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Tesi etd-04152004-113811


Thesis type
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Author
D'Ascoli, Francesco
email address
frarit@inwind.it
URN
etd-04152004-113811
Title
Commutatore di antenna integrato in tecnologia BiCMOS per WLAN a 5-6 GHz
Struttura
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Commissione
relatore Prof. Neri, Bruno
Parole chiave
  • WLAN
  • PA
  • LNA
  • radiofrequenza
  • BiCMOS
  • BSI
  • commutatore di antenna
  • switch
  • RFIC
Data inizio appello
04/05/2004;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
04/05/2044
Riassunto analitico
Il settore delle telecomunicazioni ha avuto sicuramente un ruolo da protagonista negli ultimi venti anni grazie alla diffusione di massa della telefonia cellulare e più recentemente con lo sviluppo delle reti wireless, di cui fanno parte le WLAN (Wireless Local Area Network).<br>Gran parte di questo successo è stato possibile grazie all’enorme sviluppo ottenuto nel campo dell’elettronica. Infatti grazie alla realizzazione di sistemi di ricetrasmissione sempre più integrati, quegli stessi dispositivi che un ventennio fa erano ingombranti e costosi oggi occupano spazi notevolmente inferiori e hanno avuto una diffusione di massa grazie ai loro costi contenuti. <br>Questa corsa alla miniaturizzazione dei dispositivi non si è conclusa ed investe ogni campo dell’elettronica con particolare riguardo all’ambito delle telecomunicazioni. La motivazioni di fondo sono le esigenze economiche delle industrie del settore, che mirano alla riduzione dei costi di fabbricazione, degli ingombri e del consumo di energia con la prospettiva di sempre maggiori profitti.<br>Come accennato in precedenza l’attenzione si è spostata dai sistemi cellulari, ormai diffusi in tutto il mondo, alle WLAN che sono reti di telecomunicazioni locali costituite da terminali posti a breve distanza fra loro e collegati senza fili. All’inizio degli anni novanta non ebbero il decollo commerciale che era stato previsto a causa della mancanza di “Standard Industriali” globalmente riconosciuti, ovvero della descrizione delle caratteristiche che devono avere i dispositivi per le applicazioni wireless. Questo portò le singole aziende del settore allo sviluppo di protocolli wireless completamente differenti, con l’impossibilità della realizzazione di reti locali con dispositivi realizzati da produttori diversi. Solo dalla metà degli anni Novanta sono emersi quegli Standard Industriali, che hanno consentito di superare questi problemi e che hanno dato un deciso impulso commerciale alle WLAN. Il primo di questi standard è stato l’ IEEE.802.11 che consente un data rate fino a 2 Megabit per second (Mbps) nella banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) a 2.4 GHz. Purtroppo tale “rate” è insufficiente per molte applicazioni e la banda ISM risulta particolarmente “affollata”. Per questo motivo sono nati altri standard tra cui l’ IEEE.802.11.a e l’HiperLAN2 che operano a frequenze di 5-6 GHz con un data rate massimo di 54 Mbps. Viste le potenzialità offerte da questi recenti standard, gli sforzi tecnologici sono rivolti alla realizzazione di circuiti che operino efficientemente a tali frequenze e che rispondano alle esigenze di una sempre maggiore integrazione. Infatti l’obiettivo principale e più ambizioso delle aziende del settore è la realizzazione di un ricetrasmettitore completamente integrato, sfruttando sia i progressi tecnologici sia soluzioni architetturali sempre più “intelligenti”. Fra gli ultimi componenti che ancora oggi non vengono integrati vi sono il Power Amplifier e il commutatore di antenna che vengono realizzati ancora in forma discreta.<br>Il programma “COFIN 2002” si inserisce in questo contesto proponendosi l’obiettivo di realizzare un ricetrasmettitore completamente integrato per WLAN a 5-6 GHz. Il progetto è stato suddiviso in due fasi: la prima si propone il design delle singole celle del ricetrasmettitore e la relativa integrazione di ciascuna di esse; la seconda prevede le misurazioni sui primi prototipi e la ri-progettazione (re-design) delle singole celle per la successiva integrazione in macrocelle. Questo lavoro di tesi si è inserito nella seconda fase del programma con l’obiettivo di effettuare il re-design del commutatore di antenna completamente integrato basato sulla tecnica del BSI (Boot-Strapped Inductor [3.1]), realizzato durante la prima fase. <br>Viene presentato lo stato dell’arte attuale dei switch di antenna. Viene presentato il tool di simulazione Agilent Technologies Advanced Design System (ADS). Viene esposta la tecnologia utilizzata nell’ambito del progetto. È discussa la progettazione del commutatore di antenna e del LNA e del PA necessari per valutare le prestazioni del commutatore stesso. Infine sono presentate le simulazioni e i relativi risultati.<br><br>
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