MARC

 008260203s2023        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech76796
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a620
■1001  ▼aGaray,  Edgar  Felipe.
■24510▼aMillimeter-Wave  Circuit  Techniques  for  Energy-Efficient  Power  Generation  for  Wireless  Communications
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a134  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  A.
■500    ▼aAdvisor:  Cressler,  John  D.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2023.
■520    ▼a5  billion  People  are  connected  to  a  wireless  network  through  handheld  devices,  computers,  and  wearable  devices.  It  is  envisioned  that  the  new  generation  millimeter-Wave  (mm-Wave)  network  infrastructure  will  deliver  multi-gigabit  connectivity  and  enough  channel  capacity  so  that  the  user  experience  will  be  drastically  improved,  particularly  in  highly  populated  areas.  In  addition,  future  5G  and  6G  enabled  electronics  that  take  advantage  of  the  mm-Wave  and  sub-THz  frequency  spectrum  will  provide  the  technology  necessary  to  achieve  the  full  potential  of  the  market  opportunity  in  some  consumer  electronic  areas,  such  as  virtual/augmented  reality,  health  care  monitoring,  and  wearables.  In  addition,  there  are  plenty  of  mission-critical  Department  of  Defense  (DoD)  applications  where  mm-Wave  and  sub-THz  hardware  electronics  are  indispensable.New  generation  network  infrastructure  deployment  targeted  for  5G  and  6G  wireless  communication  is  bringing  new  challenges  to  circuit  and  system  designers  that  are  yet  to  be  addressed  by  conventional  semiconductor  technologies  and  circuit  topologies.  One  of  the  main  challenges  is  that  battery  energy  density  is  not  catching  up  to  the  power  consumption  needs  of  current  electronic  devices,  particularly  when  the  battery  is  constrained  to  a  small  form  factor  dictated  by  the  size  of  consumer  electronic.  In  addition,  modern  satellite  constellations  employ  large  transmitter  arrays,  which  are  exceptionally  power  hungry  and  rely  on  battery  and  solar  cell  power  to  operate.  Moreover,  network  infrastructure  such  as  cellphone  towers  and  base  stations,  which  are  tethered  to  the  lectical  grid  and  do  not  have  any  battery  constraints,  often  are  extremely  expensive  to  operate  due  to  the  high  electricity  and  thermal  management  cost.Power  amplifiers  (PA)  and  transceiver  (TRX)  blocks  are  the  most  important  components  for  any  wireless  data  transmission  system  since  they  dictate  the  overall  system  efficiency,  communication  distance,  bandwidth,  and  data  rate.  In  addition,  more  than  80%  of  the  energy  in  wireless  systems  is  consumed  by  power  amplifiers  and  this  number  will  increase  as  newer  network  generations  are  being  adopted.  Therefore,  for  the  nextgeneration  networks  (5G,  6G,  and  beyond)  to  be  successfully  deployed,  new  circuit  design  techniques  and  circuit/system  topologies  will  need  to  be  reimagined.  The  core  of  my  research  focuses  on  developing  innovative  system  and  block  level  architectures  and  design  techniques  that  drastically  increase  the  efficiency,  linearity,  and  overall  performance  of  PA/TRX  blocks  that  will  support  next-generation  mm-Wave/sub-THz  wireless  networks.First,  we  propose  a  cascadable  self-similar  high-order  on-chip  rat  race  hybrid  coupler  architecture  that  supports  wideband  operation  by  cancelling  out  the  output  phase  imbalance  and  magnitude  mismatch.  Our  proposed  cascaded  rat-race  architecture  can  be  further  realized  using  a  higher  order  implementation  to  extend  the  bandwidth  of  operation.  Our  cascaded  rat-race  mm-Wave  implementations  can  support  multi-band  multi-standard  5G  communication  systems.  This  work  was  presented  in  the  IEEE  MTT-S  International  Microwave  Symposium  in  2018  [1].Secondly,  by  leveraging  the  block  level  co-design  we  implemented  a  wideband  vector  modulator  phase  shifter  integrated  with  a  power  amplifier,  pre-driver,  and  input/output  Marchand  balun  covering  a  frequency  range  from  40GHz  to  60GHz.  In  our  proof-of-concept  demonstration,  the  vector  modulator  provides  a  truly  0  magnitude  and  40dB  of  dynamic  range  while  covering  360째  of  phase  interpolation.  The  vector  modulator  is  able  to  deliver  sufficient  output  power  to  drive  the  next  stage  electronics.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aSilicon
■650  4▼aWireless  communications
■650  4▼aReceivers  &  amplifiers
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■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05A.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17365991▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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