Advanced silicon MMICs for mm wave automotive radar front ends [article]

Alexander Kravets, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin, Robert Weigel
2015
Mit der vorliegenden Arbeit wird ein besonders lineares 77-GHz-Front-end in 0,25 µm-SiGe-Technologie für Radaranwendungen in Fahrzeugen vorgestellt. Die passiven Komponenten wurden mit der Dünnschicht-Mikrostreifenleitungen realisiert. Ausführlich wird die Vorgehensweise zur Synthese eines transformatorischen Baluns vorgestellt. Die so realisierten Baluns (rat-race-Koppler und Transformator) weisen eine hervorragende Gleichtaktunterdrückung (besser als 30 dB) und niedrige Verluste (ca. 2,5 dB)
more » ... uf. An aktiven Komponenten wurde zunächst ein einstufiger LNA in Emitterschaltung entwickelt, der zwar eine geringe Verstärkung, dafür aber eine hohe Linearität aufweist. Im Gegensatz zu einer mehrstufigen LNA-Lösung stellt einen besseren Kompromiss zwischen der Linearität des gesamten Front-ends und dessen Empfindlichkeit dar. Der Mischer wurde rauscharm und besonders linear nach dem doppelt balancierten Konzept mit niedriger Speisespannung realisiert. Durch Verwendung von Wechselspannungskopplung zwischen beiden Stufen des Mischers konnten die Transistorgrößen und die Arbeitspunkte der beiden Stufen des Mischers getrennt optimiert werden: Die erste Transkonduktanzstufe ist rauschoptimiert, die zweite Stufe, der eigentliche Mischerkern, ist für hohe Linearität ausgelegt. Aus all diesen Komponenten wurde ein Zweikanal-Empfänger aufgebaut, der den gegenwärtigen publizierten Stand der Technik in SiGe-Technologie repräsentiert: Einer einseitenbandbezogenen Rauschzahl von weniger als 16,5 dB und einem eingangsbezogenen 1-dB-Kompessionspunkt von -12 dBm stehen dabei eine Stromaufnahme von 82 mA aus einer 1,6-V-Speisespannungsquelle für beide Empfangskanäle gegenüber.
doi:10.14279/depositonce-4356 fatcat:htatkbqcbbhbrmsyt7dpr47wie