T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  2 2 ,   No .   6 ,  Dec em b er   202 4 ,   p p .   1 5 5 4 ~1 563   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 2 2 i 6 . 25682           1554     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   G ilber t   cel l   do w n - co nv ersio n   m ix e r   for   T H z   w ireless   co m m uni ca tion   w ith   pa ss iv e   ba luns       Abdela di m   El   Kr o u k 1 ,   A bd e lha f id   Es - S a qy 2 ,   M o ha m m ed   F a t t a h 1 ,   Sa id   M a ze r 2 ,   M a h m o u d   M ehdi 3 ,   M o ulh i m e   El   B e kk a li 2 ,   Ca t herine   Alg a ni 4   1 I M A G E  L a b o r a t o r y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s ,   M o u l a y   I smai l   U n i v e r si t y ,   M e k n e s,  M o r o c c o   2 A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   D a t a   S c i e n c e s  a n d   Eme r g i n g   S y st e ms L a b o r a t o r y ,   S i d i   M o h a me d   B e n   A b d e l l a h   U n i v e r si t y ,   M o r o c c o   3 M i c r o w a v e s  L a b o r a t o r y ,   F a c u l t y   of   S c i e n c e s   a n d   F i n e   A r t s,   C R I T C ,   A U L   U n i v e r si t y ,   B e i r u t ,   L e b a n o n     4 ESY C O M   L a b o r a t o r y ,   G u st a v e   Ei f f e l   U n i v e r si t y ,   C N R S ,   Le   C n a m ,   P a r i s,   F r a n c e           Art icle   I nfo     AB ST RAC T   A r ticle   his to r y:   R ec eiv ed   Sep   3 ,   2023   R ev i s ed   A u g   3 0 ,   2 0 2 4   A cc ep ted   Sep   6 ,   2 0 2 4       T h is   a rti c le   p re se n ts   th e   d e sig n   of   an   a c ti v e   d o w n - c o n v e rsio n   m i x e r   f o r   th e   su p e rh e tero d y n e   re c e iv e r   s y ste m   fo r   6G   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s.   T h is   m ix e r   is   d e v e lo p e d   b a se d   on   t h e   G il b e rt   c e ll   in   t h e   tera h e rtz   f re q u e n c y   b a n d ,   u sin g   th e    15   tran sisto r   f ro m   Un it e d   M o n o li th ic  S e m ico n d u c to rs   ( UM S )   F o u n d ry   in   m o n o li th ic   m icro w a v e   in teg ra t e d   c ircu it   (M M IC)   tec h n o l o g y .   We   u se d   th e   c h a rg e   in jec ti o n   m e th o d   to   in c re a se   our   m i x e r’s   c o n v e rsio n   g a in .   In   a d d it i o n ,   we   in teg ra t e d   a   b u f f e r   sta g e   at   th e   m ix e r   o u tp u ts   to   f a c il it a te   im p e d a n c e   m a tch in g   a n d   im p ro v e   li n e a rit y .   T h e   p o w e r   d iv id e rs   u se d   in   th is   c h a p ter   a re   b a se d   on   tran sm issio n   li n e s   f ro m   A g il e n t' s   a d v a n c e d   d e sig n   sy st e m   ( A DS)   to o l ,   c o n n e c ted   to   th e   i n p u t   a n d   o u tp u t   p o rts   of   th e   c ircu i t.   T h e   p ro p o se d   a rc h it e c tu re   o f f e rs   a   h ig h   c o n v e rsio n   g a in   of   1 5 . 2   d B,   w it h   a   l o w   lo c a l   o sc il lato r   (L O)   p o w e r   of   0   d Bm ,   a   lo w   d o u b le  sid e b a n d   (DSB)   n o ise   f ig u re   (NF)   of   a ro u n d   7 . 1   d B,   a   1      c o m p re ss io n   p o in t   of   - 16   d Bm ,   a n d   g o o d   ra d io   f re q u e n c y   (  ) −    p o rt   is o latio n   of   6 3 . 2   d B,   at   a   RF   of   0 . 1 4   T Hz .   