Cuốn sách này đến chủ đề phân tích mạng vector tích hợp cao. Nhờ những đóng góp đáng kể cho những tiến bộ công nghệ trong quá khứ và tiềm năng to lớn hiện nay trong lĩnh vực thiết bị đo lường và cảm biến y sinh, kỹ thuật phân tích mạng đóng một vai trò quan trọng trong kỹ thuật vi sóng và không dây. Tuy nhiên, việc ứng dụng các máy phân tích mạng thường bị hạn chế do kích thước, trọng lượng và chi phí của thiết bị. Vì lý do này, tiềm năng và tính khả thi của VNA-on-chip được đánh giá. Do đó, các nghiên cứu lý thuyết và thực hành đã được thực hiện bằng cách sử dụng các máy đo phản xạ vi sóng băng hẹp với các mức độ tích hợp khác nhau. Sau khi chứng minh khái niệm thành công, một chipset chuyên dụng cho máy phân tích mạng vector 2 cổng 4-32 GHz tích hợp cao đã được phát triển bằng công nghệ silicon germanium (SiGe). Chipset này có thể được sử dụng để triển khai máy phân tích mạng heterodyne và có bộ tạo tín hiệu kích thích với bộ chuyển mạch tích hợp và chip thu bốn kênh. Trong một bước tiếp theo, một giao diện RF tích hợp hoàn toàn đã được trình diễn, bao gồm các thành phần chỉ thị trên chip. Kết hợp với một bộ trình diễn phần cứng dạng mô-đun, cụm thiết bị này hoạt động như một bộ phân tích mạng vector 2 cổng thu nhỏ từ 4 GHz đến 32 GHz. Ma trận S 2 x 2 đo được cho thấy sự phù hợp tuyệt vời với kết quả thu được từ các thiết bị đo lường thương mại. Các phép đo có độ lặp lại cao và độ trôi theo thời gian là không đáng kể. Hơn nữa, các bộ phân tích mạng tích hợp cao đã được áp dụng cho các tình huống y sinh. Với mục đích này, một bộ phân tích dựa trên phản xạ với đầu dò ngoài cũng như một bộ phân tích dựa trên truyền dẫn với cảm biến trên chip đã được trình bày và so sánh với một hệ thống cảm biến thay thế.

Abstract:

This book addresses the topic of highly integrated vector network analysis. Due to its significant contributions to past technological advances and its current great potential in the field of biomedical instrumentation and sensing, network analysis techniques play an important role in microwave and wireless engineering. However, the application of network analyzers is often limited by the size, weight, and cost of the equipment. For this reason, the potential and feasibility of VNA-on-chip are evaluated. Therefore, theoretical and practical studies have been performed using narrowband microwave reflectometers with different levels of integration. After a successful proof of concept, a dedicated chipset for a highly integrated 4-32 GHz 2-port vector network analyzer has been developed using silicon germanium (SiGe) technology. This chipset can be used to implement heterodyne network analyzers and has an excitation signal generator with integrated switches and a four-channel receiver chip. In a further step, a fully integrated RF interface was demonstrated, including on-chip indicator components. Combined with a modular hardware demonstrator, the device assembly functions as a miniature 2-port vector network analyzer from 4 GHz to 32 GHz. The measured 2 x 2 S-matrices show excellent agreement with results obtained from commercial measurement devices. The measurements are highly repeatable and the drift over time is negligible. Furthermore, highly integrated network analyzers have been applied to biomedical scenarios. For this purpose, a reflection-based analyzer with an external probe as well as a transmission-based analyzer with an on-chip sensor were presented and compared with an alternative sensing system.

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Nehring, Johannes
Thông tin nhan đề:	Highly Integrated Microwave Vector Network Analysis Circuits and Systems for Instrumentation and Sensing Applications
Nhà xuất bản:	FAU University Press
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Điện tử - Viễn thông
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0
Nguồn gốc:	https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/105768
Mô tả vật lý:	131p.
Năm xuất bản:	2017