TY - THES AB - Leicht zugängliche Kommunikation war der Schlüssel für die rasante technologischeund gesellschaftliche Entwicklung im letzten Jahrhundert. Kommunikation hat geografische und politische Grenzen niedergerissen und uns die Möglichkeit gegeben,Informationen über die ganze Welt in einem - methaporischen - Wimpernschlag auszutauschen. Kommunikation hat jedoch nicht bei der Übermittlung des geschriebenenoder gesprochenen Wortes aufgehört, so dass wir heute eine hohe Nachfrage nachVideostreaming - in Form von Youtube, Netflix, Twitch etc. - und reiner Datenübertragung für beispielsweise Cloud Computing sehen.Diese gestiegenen Anforderungen haben zu verschiedenen Kommunikationsstandardsund ihrer Evolution geführt, z.B. für die drahtlose Kommunikation von GPRS bis zumheutigen 5G. Der exponentiell Datenverbrauch zwingt die Forschung, neue Wege zufinden, um Engpässe zu beseitigen und Datenraten zu erhöhen. Eine Lösung zur Erhöhung der Datenraten ist die Nutzung von mehr Bandbreite oder mit anderen Wortendie Belegung größerer Teile des Frequenzspektrums.Durch diesen unstillbaren Durst nach Bandbreite wird Millimeterwellen-Kommunikationzunehmend attraktiv und es wird erwartet, dass die Betriebsfrequenzen und die Bandbreite in den nächsten Jahrzehnten weiter zunehmen werden. Für die nächste Generation der drahtlosen Kommunikation (Beyond5G oder 6G) sind Trägerfrequenzen biszu 300 GHz für Forschung und Entwicklung interessant geworden. Allerdings stößt dieForschung in diesem Frequenzbereich an die technologischen Grenzen der bestehendenHalbleitertechnologien.Diese Dissertation befasst sich mit der Implementierung von dual-polarisierten Sendernund Empfängern bei Betriebsfrequenzen bis zu 300 GHz. Eine erfolgreiche Implementierung erlaubt die Addressierung eines bisher ungenutzen Frequenzbandes, welchesdurch das IEEE als potentielle Lösung für breitbandige, kabellose Kommunikationgesehen wird. Hierfür müssen zunächst die einzelnen Bestandteile des Senders undEmpfängers von Grund auf neu entwickelt werden, um die entsprechende Bandbreitean der technologischen Grenze zu erreichen.Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein dual-polarisierter Sender und Empfängerin einer fortgeschrittenen 0,13 µm Silicon germanium (SiGe) BiCMOS Technologie verwendet. Im Verlauf der Dissertation werden zunächst die einzelnen Grundbausteine,hier im speziellen die beiden Mischer, der Leistungsverstärker und die Trägerfrequenzgenerierung beschrieben und ihre Messergebnisse präsentiert. Daraufhin werden dieGrundbausteine zu vollständigen Sender und Empfängern zusammengesetzt, welchegefertigt wurden. Um die Sender und Empfänger zu charakterisieren wurden spezielleLeiterplatten entwickelt, die einen breitbandigen Zugriff auf die eigentlichen integrierten Schaltungen ermöglichen.Sowohl Sender als auch Empfänger werden zunächst einzeln charakterisiert, um sodie Leistungsmetriken wie Ausgangsleistung und Bandbreite zu extrahieren. Zusätzlich werden Sender und Empfänger in einer Distanz von 60 cm zueinander aufgebautund die eigentliche Funkstrecke charakterisiert. Zusätzlich zur reinen, ideallen Messung werden über den aufgebauten Kanal Daten übertragen, um das Potenzial desKommunikationssystems zu erfassen. Im Rahmen des Enticklungsprozesses und derCharakterisierung werden einzelne Problemstellungen diskutiert, welche sich aus derFrequenzskalierung und der erhöhten Systemkomplexität ergeben. Entsprechende Lö-sungsansätze werden hierbei auch diskutiert.Die hier präsentierten Sender und Empfänger stellen den ersten rein auf Siliziumbasierten Kommunikationskanal da, welcher bei Trägerfrequenzen bis zu 300 GHz eineerfolgreiche Datenübertragung erlaubt. Die aktuell bestehenden Limitierungen durchden Aufbau und des Empfängers schränken die maximale Datenrate auf 40 GBit/s ineiner QPSK-Modulation ein.Alles in allem zeigt diese Dissertation, dass siliziumbasierte Kommunikation bei 300 GHzmöglich ist und Silizium somit als potentieller Lösungsansatz für zukünftige TerahertzKommunikation geeignet ist. AU - Bücher, Thomas CY - Wuppertal DA - 2024 DO - 10.25926/BUW/0-838 DP - Bergische Universität Wuppertal KW - Breitbandig KW - Kommunikation KW - 300 GHz KW - 6G KW - Silizium KW - Silizium Germanium KW - HBT KW - Leistungsverstärker KW - Sender KW - Empfänger KW - 40 Gbit/s KW - Broadband KW - Communication KW - Silicon KW - Silicon Germanium KW - Power Amplifier KW - Transmitter KW - Receiver LA - eng N1 - Bergische Universität Wuppertal, Dissertation, 2024 PB - Veröffentlichungen der Universität PY - January 2024 SP - 1 Online-Ressource (xxi, 143 Seiten) : Illustrationen T2 - Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik TI - Towards broadband communication at 300 GHz in silicon UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:468-2-5584 Y2 - 2026-01-13T14:50:28 ER -