High-Efficiency Millimeter-Wave Front-Ends for Large Phased-Array Transmitters

The ever-increasing demand for wireless broadband connectivity requires infrastructure capable of supporting data transfer rates at multi-Gbps. To accommodate such heavy traffic, the channel capacity for the given spectrum must be utilized as efficiently as possible. Wideband millimeter-wave phased-array systems can enhance the capacity of the channel by providing multiple steerable directional beams. However the cost, complexity, and high power consumption of phased-array systems are key barriers to the commercialization of such technology. Silicon-based beam-former chips and scalable phased-array technology offer promising solutions to lower the cost of phased-array systems. However, the implementation of low-power phased-array architectures is still a challenge. Millimeter-wave power generation in silicon beam-formers suffers from low efficiency. The stringent linearity requirements for multi-beam wideband arrays further limits the achievable efficiency. In scalable phased-arrays, each module consists of an antenna sub-array and a beam-former chip that feeds the antenna elements. To improve efficiency, a design methodology that considers the beam-former chip and the antenna array as one entity is necessary. In this thesis, power-efficient solutions for a millimeter-wave phased-array transmitter are studied and different high-efficiency power amplifier structures for broadband applications are proposed. Initially, the design of a novel 27-30 GHz RF front-end consisting of a variable gain amplifier, a 360 degree phase shifter, and a two-stage linear power amplifier with output power of 12 dBm is described. It is fabricated using 0.13 $\mu m$ SiGe technology. This chip serves as the RF core of a beam-former chip with eight outputs for feeding a 2$\times$2 dual-feed sub-array. Such sub-arrays are used as part of large phased-arrays for SATCOM infrastructure. Measurement results show 26.7 \% total efficiency for the designed chip. The chip achieves the highest efficiency among Ka-band phased-array transmitters reported in the literature. In addition, original transformer-based output matching structures are proposed for harmonic-tuned power amplifiers. Harmonic-tuned power amplifiers have high peak-efficiency but their complicated output matching structure can limit their use in beam-former RF front-ends. The proposed output matching structures have the layout footprint of a transformer, making their use in beam-former chips feasible. A 26-38 GHz power amplifier based on a non-inverting 1:1 transformer is fabricated. A measured efficiency of more than 27 \% is achieved across the band with an output power of 12 dBm. Furthermore, two continuous class $F^{-1}$ power amplifiers using 1:1 inverting transformers are described. Simulation results show a peak-efficiency of 35 \% and output power of 12 dBm from 24 to 30 GHz. A common-base power amplifier with inverting transformer output matching is also demonstrated. This amplifier achieves a peak-efficiency of 42 \% and peak output power of 16 dBm. Finally, a low-loss Ka-band re-configurable output matching structure based on tunable lines is proposed and implemented. A double-stub matching structure with three tunable segments is proposed to maximize the impedance matching coverage. This structure can potentially compensate for the antenna impedance variation in phased-array antennas

Effects of local injection of bupivacaine and dexamethasone on postoperative pain of adenotonsillectomy

چکیده: زمینه و هدف: تانسیلکتومی از شایع ترین اعمال جراحی است که دارای عوارضی همانند درد، خونریزی، لارنژیت و لارنگواسپاسم می باشد. کنترل درد بدلیل کاهش رنج و بیقراری در کودک و کاهش احتمال خونریزی بعد از عمل از اهمیت خاصی برخوردار است. در حال حاضر کنترل درد بوسیله داروهای مخدر انجام می شود که بدلیل داشتن عوارض ناگوار جبران ناپذیر مانند تضعیف و یا قطع کامل تنفس موجبات نگرانی پزشکان را به همراه دارد. اخیراً استفاده از بعضی داروهای دیگر مثل دگزامتازون و بوپی واکائین نیز توصیه شده است ولی در مطالعات اولیه، ما نتایج قابل قبول از پاسخ ها به دست نیاوردیم. لذا این مطالعه به منظور تعیین اثر و همچنین مقایسه تأثیر احتمالی تزریق موضعی دگزامتازون و بوپی واکائین بر شدت درد پس از عمل جراحی لوزه انجام گرفته است. روش بررسی: این مطالعه به صورت مداخله ای بر روی 90 بیمار 30-3 ساله که در بهار و تابستان 84 در بیمارستان آیت ا...کاشانی شهرکرد تحت عمل جراحی تانسیلکتومی قرار گرفتند انجام شد. بیماران بصورت تصادفی در سه گروه 30 نفری A,B,C تقسیم شدند. پس از برداشتن لوزه ها در بستر هر لوزه به گروه A، 2 میلی لیتر بوپی واکائین 5/0، به بیماران گروه B، 2 میلی لیتر دگزامتازون و به گروه C، 2 میلی لیتر نرمال سالین تزریق گردید. کلیه بیماران 6، 12 و 18 ساعت پس از عمل جراحی توسط پژوهشگر ویزیت شدند و شدت درد آنها با استفاده از پرسشنامه McGill مورد بررسی قرار گرفت. داده ها توسط تست آماری کای دو مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. یافته ها: از نظر میانگین سنی گروهها، اختلاف معنی داری بین سه گروه مورد مطالعه وجود نداشت. 6/45 از بیماران مرد و بقیه زن بودند. شدت درد در 6 ساعت پس از عمل جراحی در گروه دریافت کننده بوپی واکائین بیشتر از گروه پلاسبو بود (05/0