Diese Arbeit zeigt die Analyse und den Entwurf von integrierten Mischerschaltungen zur Anwendung in 77 GHz KFZ-Radarsystemen. Es kommt eine moderne Silizium-Germanium Prozesstechnologie zum Einsatz, die sehr schnelle Bipolartransistoren zur Verfügung stellt. Dadurch kann diese kosteneffiziente Technologie zur Entwicklung von Schaltungen für Hochfrequenzanwendungen genutzt werden. Für das Frontend aktueller Radarsensoren kommen entweder diskrete Mikrowellenschaltungen oder Chipsätze auf Basis von Verbundhalbleitern zum Einsatz. Gelingt es, das Frontend in Silizium-Germanium zu realisieren, so können zukünftige KFZ-Radarsysteme kostenkünstig hergestellt werden. Auf diese Weise würden Komfort- und Sicherheitssysteme auf Radarbasis nicht nur in Wagen der Premiumklasse Einzug halten, sondern in allen Fahrzeugen, ähnlich wie der Airbag oder Sicherheitsgurt. Alledings wurden bisher nur sehr wenige Silizium-Germanium Schaltungen vorgestellt, die in diesem Frequenzbereich arbeiten. In der vorliegenden Arbeit werden Entwurfskonzepte für Mischerschaltungen basierend auf Silizium-Germanium untersucht. Dies umfasst die Analyse und den Entwurf von Mischern für die Direktumsetzung mit hoher Linearität bei 77 GHz. Ein weiteres Ziel der Arbeit ist es, die Machbarkeit der Hochintegration im Bereich der Millimeterwellen für Silizium-Germanium Schaltungen zu belegen. Zu diesem Zweck wurde ein integriertes Radarfrontend entworfen und untersucht. Diese Schaltung ist eine der ersten, die die Möglichkeiten von Silizium-Germanium bei der Integration komplexer Baugruppen bei 77 GHz zeigt.

    This thesis presents the analysis and design of monolithically integrated mixer circuits intended for the application in 77 GHz automotive radar systems in Silicon-Germanium technology. A new and advanced Silicon-Germanium process technology was accessable that provides high speed bipolar transistors. This cost-efficient bipolar technology opens up new fields of microwave applications. The frontends of today's automotive radar sensors are manufactured using either discrete microwave circuits or chipsets based on compound semiconductors. If a low cost Silicon-Germanium solution is found, automotive radar systems can be manufactured very cost-efficiently. Thus safety and comfort systems will enter not only the premium car segment but will be employed in every car, similar to the airbag or safety belt. However, by now only a few circuits have been investigated that operate in this frequency domain. In this thesis design concepts for mixers based on Silicon-Germanium at millimeter-wave frequencies are thoroughly investigated. This study includes the analysis and design of a direct conversion mixer with high linearity at 77 GHz. Additionally, the feasibilty of high level integration at 77 GHz using Silicon-Germanium is shown. After investigating different building blocks, an integrated receiver frontend for millimeter-wave applications is designed, manufactured and measured. This circuit is among the first that shows the potential of high level integration in Silicon-Germanium in this frequency regime.


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    Title :

    Analysis and design of monolithic integrated SiGe mixer circuits for 77 GHz automotive radar


    Contributors:


    Publication date :

    2008


    Size :

    127 Seiten, Bilder, Tabellen, 94 Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




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