Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
Design and Optimization of Frequency Multipliers and Mixers at Millimeter and Submillimeter-Wave Bands
Año:2008
Áreas de investigación
  • Procesado y análisis de la señal
Datos
Descripción
La primera parte de la tesis está enfocada en el modelado físico de Diodos Schottky para aplicaciones en milimétricas y submilimétricas. Las diferentes alternativas disponibles van desde los modelos más simples (modelos analíticos) hasta los modelos más complicados (modelos basados en simulación de Monte Carlo), pasando por soluciones intermedias basadas en simplificaciones de la ecuación de Boltzmann (modelos basados en la teoría de Arrastre-Difusión y modelos hidrodinámicos). Cuanta mayor sea la complejidad, mayor será el coste computacional requerido en la simulación. Los modelos de arrastre-difusión representan un buen compromiso entre precisión y tiempo de simulación. Sin embargo, estos modelos presentan algunas limitaciones que deben ser analizadas y tenidas en cuenta en el diseño de circuitos a estas bandas de frecuencias. En este sentido, la simulación de Monte Carlo puede ser empleada para identificar estas limitaciones, entender los fenómenos físicos asociados a ellas y refinar los modelos existentes de arrastre-difusión con el fin de mitigar el impacto de las limitaciones de los modelos en la simulación de circuitos de milimétricas y submilimétricas. El estudio en profundidad de la física de los diodos Schottky mediante técnicas de Monte Carlo, así como la utilización de los resultados de Monte Carlo para la mejora de los modelos de arrastre-difusión tradicionales para simulación de circuitos en milimétricas y submilimétricas, es la principal aportación de esta parte de la tesis. La segunda parte consiste en el diseño y optimización de circuitos hasta 2.4 THz por medio de un herramienta propia de simulación de circuitos en bandas de milimétricas y submilimétricas. Esta herramienta incorpora modelos físicos precisos de los diodos Schottky basados en la teoría de arrastre-difusión. El empleo de técnicas de balance armónico permite una optimización conjunta tanto de la estructura interna de los diodos como del circuito exterior. La aportación principal de la tesis en esta parte es la extensión de las técnicas tradicionales de balance armónico al análisis de circuitos excitados por señales multi-tono, como es el caso de los mezcladores. Para ello, se ha adoptado un nuevo algoritmo basado en la transformada de Fourier cuasi-periódica (APFT). De esta forma, y análogamente al caso de multiplicadores, se puede realizar una optimización conjunta de la estructura de los diodos y del circuito exterior sin realizar ninguna aproximación en lo que se refiere a las frecuencias de oscilador local (OL) y radiofrecuencia (RF) y a las potencias disponibles a cada frecuencia.
Internacional
Si
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
04/04/2008
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: José Vicente Siles Pérez (UPM)
  • Director: Jesus Grajal De la Fuente (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Microondas y Radar
  • Departamento: Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones
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