System Performance of Resistive Mixers as Part of an Integrated D-Band Single Antenna Radar Transceiver

Tesis Energía y Ambiente (maestría) - Instituto Tecnológico de Buenos Aires, Buenos Aires - Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe, 2019. En el desarrollo de las energías renovables hay una tendencia hacia turbinas eólicas más grandes con aspas del rotor de diámetros hasta cientos de metros. Esto aumenta las demandas que se imponen a los materiales empleados y require pruebas fiables de los materiales en el proceso de fabricación. En el Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido se ha desarrollado un transceptor de radar FMCW de banda D integrado para estas aplicaciones. Durante las caracterizaciones de este transceptor, la ganancia de conversión del mezclador integrado muestra caídas no deseadas en el ancho de banda operado que lleva a una disminución del rendimient del sistema. Esta tesis trata sobre el comportamiento del mezclador FET resistivo utilizado en el contexto del sistema. A partir de simulaciones, diferentes hipótesis se formulan sobre la causa del probelma descritos. Para verificar estos supuestos se desarolla un modelo teórico que amplía el análisis estándar del mezclador y además una configuracón de medida especia. Una ruta de acoplamiento no deseada de la señal del oscilador local (LO) a través de la capacidad parásita de puerta-drenador es identificada como la causa princial. También se demuestra que la intensidad del efecto depende en gran medida del retraso efectivo ente la ruta de acoplamiento y la señal de LO original. Para compensar el retardo efectivo y eliminar así las caídas en la ganacia de conversión, se introducen y evalún tres enfoques diferentes para la realización de una celda de retraso en la trayectoria LO. Con respecto a factibilidad y el uso eficiente del espacio muestra una estructura de “slow-wave” con tiras metálicas alternas debajo de líneas coplanares los resultados prometedores.