Projektnehmer:

• Universitat Duisburg-Essen (UDE), Faculty of Engineering, Electrical Engineering and Information Technology Department
• Ruhr-Universitat Bochum (RUB), Faculty of Electrical Engineering and Information Sciences
• Bergische Universitat Wuppertal (BUW), School of Electrical, Information and Media Engineering
• Technische Universitat Darmstadt (TUD), Department of Electrical Engineering and Information Technology
• Fraunhofer lnstitut tor Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR), Wachtberg
• Fraunhofer lnstitut tor Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS), Duisburg
  
  

Projektbeschreibung:

Dieses Projekt zielt darauf ab, kompakte, ultra-breitbandige Transceiver-Front-Ends in Silizium-Technologie für Multi-Color-Bildgebung und Breitband-CW-Spektroskopie zu erkunden. Die heutigen spektroskopischen Systeme im Terahertz-Frequenzbereich basieren in der Regel auf optoelektronischen Komponenten. Obwohl diese Systeme natürlich eine hohe Bandbreite bieten, sind sie sperrig und somit fehlt ihnen die Portabilität in zukünftigen mobilen Spektroskopsystemen. Im Gegensatz dazu bietet die siliziumbasierte Halbleitertechnologie ein kostengünstiges Potenzial und eine unübertroffene Kompaktheit, ist aber in der Betriebsfrequenz und Bandbreite stark eingeschränkt. Dieses Projekt wird diese Einschränkungen durch einen neuartigen konzeptionellen Ansatz für Silizium-basierte Terahertz-Front-End-Design herausfordern. Daneben wird ein kohärentes Mehrfarben-Bildgebungskonzept vorgeschlagen. Es nutzt abstimmbare Breitband-Sender- und Empfängerschaltungen, die gleichzeitig mit mehreren Harmonischen arbeiten. In Analogie zur Terminologie für sichtbares Licht können diese Harmonischen auf verschiedene Farben abgebildet werden. Jede dieser Farben enthält spektroskopische Informationen über die störenden Materialien. Innerhalb dieses Projektes wollen wir die Betriebsbandbreite des Mehrfarbensystems auf 0,15-1,5 THz vergrößern, um letztlich eine lückenlose Extraktion der spektroskopischen Informationen in einer Dekade der Bandbreite zu ermöglichen. Zusätzlich wird erwartet, dass sie eine einstellbare Polarisationsempfindlichkeit für Messungen von Depolarisationseffekten bereitstellen.

Die zentrale Langzeitforschungsfrage in diesem Projekt ist, ob die notwendigen Durchbrüche erreicht werden können, um eine vollständige Abdeckung des 0,15-1,5 THz-Bandes mit einem gleichzeitigen, hohen Abbildungs-Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu ermöglichen. Um diese Frage zu beantworten, werden einige fortschrittliche Schaltungsverfahren auf der Basis modernster SiGe-HBT-Technologie untersucht.