Diseño MMIC de beamformers para antenas activas matriciales 5G/6G

del Río Bueno, Carolina
Celma Pueyo, Santiago (dir.) ; Esteban Eraso, Uxua (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2022
Ingeniería Electrónica y Comunicaciones department, Electrónica area

Máster Universitario en Física y Tecnologías Físicas

Abstract: El objetivo de este TFM es explorar el potencial de una tecnología CMOS nanométrica para el diseño de desplazadores de fase en beamforming de antenas activas para la banda milimétricas K (18-27 GHz).
En la primera parte del trabajo, se explicará brevemente el funcionamiento de un array de antenas, las distintas topologías de desplazadores de fase, así como las diferentes técnicas existentes para la conformación del haz. Seguidamente, se expondrá la topología escogida para el diseño del desplazador de fase y se realizará un estudio teórico de su comportamiento, recalcando sus principales ventajas.
El desplazador de fase diseñado es de 4 bits, programable, activo y de arquitectura híbrida y se implementará en matrices de antenas adaptativas receptoras. Está constituido por un filtro pasa todo en cuadratura (QAF), dos amplificadores de ganancia variable (VGAs) que emplean estructuras cascode y un combinador de potencia.
Tras la optimización de los circuitos que constituyen las distintas etapas del desplazador, realizada mediante simulación paramétrica en el entorno de diseño electrónico CADENCE®, se presentarán los resultados obtenidos de ganancia y fase de la señal del sistema completo, junto con sus respectivos errores RMS, así como las impedancias de entrada y salida.
Los resultados preliminares obtenidos por simulación muestran el comportamiento óptimo del desplazador, indicando una buena selección de topologías de los bloques básicos que lo constituyen, así como una buena caracterización de sus correspondientes circuitos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master