Robust ultra-wideband transceiver integrated circuit design
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Darbe tabanlı geniş bant radyoların radar teknolojisinde yaygın olarak kullanıldığı görülmektedir. Geçtiğimiz senelerde ultra-genişbant (UGB) sistemler yüksek hızlı veri aktarımı gereken uygulamalarda oldukça popüler olmuşlardır. UGB kablosuz algılayıcı ağları, düşük güç ve uzun mesafelerde calışma özellikleri ile öne çıkmaktadırlar. Aynı zamanda düşük masraflı ve karmaşıklıktaki bir mimari yapı ithiva etmekle birlikte yüksek hassasiyette uzaklık ölçümü özelliği bulunmaktadır. Bununla birlikte çok yollu yayılma problemine karşı bağışık özelliği vardır. Ancak darbe tabanlı işaretlerin eşitlenme zorluğu nedeni ile düşük seğirmeli ve hassas geciktirmeli yapıların kullanılması gibi zorlukları vardır. Tez çalışması içersinde düşük güç tüketimli, yüksek veri hızında, orta derece mesafede çalışan ve aynı zamanda dürtün gürültüye karşı gürbüz alıcı-vericiler tasarlanmıştır. Etkili bir dürtün radyo UGB alıcı-verici ikilisi tasarlanabilmesi için gönderilen darbe işaretinin ve alıcı yapısının ideal olmayan parametreleri üzerinde çalışılmıştır. Tasarımda birinci adım olarak dürtün gürültünün geniş bantlı kanallarındaki varlığı ölçüm sonuçları ve bilgisayar modellemeleri kullanılarak kanıtlanmıştır. Yüksek seviye otomatik hale getirilmiş bilgisayar sistem modelleri yazılarak performans değerleri belirlernmiştir. Bu bilgisayar modelleri tepeden tabana tasarım kullanılarak devre yapılarına dönüştürülmüştür. Bir çok geniş bantlı alıcı-verici yapısının başarımı ve donanım karmaşıklığı incelenmiştir. Sonrasında evre uyumlu ve evre uyumsuz yapılarının ikisi içinde darbe tabanlı radyo alıcı-verici tasarımları gerçeklenmiştir. Tez süresince üç adet yonga tasarımı UMC 130 MMRF teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Düzlemdeş dalga kılavuzu yöntemi kullanılarak baskı devreler ve UGB anten tasarımları yapılarak tüm sistem gerçeklenmiş ve bağlaşım sorunları en düşük düzeye indirgenmiştir. Pulse-based wideband and UWB radios are well known for their use in radar technology. UWB has also been popular for its use on high data rate applications in recent years. UWB wireless sensor networks are known for their low power and long range operation. UWB is not only a low cost and low complexity technology with precise ranging and multipath immunity properties, but it also has certain challenges such as pulse based synchronization, which requires low jitter and precise delay blocks. In the dissertation, low-power, high data-rate, and moderate range IR-UWB transceivers are designed with robustness to impulsive noise. The non-idealities of the receiver and transmitted pulse are also studied to create an efficient IR-UWB transceiver. As a first step, the existence of the impulsive noise in wideband channels is shown with measurements and fitted noise models. Top level computer automated system models are written, extensive simulations are performed, and performance metrics are defined. Then, these system models are converted to circuits in a top-down fashion. Various UWB transceiver architectures are reviewed in terms of performances and hardware complexity. Then, both coherent and non-coherent IR-UWB transceivers architectures are realized in standard CMOS technology. During the thesis work, three chips have been fabricated using UMC 130 MMRF technology. Co-planar waveguide FR4 PCBs and UWB antenna designs were realized to realize overall system and minimize coupling problems.
Collections