K ey w o r d s :   6G     A cti v e   d o w n - co n v er ter     B alu n   Gilb er t   m i x er   P H1 5 NHF   T h is   is   an   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r   th e   CC   BY - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A b d elad i m   El   Kr o u k   I MA GE   L ab o r ato r y ,   Fac u lt y   o f   Scie n ce s ,   Mo u la y   I s m ail   U n i v er s it y   M ek n e s ,   Mo r o cc o     E m ail:   ab d elad i m . el k r o u k @ u s m b a. ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N     W ir eless   co m m u n ica tio n s   tec h n o lo g y   is   m o v i n g   to w ar d s   h i g h er   o p er atin g   f r eq u en c ies,   i.e . ,   f r o m   0 . 1   to   3   T Hz   [ 1 ] ,   [2 ] .   T h ese   f r eq u en c y   b a n d s   ar e   en v is a g ed   f o r   th e   n e x t   g en er atio n   of   w ir ele s s   n et w o r k s   6G   [ 3 ] .   T h is   ev o lu tio n   is   n ec es s ar y   to   ac h iev e   e v e n   h i g h er   d ata   r ates   an d   r ed u ce d   laten c y   co m p ar ed   to   cu r r en t   n et w o r k s .   To   s atis f y   t h e   d e m a n d s   of   a   g r o w i n g   n u m b er   of   n e w   ap p licat io n s   s u c h   as   a u to n o m o u s   d r iv i n g ,   r o b o tic   co n tr o l,   th e   in ter n et  o f   t h i n g s   ( I o T )   an d   T Hz   lo ca lizatio n /n a v ig a tio n   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   A   h i g h   b a n d w id th   c h ar ac ter iz es   th e   ter a h er tz   f r eq u e n c y   b an d .   It   en ab les   a   lar g e   a m o u n t   of   d ata   to   be   tr an s m itted   at   h ig h er   s p ee d s ,   up   to   s ev er al   g i g ab its   p er   s ec o n d   [ 2 ] .   T h ese   f r eq u e n c y   b an d s   h o ld   g r ea t   p r o m i s e   f o r   th e   f u t u r e   g en er atio n   of   w i r eless   co m m u n icatio n   s y s te m s .   T h eir   v er y   s h o r t   w av ele n g t h s   m a k e   it   p o s s ib le   to   m an u f ac t u r e   h i g h - g ai n ,   an te n n as   w h ile   m ai n tai n i n g   t in y   p h y s ical   d i m en s io n s   an d   p r iv i leg ed   co n f id en tialit y   of   co m m u n icatio n s   [ 6 ] .   In   ad d iti o n ,   th e   T Hz   f r eq u en c y   b a n d   o f f er s   s ev er al   ad v an tag e s   in   d i f f er en t   f ield s ,   s u c h   as   s ec u r it y   co n tr o ls ,   co n ce aled   wea p o n s   d etec tio n ,   m ed ical   i m a g in g ,   s a f et y   [ 7 ] .   In   p a r ti cu l a r ,   th e   f r e q u en cy   b a n d   a r o u n d   0 . 1 4   T H z   is   ex c i tin g ,   as   it   is   ch a r a c te r i z e d   by   l o w   a tm o s p h e r ic   a t t en u a t i o n   (1   d B / k m )   an d   l o c al i z e d   b e tw ee n   tw o   m o l e cu l a r   ab s o r p t i o n   p e ak s   at   119   G Hz   a n d   183   G Hz   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h e   s ig n if ican ce   of   at m o s p h e r ic   ab s o r p tio n   ef f ec t s   at   h ig h   f r eq u en cies   h as   b ee n   ac k n o w le d g ed   on   n u m er o u s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Gilb ert ce ll d o w n - co n ve r s io n   mixe r   fo r   TH z   w i r eles s   co mmu n ica tio n   w ith   p a s s ive   …   ( A b d e la d im  E l Kr o u k )   1555   o cc asio n s   [ 1 0 ] .   As   t h e   w a v el en g t h   g et s   clo s er   to   t h e   d i m e n s io n s   of   p ar ticles   lik e   sn o w ,   d u s t,   a n d   r ain ,   th e   s ig n i f ica n ce   of   s ca tter i n g   ef f e cts   b ec o m es   m o r e   p r o n o u n ce d   [ 6 ] .   Fo r   th ese   r ea s o n s ,   m an y   d o w n co n v er ter s   h a v e   b ee n   p r esen ted   n ea r   th is   b an d   [ 1 0 ] - [ 1 3 ] .   