UWB Sampling Down Converter mit Transisterschaltung zur Abtastpulsgenerierung

Inhaltsangabe:Einleitung: In dieser Diplomarbeit wird ein bestehendes pulsbasiertes UWB Radarsystem, das im Zuge zweier Diplomarbeiten am Institut für Mikroelektronik an der Johannes Kepler Universität entstand, weiterentwickelt. Im Besonderen wird auf die Verbesserung des Sampling Down Converters Wert gelegt, da die bisher verwendete Variante mit einem Sampling Phase Detector einfach zu teuer ist und auch bezüglich Dynamik nicht die gewünschten Ergebnisse brachte. Im folgenden werden insbesonders zwei Schaltungsvarianten genauer betrachtet. Zum einen wird eine Ansteuerung über ein differentielles Signal ausprobiert, wobei es nötig ist einen Breitband Balun hierfür einzusetzen. Das Design dieses Bauteils gestaltete sich äußerst anspruchsvoll, da eine Funktionstüchtigkeit im Bereich von 3 – 10 GHz garantiert werden musste. Die andere Möglichkeit ist der Übergang zu einer Single Ended Variante, die das differentielle Signal nicht benötigt. Beide Schaltungsvarianten werden eingehend analysiert und auch Messergebnisse mit der dazugehörigen Interpretation geliefert.Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Einleitung1 1.1Grundlagen UWB1 1.2Definition von UWB1 1.3Bisherige Arbeiten am Institut3 1.3.1Pulser3 1.3.2Prototyp des UWB-Radars5 1.4Aufgabenstellung7 2.Leitungen8 2.1Wellenwiderstand, Reflexionsfaktor, Anpassung8 2.1.1Wellenwiderstand Z09 2.1.2Reflexionsfaktor r10 2.1.3Anpassung10 2.2Stripline11 2.3Microstrip Leitung12 2.4Koplanarleitung (CPW, GCPW)14 2.5Schlitzleitung (Slotline)14 3.Verwendete Bauteile15 3.1HF-Transistor (HBT - heterostructure bipolar transistor)15 3.2Schottky Dioden16 4.Balun19 4.1Simulation von Baluns19 4.2Praktischer Aufbau eines Baluns21 4.3Messung verschiedener Baluns24 4.4Multilayer Chip Balun CHM1608U26 5.Sampling Down Converter (SDC) mit Balun29 5.1Prinzip des Sampling Down Converters29 5.2Sampling Theorie30 5.3Bisherige Lösung31 5.4Der erste Prototyp32 5.4.1 Messung34 5.4.2 Dynamik36 5.5Verbesserte Variante des SDC38 5.6Neuaufbau des SDC mit verschiedener Diodenbestückung40 5.6.1Dynamik44 5.7SDC mit Balun CHM1608U45 5.7.1Dynamik45 5.7.2Conversion Loss48 6.Sampling Down Converter (SDC)- Single Ended50 6.1Simulation50 6.2Aufbau der Schaltung52 6.3Dynamik53 7.Varianten zur Ansteuerung des SDC56 7.1Ansteuerung mittels DDS56 7.2Ansteuerung mittels Rampen57 8.Zusammenfassung60 Literaturverzeichnis62 AVerwendete Geräte63 BSchaltpläne und [...]