2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15662In der laufenden Projektphase wird die 3D-Integration eines kleinen Sende-Arrays und eines CMOS-Leistungsverstärkers im W-Band mittels eines kostengünstigen stereolithografischen Prozesses demonstriert. Die verfügbare Bandbreite von 35 GHz, duale Polarisation und die Verwendung moderat komplexer Modulationsverfahren ermöglichen Datenraten von bis zu 100 Gbit/s. Das Hauptziel des vorliegenden Antrags ist, dieses Konzept auf einen vollständigen Empfänger mit unabhängiger Strahlsteuerung in zwei Polarisationen zu erweitern und eine Datenübertragung mit 100 Gbit/s zu demonstrieren. Dafür sollen ein innovatives Frontend bestehend aus einer breitbandigen, zirkular polarisierten W-Band-Antenne und einem nachgeschalteten Empfänger-Chip für 100 Gbit/s als System-in-Package implementiert und als Element in einem größeren Gruppenstrahler verwendet werden. Der CMOS-Chip soll nicht nur rauscharm verstärken und abwärtsmischen, sondern auch die Analog-Digital-Wandlung vornehmen. Aufbau der Antenne und Integration des Chips sollen mit dem gleichen kostengünstigen 3D-Herstellungsprozess wie bisher erfolgen. Der Chip wird an der TU Berlin von den Arbeitsgruppen (AG) Böck (MWT) für den HF-Teil und Gerfers (MSC) für den Digital-Teil entworfen, während Antennen- und Packaging-Fragen an der TU Hamburg-Harburg von der AG Jacob (TUHH) bearbeitet werden. Die System-Performanz soll experimentell in Zusammenarbeit mit dem SPP 1655-Vorhaben Tera50+ von der Universität Duisburg-Essen verifiziert werden. Damit sollen zum einen die Empfängerseite und zum anderen die mit einem solch komplexen Systemaufbau einhergehende höhere Integrationsdichte untersucht werden.In the ongoing first project phase the 3D-integration of a small transmitter array and a CMOS power amplifier at W-band using a low-cost stereolithographic process is demonstrated. The available bandwidth of 35 GHz, dual-polarization, and the use of moderately complex modulation schemes suffice for data rates up to 100 Gbit/s.The main goal of the present proposal is to extend this concept to a complete receiver with independent beam-steering for the two polarizations and to demonstrate data transmission at 100 Gbit/s. An advanced frontend consisting of a wideband, circularly polarized antenna at W-band and its subsequent receiver chip for 100 Gbit/s shall thus be implemented in a system-in-package and shall be used as an element of a larger array. The functionality of the chip shall include down-conversion and conversion to the digital domain. The same low-cost 3D-manufacturing process as previously shall be used for the antenna design and the integration of the receiver chip. The chip design shall be performed by the Working Groups (WG) of Prof. Böck (RF part) and Prof. Gerfers (digital part) from TU Berlin, while the antenna and packaging issues shall be addressed by the WG of Prof. Jacob from TU Hamburg-Harburg (TUHH). The system performance shall be experimentally verified in cooperation with the SPP1655 project Tera50+ from the University at Duisburg-Essen. This way the receiver side and the higher integration density associated with a complete receiver unit within a larger array will be investigated.