MA – Konzeptionierung eines mehrstufigen TTD Elements und Entwicklung einer optimierten Ansteuerung

Die Ansteuerung von großen phased Arrays mit breitbandigen Signalen bereitet Probleme, da klassische Phasenschieber nicht in der Lage sind breitbandiges Beamforming korrekt durchzuführen. Es bildet sich ein Problem aus, dass sich beam squint nennt, dabei ändert der Antennenstrahl seine Richtung in Abhängigkeit der Frequenz, was ungewollt ist wenn breitbandige Signale übertragen werden sollen.

Die Lösung sind TTD Elemente. In dieser Arbeit soll ein in 130 nm BiCMOS integriertes, mehrstufiges TTD Element für Basisbandfrequenzen (DC-7 GHz) konzeptioniert und optimiert werden. Dazu wird die Struktur einer Einheitszelle (sehr präzise Schaltung, so noch nicht publiziert), mit existierender einfacher mathematischer Beschreibung, vorgegeben. In der Arbeit soll dann erarbeitet werden mit welchen einzelnen Verzögerungen und mit welcher möglichst optimalen Ansteuerung die Zellen kaskadiert werden um die beste Gesamtcharakteristik zu erzielen.

Je nach Geschwindigkeit des Vortschritts und persönlichem Interesse können folgende weitere Aspekte in die Arbeit einfließen, vermutlich nicht alle, das würde den Rahmen sprengen:

• (Muss) Erarbeitung einer optimierten Aneinanderreihung der einzelnen Zellen mit Erabeitung der individuellen Ansteuerung
• (Kann) Recherche und Benchmarking von aktiven allpass-Verzögerungsschaltungen
• (Kann) Schaltungsentwurf des mehrstufigen TTD Elements
• (Kann) Entwurf einer integrierten Ansteuerschaltung oder Algorithmik zur Steuerung aller Einzelzellen mit einem Signal

Was du mitbringen solltest:

•  Generelles analoges, schaltungstechnisches Verständnis und keine Angst vor Transistoren, aber IC Design Know-How nicht unbedingt notwendig
• Grundlagen im Themenfeld Hochfrequenztechnik, z.B. was sind phased arrays, S-Parameter schon mal gehört
• Interesse sich auf (nicht so sehr komplizierter) mathematischer Ebene mit der Beschreibung des zusammengesetzten TTD Elements auseinanderzusetzen und eine optimierte Lösung zu finden, analytisch oder auch in Python/Matlab

Bei Interesse gerne einfach mal unverbindlich vorbeischauen!

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