Peningkatan yang drastik dalam industri komunikasi mudah alih telah menyebabkan permintaan kapasiti dan kelajuan yang tinggi dalam rangkaian tanpa wayar. Kelajuan 4G LTE terkini adalah sebanyak 20 Mbps hingga 1 Gbps. Teknologi 5G dijangka mempunyai kelajuan sepuluh kali ganda lebih baik daripada 4G LTE. Spektrum frekuensi yang diperuntukkan untuk terknologi terkini iaitu sistem tanpa wayar generasi keempat (4G) LTE semakin sesak. Oleh itu, jalur frekuensi yang baru diperlukan untuk menyokong teknologi komunikasi masa hadapan yang dikenali sebagai sistem tanpa wayar generasi kelima (5G). Ka-band merupakan calon yang paling sesuai untuk digunakan dalam teknologi 5G. Bagi merealisasikan idea di sebalik teknologi 5G, gabungan pemancar dan penerima radio yang baru diperlukan. Sistem gabungan pemancar dan penerima radio terdiri daripada rangkaian penerima dan pemancar. Penguat hingar rendah (LNA) merupakan komponen elektronik yang terdapat pada rangkaian hadapan penerima radio. Dalam projek ini, satu LNA direka bagi memenuhi keperluan sistem 5G. LNA tersebut direka bentuk dalam perisian Agilent Advanced Design System (ADS). Transistor yang berasaskan GaAs, FHR02X yang beroperasi pada 28 GHz daripada Fujitsu digunakan dalam simulasi memandangkan sifatnya menyerupai transistor yang digunakan dalam proses penghasilan LNA. GaAs pHEMT MMIC LNA HMC519LC4 daripada Hittite Corporation digunakan dalam proses reka bentuk dan penghasilan LNA. Reka bentuk ini kemudiannya dihasilkan menggunakan papan litar bercetak Rogers RO4003C. Pada frekuensi 28 GHz, LNA yang dicetak dalam proses penghasilan berjaya mencapai gandaan linear sebanyak 10.91 dB manakala nilai kehilangan pulangan kemasukan 𝑆11 dan nilai kehilangan pulangan pengeluaran 𝑆22 masing-masing ialah – 7.75 dB dan – 22.13 dB. LNA yang direka dalam proses skematik simulasi pula berjaya menunjukkan gandaan linear sebanyak 9.185 𝑑𝐵, noise figure (NF) sebanyak 3.840 𝑑𝐵 manakala nilai kehilangan pulangan kemasukan 𝑆11 ialah −13.124 𝑑𝐵 dan nilai kehilangan pengeluaran 𝑆22 ialah −15.455 𝑑𝐵.
_______________________________________________________________________________________________________
A tremendous growth in the mobile communication industry has increased the necessity for higher capacity and faster speed in wireless networks. The current speed of 4G LTE is about 20 Mbps to 1 Gbps. 5G technology is expected to have speed tenth times faster than 4G LTE could ever offer. The frequency spectrum allocated for current technology called as the fourth generation (4G) LTE wireless system is now overcrowded. Hence, a new frequency band is needed to support the future communication technology, which is known as the fifth generation (5G) wireless system. Ka-band is the prime candidate to be used in 5G technology. In order to manifest the idea behind 5G technology, a new transceiver system is needed. A transceiver system consists of a receiver and a transmitter network. Low Noise Amplifier (LNA) is an electronic component which is found at the front-end of receiver network. In this project, an LNA is designed to meet the 5G system requirements. The LNA is designed in Agilent Advanced Design System (ADS) software. A GaAs-based transistor, FHR02X working at 28 GHz from Fujitsu is used in the simulation as its characteristics is more likely the same as the transistor used in LNA fabrication process. An off-the-shelf GaAs pHEMT MMIC LNA HMC519LC4 from Hittite Corporation is used in layout and fabrication processes. The proposed design is then fabricated on the Rogers RO4003C board. The power gain of the LNA is measured by using a signal generator, together with a signal analyser. The input return loss 𝑆11 and output return loss 𝑆22 are measured by using a network analyser. The fabricated LNA achieves a power gain of 10.91 𝑑𝐵 and the input return loss 𝑆11 and output return loss 𝑆22 of −7.75 𝑑𝐵 and −22.13 𝑑𝐵 respectively at working frequency of 28 GHz. In the schematic simulation, the LNA produces the power gain of 9.185 𝑑𝐵, noise figure of 3.840 𝑑𝐵 while the input return loss 𝑆11 is −13.124 𝑑𝐵 and the output return loss 𝑆22 is −15.455 𝑑𝐵.
Design and simulation of low noise amplifier at 28 ghz for 5g wireless system / Nur Syahadah Yusof