeiten zu verfügen, wird im vorliegenden Antrag ein W- und D-Band Spektralmessplatz (75-170 GHz) sowie in einem parallel gestellten Antrag ein 100 GHz Echtzeitmessplatz beantragt.Der W- und D-Band Spektralmessplatz (75-170 GHz) besteht in seinen wesentlichen Komponenten aus Frequenzmodulatoren für das W- und D-Band, die zusammen mit ebenfalls beantragtem Zubehör und einem bereits vorhandenen „S-Parametermessplatz“ Messungen in den entsprechenden Frequenzbereichen ermöglichen. Der vorhandene „S-Parametermessplatz“ besteht insbesondere aus einem Vektornetzwerkanalysator sowie einem mm-Wave-Wafer-Prober und wurde durch einen früheren Forschungsgroßgeräteantrag im Jahre 2019 finanziert, jedoch bestand zum damaligen Zeitpunkt weder der Projektbedarf noch die Finanzierungsmöglichkeit der Erweiterung auf W- und D-Band. Die aktuelle Notwendigkeit der Erweiterung auf W- und D-Band sowie der bisherige Einsatz vom vorhandenen „S-Parametermessplatz“ werden in diesem Antrag dargestellt.Der W- und D-Band Spektralmessplatz (75-170 GHz) wird in der genannten aktuellen Forschung z.B. zur Messung von Anpassung, Verstärkung, Bandbreite, Übertragungsverhalten sowie Kompressions- und Intermodulationsverhalten von Verstärkern (z.B. LNA, PA, TWA, TIA) benötigt. Zudem werden bei Komponenten wie VCSEL, VCSEL Treiber, DAC, AFE und Übertragungskanälen ebenfalls u.a. Anpassung und Bandbreite ermittelt - auch zur optimierten Modellbildung für die Entwicklung entsprechender Komponenten und zugehöriger Gesamtsysteme. Diese Komponenten und Gesamtsysteme arbeiten je nach Anwendung und Forschungsprojekt in Frequenzen bis 120 GHz (inkl. W-Band) bzw. 110 bis 170 GHz (D-Band), weshalb die entsprechenden Frequenzmodulatoren mit Zubehör benötigt und als W- und D-Band Spektralmessplatz (75-170 GHz) beantragt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: W- und D-Band Spektralmessplatz (75-170 GHz)
• Gerätegruppe: 2730 Modulatoren, Frequenzhub- und -modulationsmeßgeräte
• Antragstellende Institution: Technische Universität Berlin
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Friedel Gerfers