mm-wave radar
- Reference number
- SM15-0002
- Start and end dates
- 160201-171231
- Amount granted
- 828 000 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The main objective of this project is to evaluate new advanced III-N semiconductor technologies for use in future mm-wave active electronically scanned array (AESA) for sensing and mobile communication systems. The microwave transceiver front-end in these systems have challenging requirements in terms of output power, efficiency, linearity, noise, and thermal management, and the most promising semiconductor technologies for fulfilling these requirements are III-N (e.g. GaN, InN, and InAlN). The mm-wave AESA system will have densely packed transceiver with high output power, and hence thermal management becomes critical. To address this, the high temperature performance of III-N will be evaluated in terms of suitability for use in these systems. Furthermore, the system performance can be significantly impaired by defects and impurities in the semiconductor causing low frequency distortion. This will be addressed by advanced characterization on transistors as well as transceiver sub-circuits to link the dispersive effects to system performance. The expected outcome of the project is the following: •"Updated technology roadmap for future mm-wave transceiver front-ends •"Increased competiveness of the Swedish III-N cluster
Popular science description
Saab är ett världsledande företag när det gäller utveckling och tillverkning av radar och sensorer. Förra året (2014) så släppte Saab världens första elektronisk fasstyrda gruppantennsystem (AESA) med mikrovågssändare tillverkade i halvledarmaterialet GaN. Detta projekt syftar till att möjliggöra framtida radarsystem som arbetar vid mm-vågs frekvenser, vilket sätter nya tuffa krav på halvledarteknologin i termer av uteffekt, verkningsgrad, linjäritet, brus, samt även byggsätt och kylning av dessa system. Projektet ska jobba både med dagens kommersiella GaN teknologi, men även andra III-N material som enbart finns i forskningslabben idag t.ex InAlN, och InN. GaN har sedan det började utvecklas i slutet av 90-talet varit högintressant för effektgenerering vid mikrovågsfrekvenser, och har rekordsnabbt gått från att bara finnas i forskningslabb till att idag finnas i kommersiella produkter så som radarsystem. Som en följd av denna snabba införande i produkter är att teknologin fortfarande utvecklas kraftigt, och det finns fortfarande en hel del problem, t.ex defekter i materialet som leder till försämrad systemprestanda. Att förstå hur dessa defekter påverkar prestandan och begränsar användningen är av stor väsentlighet när man ska utveckla nya system som innehåller kretsar i GaN, vilket är ett av målen med projektet. Framtidens mm-vågs AESA system kommer vara av intresse både för försvarsindustrin, men även av väldigt stort intresse för telekomindustrin, så som Ericsson. För att klara de krav som satts upp för 5G så finns ett behov av stora gruppantenner som arbetar inom mm-vågsområdet. Den teknologi som är högintressant för detta ändamål är en optimerad GaN teknologi, men även andra material inom III-N området, t.ex InAlN, kan vara av stort intresse. En mm-vågs AESA kommer att ha hundratals sändare packade tätt ihop, och kylning kommer att vara kritiskt. Därför syftar detta projektet på att dels utvärdera III-N teknologier för mm-vågs tillämpningar, samt att studera möjligheten att göra elektronik i InAlN som kan användas vid höga temperaturer och därmed minska kraven på kylning i dessa system.