Aktive Frequenzvervielfacher als W-Band Signalquellen in Millimeterwellen-Kommunikationssystemen

Abstract:
Die Entwicklung, Messung und Modulintegration von aktiven balancierten Frequenzmultiplizierern für die Signalerzeugung im W-Band (75-110 GHz) wird gezeigt. Die Multiplizierer mit den Faktoren Acht und Zwölf sind in metamorpher high electron mobility Transistortechnik mit einer Gatelänge von 100 nm hergestellt. Dabei führt eine neuartige Schaltungsarchitektur aus Verdoppler und Verdreifachern in Kombination mit aktiven unbalanced-to-balanced Konvertern zu sowohl breitbandiger als auch spektral effizienter Operation. Auf Modulebene weist der Verzwölffacher eine Ausgangsbandbreite von 78 bis 100 GHz, bzw. 24,7 % auf, der Verachtfacher erreicht eine Ausgangsleistung von 6,9 dBm bei einem Konversionsgewinn von 8,9 dB im Frequenzbereich zwischen 84 und 101 GHz. Als Anwendungsbeispiel für derartige Frequenzvervielfacher wird eine Millimeterwellen-Funkstrecke mit der Trägerfrequenz von 220 GHz vorgestellt. Die Funkstrecke zeichnet sich durch eine große absolute Bandbreite aus, was Datenraten von bis zu 12,5 Gbps erlaubt.