I. Giới thiệu và bối cảnh
Luận án tiến sĩ này tập trung vào thiết kế RFIC BICMOS dải kép millimeterwave cho hệ thống radar và truyền thông. Nghiên cứu này xuất phát từ nhu cầu ngày càng tăng về các hệ thống không dây hiệu suất cao, đặc biệt trong các ứng dụng radar tầm ngắn và truyền thông tốc độ cao. RFIC và BICMOS là hai công nghệ chính được sử dụng để phát triển các mạch tích hợp tần số cao, đáp ứng yêu cầu về hiệu suất và kích thước nhỏ gọn. Luận án đề xuất các kiến trúc mạch mới và kỹ thuật tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất của các khối xây dựng RFIC trong dải tần millimeterwave.
1.1. Bối cảnh và động lực nghiên cứu
Các hệ thống không dây, bao gồm hệ thống radar và truyền thông, đóng vai trò quan trọng trong xã hội thông tin hiện đại. Nghiên cứu này nhấn mạnh vào việc phát triển các hệ thống radar tầm ngắn và truyền thông tốc độ cao sử dụng công nghệ RFIC và BICMOS. Các hệ thống này yêu cầu hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn và chi phí thấp, đặc biệt trong dải tần millimeterwave. Luận án đề xuất các giải pháp mới để đáp ứng các yêu cầu này, bao gồm các kỹ thuật tối ưu hóa mạch và thiết kế mạch tích hợp.
II. Thiết kế mạch RFIC BICMOS
Luận án trình bày các kiến trúc mạch mới cho thiết kế RFIC BICMOS, bao gồm các khối xây dựng như bộ khuếch đại công suất, bộ chuyển đổi tần số và bộ lọc. Các kỹ thuật như tối ưu hóa mạch và bù nhiễu được sử dụng để cải thiện hiệu suất của các mạch này trong dải tần millimeterwave. Một trong những đóng góp chính của luận án là đề xuất một kiến trúc bộ chuyển đổi tần số mới với độ cách ly cao và khả năng hoạt động đồng thời trên hai dải tần.
2.1. Thiết kế bộ khuếch đại công suất dải kép
Luận án đề xuất một lớp mới của các mạng phối hợp trở kháng dải kép, cho phép phối hợp đồng thời hai tải tùy ý với hai nguồn tùy ý ở hai tần số khác nhau. Kỹ thuật này được áp dụng trong thiết kế bộ khuếch đại công suất 25.5/37-GHz, mang lại hiệu suất cao và khả năng hoạt động đồng thời trên hai dải tần.
2.2. Thiết kế bộ chuyển đổi tần số
Một kiến trúc bộ chuyển đổi tần số mới với độ cách ly cao được đề xuất và phân tích. Kiến trúc này đạt được độ cách ly cực cao thông qua việc triển khai kỹ thuật triệt nhiễu RF mới. Kết quả thử nghiệm cho thấy bộ chuyển đổi tần số này hoạt động hiệu quả trong dải tần millimeterwave, đáp ứng yêu cầu của các hệ thống radar và truyền thông.
III. Ứng dụng thực tế
Luận án không chỉ tập trung vào thiết kế mạch mà còn nhấn mạnh vào các ứng dụng thực tế của các mạch RFIC BICMOS trong hệ thống radar và truyền thông. Các mạch được thiết kế có khả năng tạo ra các xung RF hẹp và điều chỉnh được, cho phép hệ thống radar hoạt động linh hoạt ở nhiều độ phân giải khác nhau. Đồng thời, các mạch này cũng hỗ trợ truyền thông tốc độ cao thông qua việc truyền các xung RF hẹp ở tốc độ cao.
3.1. Ứng dụng trong hệ thống radar
Các mạch RFIC BICMOS được thiết kế trong luận án có khả năng tạo ra các xung RF hẹp và điều chỉnh được, giúp cải thiện độ phân giải và hiệu suất của hệ thống radar. Đặc biệt, các mạch này có thể hoạt động đồng thời trên hai dải tần, mang lại tính linh hoạt cao trong các ứng dụng radar tầm ngắn.
3.2. Ứng dụng trong truyền thông
Các mạch RFIC BICMOS cũng được áp dụng trong các hệ thống truyền thông tốc độ cao. Khả năng tạo ra các xung RF hẹp và truyền ở tốc độ cao giúp cải thiện tốc độ truyền dữ liệu và hiệu suất của hệ thống truyền thông.
IV. Kết luận và đóng góp
Luận án đã đóng góp đáng kể vào lĩnh vực thiết kế RFIC BICMOS thông qua việc đề xuất các kiến trúc mạch mới và kỹ thuật tối ưu hóa. Các mạch được thiết kế không chỉ đáp ứng yêu cầu về hiệu suất mà còn mang lại tính linh hoạt cao trong các ứng dụng hệ thống radar và truyền thông. Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển mới cho các hệ thống không dây hiệu suất cao trong tương lai.
4.1. Đóng góp chính
Luận án đã đề xuất các kiến trúc mạch mới và kỹ thuật tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất của các mạch RFIC BICMOS trong dải tần millimeterwave. Các mạch được thiết kế có khả năng hoạt động đồng thời trên hai dải tần, mang lại tính linh hoạt cao trong các ứng dụng thực tế.
4.2. Hướng phát triển tương lai
Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển mới cho các hệ thống không dây hiệu suất cao, đặc biệt trong các ứng dụng hệ thống radar và truyền thông. Các kỹ thuật và kiến trúc mạch được đề xuất có thể được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống không dây tương lai.
