Pressmeddelande -

Integrerad mikrovågsförstärkare ger extremt lågt brus

Forskare vid Chalmers har demonstrerat en integrerad förstärkare med det lägsta bruset hittills. Förstärkaren erbjuder nya möjligheter att detektera den svagaste elektromagnetiska strålningen, till exempel avlägsna signaler från fjärran galaxer.

En grundläggande egenskap hos en förstärkare i en radiomottagare är dess brusfaktor. Denna anges i decibel (dB). En typisk brusfaktor hos förstärkare i mobiltelefonisystem är några tiondels dB.

Förra året rapporterade Chalmers ett världsrekord för en lågbrusig förstärkare i den ansedda tidskriften Electron Device Letters. Förstärkaren uppvisade en brusfaktor på 0.018 dB och hade en bandbredd på 4-8 GHz. Förstärkaren var konstruerad i en hybridlösning, vilket begränsade dess användning i större kvantiteter.

Chalmers har nu i samarbete med företaget Low-Noise Factory publicerat en integrerad extremt lågbrusig förstärkare. Forskarna har utvecklat en unik halvledarprocess för så kallade hemt-transistorer (high electron mobility transistors; transistorer med hög elektronhastighet) i materialet indiumfosfid. Transistorer och andra halvledarelement har tillverkats monolitiskt på ett chip på en indiumfosfidbricka. Samtliga delar i material, komponent, process och förstärkardesign har optimerats för lägsta möjliga brus.

Detta har möjliggjort en fullt integrerad förstärkare med en extremt liten brusfaktor på 0.045 dB. Förstärkaren är mycket bredbandig, 0.5-13 GHz, och uppvisar en hög förstärkning på 38 dB över frekvensbandet.  För att nå dessa extrema prestanda kyls förstärkaren till minus 260 grader Celsius.

– Kombinationen av hög förstärkning, stor bandbredd och extremt låg brusfaktor gör denna krets särskilt attraktiv för stora multipixelsystem med tusentals antennelement, säger Jan Grahn, som leder forskargruppen på Chalmers.  Tack vare den nya integrerade processen kan förstärkaren tillverkas i tusentals exemplar med hög repeterbarhet.

– Ett möjligt exempel på framtida tillämpning är det planerade radioteleskopet SKA (Square Kilometer Array) som Onsala rymdobservatorium vid Chalmers är med och utvecklar i ett internationellt projekt. För tillämpningar som SKA innebär även en liten minskning i brusfaktor på ingångsförstärkaren stora potentiella vinster i systemdesign.

Fakta om forskningen
Arbetet har utförts i samverkan mellan Chalmers och företag i Gigahertz Centrum, ett centrum där Chalmers, ett institut och tolv företag bedriver forskning och innovation för stärkt svensk konkurrenskraft inom mikrovågsteknik för kommunikations- och sensorsystem. Gigahertz Centrum ingår i Vinnovas Vinn Excellence program 2007-2016.

För mer information, kontakta
Jan Grahn, Mikroteknologi och Nanovetenskap, Chalmers tekniska högskola, 0730-34 62 99, jan.grahn@chalmers.se

Ämnen

  • Ingenjörskonst

Kategorier

  • elektronik

Chalmers i Göteborg forskar och utbildar inom teknik, naturvetenskap och arkitektur, med en hållbar framtid som allomfattande vision. Chalmers är känt för sin effektiva innovationsmiljö och har åtta styrkeområden av internationell dignitet – Energi, Informations- och kommunikationsteknologi, Livsvetenskaper, Materialvetenskap, Nanovetenskap och nanoteknologi, Produktion, Samhällsbyggnad och Transport.

Kontakter

Relaterad media

Relaterat innehåll

  • Sverige går med i globalt radioteleskop-projekt

    Onsala rymdobservatorium har som representant för Sverige formellt accepterats som medlem i det internationella konsortiet som ska konstruera radioteleskopet SKA (Square Kilometre Array). När det är färdigbyggt kommer SKA att bli världens största och mest avancerade radioeleskop. Ett av dess vetenskapliga mål är att söka svar på fundamentala frågor om universum och jordens plats i det.

  • Svenskt bidrag är redo för världens största radioteleskop

    ​När världens största radioteleskop byggs om några år kommer teknik från Chalmers finnas i hundratals känsliga, rymdriktade antenner i Sydafrika. Nu passeras en milstolpe för Sveriges största bidrag hittills till projektet SKA, nämligen ett toppmodernt matarhorn som utvecklats i Onsala och Göteborg och som nu levererats till Kanada för testning.

  • Svensk tratt fångar kosmiska vågor i världens största teleskop

    Nu är den på plats i Sydafrika: Chalmers mest avancerade radiomottagare och Sveriges huvudbidrag till rekordteleskopet SKA (Square Kilometre Array). Den blanka tratten är en skarp prototyp som nu testas i Karoo-öknen, ett avgörande steg mot ett radioteleskop som ska utmana våra idéer om tid och rum.

Fyll i din epostadress för att följa Chalmers tekniska högskola

När du väljer att skapa ett konto och följa ett nyhetsrum kommer dina personuppgifter behandlas av oss och av ägaren av nyhetsrummet för att du ska kunna motta nyheter och uppdateringar enligt dina bevakningsinställningar.

För att läsa mer om detta, var vänlig läs vår Integritetspolicy som berör vår behandling av dina personuppgifter, och Integritetspolicy för Contacts som berör behandlingen av dina personuppgifter från ägaren av nyhetsrummet du följer.

Vänligen notera att våra Användarvillkor gäller alla våra tjänster.

Du kan dra tillbaka ditt samtycke när som helst genom att avregistrera dig eller genom att ta bort ditt konto.
Kolla din inkorg

Mejl skickat till __email__. Klicka på länken i mejlet för att följa Chalmers tekniska högskola.

Okej