{"id":63795,"date":"2008-04-04T00:00:00","date_gmt":"2008-04-04T00:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"2008-04-04T00:00:00","modified_gmt":"2008-04-04T00:00:00","slug":"design-and-optimization-of-frequency-multipliers-and-mixers-at-millimeter-and-submillimeter-wave-bands-diseno-y-optimizacion-de-multiplicadores-y-mezcladores-de-frecuencia-en-bandas-milimetricas-y-su","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/radiocomunicaciones\/design-and-optimization-of-frequency-multipliers-and-mixers-at-millimeter-and-submillimeter-wave-bands-diseno-y-optimizacion-de-multiplicadores-y-mezcladores-de-frecuencia-en-bandas-milimetricas-y-su\/","title":{"rendered":"Design and optimization of frequency multipliers and mixers at millimeter and submillimeter-wave bands (dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de multiplicadores y mezcladores de frecuencia en bandas milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas)"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Jos\u00e9 Vicente Siles P\u00e9rez <\/strong><\/h2>\n

La regi\u00f3n del espectro electromagn\u00e9tico comprendida entre 100 ghz y 10 thz ha experimentado un creciente inter\u00e9s en los \u00faltimos a\u00f1os, lo cual se ha visto traducido en la aparici\u00f3n de un gran n\u00famero de aplicaciones en campos tan dispares como la radioastronom\u00eda, comunicaciones, radar, medicina, seguridad, etc. El estudio de esta regi\u00f3n del espectro requiere el desarrollo de nuevos circuitos de estado s\u00f3lido para cubrir el vac\u00edo tecnol\u00f3gico existente, com\u00fanmente conocido como \u00abterahertz gap\u00bb. Esta tesis doctoral trata sobre el dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de circuitos en bandas de milim\u00e9tricas (30 – 300 ghz) y submilim\u00e9tricas (300 ghz – 3 thxz) mediante una herramienta cad propia basada en modelos f\u00edsicos precisos del dispositivo d\u00c2\u00a1no lineal. El objetivo principal es el dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de multiplicadores y mezcladores basados en diodos schottky de gaas en dichas bandas de frecuencia. la primera parte de la tesis est\u00e1 enfocada en el modelado f\u00edsico de diodos schottky para aplicaciones en milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas. Las diferentes alternativas disponibles van desde los modelos m\u00e1s simples (modelos anal\u00edticos) hasta los modelos m\u00e1s complicados (modelos basados en simulaci\u00f3n de monte carlo), pasando por soluciones intermedias en simplicaciones de la ecuaci\u00f3n de boltzmann (modelos basados en la teor\u00eda de arrastre-difusi\u00f3n y modelos hidrodin\u00e1micos). Cuanto mayor sea la complejidad, mayor ser\u00e1 el coste computacional requerido en la simulaci\u00f3n. Los modelos de arrastre-difusi\u00f3n representan un buen compromiso entre precisi\u00f3n y tiempo de simulaci\u00f3n. Sin embargo, estos modelos presentan algunas limitaciones que deben ser analizadas y tenidas en cuenta en el dise\u00f1o de circuitos a estas bandas de frecuencias. En este sentido, la simulaci\u00f3n de monte carlo puede ser empleada para identificar estas limitaciones, entender los fen\u00f3menos f\u00edsicos asociados a ellas y refinar los modelos existentes de arrastre-difusi\u00f3n con el fin de mitigar el impacto de las limitaciones de los modelos en la simulaci\u00f3n de circuitos de milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas. El estudio en profundidad de la f\u00edsica de los diodos schottky mediante t\u00e9cnicas de monte carlo, as\u00ed como la utilizaci\u00f3n de los resultados de monte carlo para la mejora de los modelos de arrastre-difusi\u00f3n tradicionales para simulaci\u00f3n de circuitos en milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas, es la principal aportaci\u00f3n de esta parte de la tesis. la segunda parte consiste en el dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de circuitos hasta 2.4 thz por medio de una herramienta propia de simulaci\u00f3n de circuitos en bandas de milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas. Esta herramienta incorpora modelos f\u00edsicos precisos de los diodos schottky basados en la teor\u00eda de arrastre-difusi\u00f3n. El empleo de t\u00e9cnicas de balance arm\u00f3nico permite una optimizaci\u00f3n conjunta tanto de la estructura interna de los diodos como del circuito exterior. La aportaci\u00f3n principal de la tesis en esta parte es la