MMIC and RFIC Solutions for Modern Radio Astronomy
Notice bibliographique
Résumé
This dissertation presents research on theory, design, EM modeling, fabrication, packaging and measurement of Monolithic Microwave Integrated Circuits (MMICs) and Radio Frequency Integrated Circuits (RFICs) for modern radio receivers. The purpose of the thesis is to demonstrate technology development for the future state of the art radio telescopes such as the Dish Verification Array (DVA-2), next generation Very Large Array (ngVLA) and Canadian Hydrogen Observatory and Radio-transient Detector (CHORD). The goal is to design integrated circuits that address the unique challenges of each radio telescope frontend in the microwave and millimeter wave regime ranging 1-120 GHz. Low noise figure, high gain and wide bandwidth cryogenic and room temperature Low Noise Amplifiers (LNA) and wideband high conversion gain mm-wave mixers are the critical components of a radio receiver. This work aims to research and develop integrated circuits based on four semiconductor technologies: GaAs pHEMT, GaAs mHEMT, InP HEMT and SiGe BiCMOS. Each technology has its unique advantages that make it the optimum choice for each specific block in the radio receiver chain. GaAs mHEMT and InP HEMT offer the ultimate low noise and high operational frequency that is suitable for cryogenic LNAs. GaAs pHEMT features low noise, excellent repeatability and medium power capacity that is advantageous in post amplifier (warm amplifier) and mixer design. SiGe BiCMOS with very high cut-off frequency HBTs and standard CMOS and multi-metal back end of line (BEOL) is the best option for millimeter-wave down-converter and post amplifier with high degree of integration. The fundamentals of each semiconductor technology are reviewed and the design methodology of four LNAs at, UHF (0.3-1.5 GHz), Ku (12-24 GHz), Ka (18-36 GHz) and Q (30-52 GHz) bands and three mm-wave mixers at Q (35-50 GHz and 33-55 GHz) and W (70-120 GHz) bands are presented with the focus on low noise, high gain, wide bandwidth and low input/output return loss. A co-design method is employed to account for packaging and wire bond effect. The designed MMICs and RFICs are validated by measurements of several prototypes, and compared to similar published works and commercially available chips that demonstrates their capability required by the next generation of radio telescopes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,023 | 0,011 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».