Arbeitsgruppe für Mikrowellen- und mm-Wellentechnik


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Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe für Mikrowellen- und mm-Wellentechnik liegt in der Entwicklung von Mikrowellen- und mm-Wellenkomponenten und -systemen. Für ein gutes Design ist eine umfassende Charakterisierung und Modellierung der vorgesehenen Bauteile notwendig. Besonders bei integrierten Schaltungen ist große Sorgfalt bei den Messungen notwendig. Deshalb sind On-Wafer Messungen und die dafür notwendigen Deembedding-Methoden für uns von besonderer Bedeutung. Ein weiterer Aufgabenbereich ist die Bestimmung der Leistungsfähigkeit von drahtlosen Übertragungssystemen. Hier liegt ein Augenmerk auf Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO) Übertragungssystemen und den dafür notwendigen Over-the-Air (OTA) Messungen. Für automotive Radarsensoren entwickeln wir ein Stimulationssystem zur Generierung von gewünschten Verkehrs- bzw. Störungsszenarien.


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Komponenten- und Systementwurf

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Dieses Forschungsgebiet beinhaltet den Entwurf von hochintegrierten Sende-/Empfangsmodulen und Frontends. Diese Subsysteme müssen für hochlineare und effiziente Arbeitsweise optimiert werden. Gleichzeitig eröffnen innovative Ansätze, die durch moderne Technologien ermöglicht werden, neue Wege bei Kommunikations-, Radar- und Messanwendungen. Die Entwicklung und Messung von Antennen und Übergängen erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe für Antennen und Filter.


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Charakterisierung, Modellierung und Kompensation von Bauteilen

Weitere Forschungsaktivitäten sind im Bereich der mm-Wellentechnik zu finden. Um das Verhalten von Bauteilen und Baugruppen beschreiben zu können, werden sie über einen breiten Frequenzbereich (bis 110 GHz) charakterisiert . Die Schwerpunkte liegen einerseits in den dafür notwendigen komplexen Messaufbauten, anderseits wird die erhaltene Information in linearen bzw. nichtlinearen Modellen abgebildet. Nachdem das Verhalten von Schaltungen auf diese Weise genau beschrieben worden ist, können geeignete Kompensationstechniken gewählt und die unerwünschte Anteile im Systemverhalten reduziert werden.

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On-Wafer Messungen und Deembedding-Techniken

Messungen direkt an einer integrierten Schaltung (Die) mittels Wafer-Prober, unabhängig ob single-ended oder differentiell, benötigen bei Mikrowellen- und mm-Wellenfrequenzen eine große Sorgfalt, um wiederholbare Messergebnisse zu erzielen. Mit unserem halbautomatischen Wafer-Prober im Reinraum stellen wir sicher, dass solche Messungen unter sehr konstante Umweltbedingungen stattfinden können. Gleichzeitig entwickeln wir angepasste Kalibrationssets und Deembedding-Verfahren, um die Messebene tatsächlich zu dem untersuchenden Bauteil (device under test - DUT) zu verschieben. Da diese Bauteile unterschiedliche Anforderungen für einen korrekten Betrieb benötigen, müssen auch die Kalibrier- und Deembedding-Methoden passend adaptiert werden. Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt dabei auch in der Optimierung der Leiterstrukturen für breitbandige Messungen auch an Leiterplatten.

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MIMO-OTA Messungen und Radarzielsimulatoren

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Antennen sind eine der Schlüsselkomponenten in Übertragungssystemen. In modernen Kommunkiationssystemen ist daher das Verhalten und die Positionierung der Antennen, die Hochfrequenzkomponenten und auch die Signalverarbeitung stark voneinander abhängig. Deshalb muss eine betertung der leistungsfähigkeit eines solchen Kommunikationsystems alle benötigten Komponenten zusammen mit dem Übertragungskanal berücksichtigt werden. Solche OTA-Messungen werden unter Verwendung von mehreren Antennen in unserer Antennenmesskammer unter definierten Bedingungen durchgeführt. Gerade für MIMO-Systeme liefern solche Messungen wichtige Informationen, wie zum Beispiel die gesamte abgestrahle Leistung (total radiated power - TRP) oder die vollständige isotrope Empfindlichkeit (total isotropic sensitivity - TIS).

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Beim Testen von Radarsensoren für automotive Anwendungen ist es entscheidend, verschiedene Verkehrsszenarien zu simulieren, auch wenn sich der Sensor nur in einer Laborumgebung befindet. Deshalb ist ein wichtiger Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe, das Erzeugen von synthetischen Radarechos von verschiedenen Zielen (Autos, Fußgänger,...) für solche Radarsensoren. Wir sind dabei ein System zu entwickeln, dass unabhängig vom verwendeten Radargerät (das heißt, keine Information über die Arbeitsweise und die Parameter des Radars sind notwendig) funktioniert. Dabei sind Ziele in unmittelbarer Nähe des Sensors im Mittelpunkt unseres Interesses. Dieses Forschungsaktivitäten werden gemeinsam mit der Arbeitsgruppe für Radartechnik durchgeführt.


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Dienstleistungen

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Im Rahmen der beschriebenen Forschungsbereiche bietet die Arbeitsgruppe eine Vielfalt von Messungen und Designstudien als Dienstleistungen an. Mit unserer Antennenmesskammer können wir Antennendiagramme vermessen, die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Geräten überprüfen und die Eigenschaften von Kommunikationssystemen charakterisieren (zum Beispiel mit MIMO-OTA Messungen). Wir bieten auch Unterstützung bei der Entwicklung und der Messung von Komponenten und Teilsystemen. Im Fall von integrierten Schaltungen, können wir sowohl einzelne Bauteile (Dies) als auch gesamte Wafer vermessen. Das erlaubt uns die Bestimmung und Kartierung von guten bzw. defekten Komponenten auf einem ganzen Wafer. Aus den gesammelten Messergebnissen können wir lineare und nichtlineare Modelle der aktiven und passiven Bauteile oder Systeme entwickeln. Das Design notwendiger Vor- und Nachverzerrungsschaltungen zur Linearisierung von Sender- und Empfängerbaugruppen runden das Spektrum unserer Dienstleistungen ab.


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Kontakt
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Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Ernst Gadringer
Tel.
+43 (316) 873 - 3310