Integrierte Hochfrequenzschaltungen in SiGe BiCMOS-Technologien für die breitbandige Datenübertragung im D-Band

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Mit der Einführung des Mobilfunkstandards der 5. Generation (5G) halten mm-Wellen- und Sub-THz Systeme Einzug in den Mainstream der drahtlosen kommerziellen Kommunikationstechnik. Da Frequenzbänder jenseits von 100 GHz (wie z. B. innerhalb des
D-Bandes von 110-170 GHz) neuartige und kompakte Systeme, sowie die effiziente Nutzung großer Gesamtbandbreiten von mehreren 10 GHz ermöglichen, genießen sie derzeit in Forschung und Entwicklung ein gesteigertes Interesse. Mit den für die 6. Mobilfunkgeneration (6G) prognostizierten Datenraten in der Größenordnung mehrerer 100 Gbit/s erwachsen damit auch neue technische Herausforderungen und dementsprechende Lösungsansätze.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Charakterisierung breitbandiger Hochfrequenzkomponenten für Sender und Empfänger im D-Band unter Einsatz aktueller SiGe BiCMOS Technologien. Neben der einführenden Betrachtung
theoretischer und technologischer Möglichkeiten wird eine (teil-)automatisierte Designmethodik eingeführt, welche zur Unterstützung des Schaltungsentwurfs in dieser Arbeit verwendet wurde. Letzteres gilt insbesondere für den Einsatz und die Optimierung passiver, leitungsbasierter Komponenten, wie Anpassnetzwerke und Koppler. Diese eignen sich dank kleiner Wellenlängen oberhalb von 100 GHz für die Chipintegration und weiseninhärent breitbandige Eigenschaften auf.