extensi\u00f3n de las t\u00e9cnicas tradicionales de balance arm\u00f3nico al an\u00e1lisis de circuitos excitados por se\u00f1ales multi-tono, como es el caso de los mezcladores. Para ello, se ha adaptado un nuevo algoritmo basado en la transformada de fourier cuasi-peri\u00f3dica (apft). De esta forma, y an\u00e1logamente al caso de multiplicadores, se puede realizar una optimizaci\u00f3n conjunta de la estructura de los diodos y del circuito exterior sin realizar ninguna aproximaci\u00f3n en lo que se refiere a las frecuencias de oscilador local (ol) y radiofrecuencia (rf) y a las potencias disponibles a cada frecuencia. por un lado, el simulador se aplica al dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de cadenas multiplicadoras hasta 2.4 thz. Se han tomado como referencia las cadenas correspondientes al proyecto herschel de la agencia europea (esa) con dos prop\u00f3sitos. En primer lugar, realizar una comparaci\u00f3n entre las medidas disponibles y simulaciones con el objetivo de validar la herramienta de simulaci\u00f3n. En segundo lugar, para demostrar que es posible mejorar las prestaciones de las etapas multiplicadoras a altas frecuencias mediante una correcta optimizaci\u00f3n de la estructura de los diodos, b\u00e1sicamente en lo que respecta a las \u00e1reas y dopajes de los mismos. Esto justifica la necesidad de disponer de herramientas de simulaci\u00f3n f\u00edsicas a frecuencias de thz. Por otro lado, el simulador se ha aplicado al dise\u00f1o de mezcladores basados en diodos schottky. Se han analizado diferentes topolog\u00edas de mezcladores, las cuales pueden ser englobadas en dos grupos: mezcladores fundamentales y subarm\u00f3nicos. La elecci\u00f3n de la topolog\u00eda m\u00e1s adecuada para un dise\u00f1o espec\u00edfico depende de diferentes aspectos tales como la potencia disponible de oscilador local (ol), las caracter\u00edsticas de los diodos schottky, la dificultad de la s\u00edntesis de las redes de adaptaci\u00f3n, la posibilidad del uso de polarizaci\u00f3n, etc. Todos estos aspectos se analizan en este bloque. para completar la tesis doctoral, se presenta el dise\u00f1o y fabricaci\u00f3n de un doblador schottky a 190 ghz con una nueva topolog\u00eda de doble \u00abchip\u00bb. Esta topolog\u00eda permite incrementar el n\u00famero de diodos en el multiplicador, permitiendo as\u00ed incrementar la m\u00e1xima potencia de entrada soportada por el multiplicador. El doblador ha sido dise\u00f1ado con una herramienta de simulaci\u00f3n propia, junto con programas comerciales para el dise\u00f1o de circuitos (ads, de agilent technologies) y de simulaci\u00f3n electromagn\u00e9tica (hfss, de ansoft). La fabricaci\u00f3n est\u00e1 realizada completamente con tecnolog\u00eda europea: los diodos schottky fueron sumunistrados por united monolithic semiconductors (ums), el post-procesado se realiz\u00f3 en la universidad de bath (reino unido) y la mec\u00e1nica se ha constru\u00eddo en el rutherford appleton laboratory (oxford, reino unido).<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abDesign and optimization of frequency multipliers and mixers at millimeter and submillimeter-wave bands (dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de multiplicadores y mezcladores de frecuencia en bandas milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas)<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Design and optimization of frequency multipliers and mixers at millimeter and submillimeter-wave bands (dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de multiplicadores y mezcladores de frecuencia en bandas milim\u00e9tricas y submilim\u00e9tricas) <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Jos\u00e9 Vicente Siles P\u00e9rez <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de Madrid<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 04\/04\/2008<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
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    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Jes\u00fas Grajal De La Fuente<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
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        • Presidente del tribunal: javier Gismero menoyo <\/li>\n
        • aldo Di carlo (vocal)<\/li>\n
        • viktor Krozer (vocal)<\/li>\n
        • alain Maestrini (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

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