A   d o u b le - b alan ce d   d o w n co n v er ter   m i x er ,   b ased   on   Gilb er t’ s   cu ll in g ,   d esig n ed   ex p licitl y   f o r   f r e q u en c y   m o d u lated   co n tin u o u s - w av e   ( FM C W )   r a d ar   im p le m e n tat io n ,   w a s   in tr o d u ce d   in   [ 1 4 ] .   Kav iv ar m an   et  a l.   [ 1 5 ]   p r esen t   a   co m p ar ati v e   s t u d y   of   th e   d i f f e r en t   m et h o d s   u s ed   to   i m p r o v e   th e   d if f er e n t   p er f o r m a n ce s   of   th e   Gilb er t   m ix er .   T h e   d em o n s tr atio n   of   a   d o w n - co n v er s io n   m i x er   o p er atin g   f r o m   60   to   113   GHz   in   90   nm   C MO S   tech n o lo g y   is   p r esen ted   in   [ 1 6 ] .   In   ad d itio n ,   T h e   d esig n   of   a   w id eb an d   in ter m ed iate   f r eq u e n c y   ( I F)   r ec eiv e r   o p er atin g   b et w ee n   110   an d   1 4 0   GHz,   u s ed   in   65   nm   C MO S   tech n o lo g y ,   as   r ep o r ted   in   [ 1 7 ] .     T h e   m aj o r   d if f icu lties   in   c u r r en t   T Hz   co m m u n icatio n s   lie   in   t h e   co m p le x it y   of   mo d u l atio n   an d   d em o d u latio n   m e th o d s ,   as   w el l   as   in   th e   h ig h   at m o s p h er ic   e x ti n ctio n .   In   p ar ticu lar ,   th e   d e s ig n   of   a   f r eq u en c y   d o w n - co n v er s io n   m i x er   o v er   100   GHz   is   co m p le x   d u e   to   cr iter ia   co n ce r n in g   co n v er s io n   g ain ,   p ass b an d ,   n o i s e   f i g u r e   ( NF)   an d   lin ea r it y .   C o n s eq u en tl y ,   we   h a v e   p r o p o s ed   a   Gilb er t   ce ll - b ased   d o w n co n v er tin g   m ix er ,   u s i n g   th e   ch ar g e   i n j ec tio n   tech n iq u e   an d   t w o   p o w er   d iv id er s ,   o p er atin g   at   t h e   140   GHz   f r e q u en c y   b an d   f o r   a   s u p er h eter o d y n e   r ec eiv i n g   ch ain ,   as   s h o w n   in   F ig u r e   1.   T h e   r ad io   f r eq u en c y   ( R F)   r ec eiv er   g en er all y   co n s i s t s   of   an   an ten n a   to   ca p tu r e   th e   r ec eiv ed   s i g n al   [ 1 8 ] .   Fo llo w i n g   th i s ,   th er e   is   a   lo w - n o is e   a m p li f ier   ( L N A )   t h at   a m p li f ies   t h e   RF - f ilter ed   s i g n al.   L as tl y ,   t h e   d o w n - co n v er ti n g   m i x er   p la y s   an   es s en tia l   r o le   w it h i n   t h e   RF   r ec eiv er   by   en ab li n g   th e   co n v e r s io n   of   t h e   RF   to   a   lo w er   I F,   ac h iev ed   t h r o u g h   th e   u tili za tio n   of   a   lo ca l   o s cillato r   ( L O)   s ig n al   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] .   T h e   o r g an iza tio n   of   th is   p ap er   is   o u tlin ed   as:   in   th e   s ec o n d   s ec tio n ,   we   h a v e   p r esen ted   th e   p r o p o s ed   m i x er   cir cu it   an d   th e   d esi g n   a n d   s i m u latio n s   of   t h e   p ass iv e   b alu n s .   In   t h e   t h ir d   s ec tio n ,   we   an al y ze   th e   s i m u lat io n   r es u lt s   of   th e   G ilb er t   m i x er   w it h   i n te g r ated   b alu n s .   Fi n all y ,   t h e   la s t   s ec tio n   p r esen ts   t h e   cir c u it   la y o u t   a n d   s i m u latio n .           Fig u r e   1.   T h e   ar ch itectu r e   of   a   s u p er h eter o d y n e   r ec eiv er       2.   CIRCU I T   D E S I G N   2 . 1 .    E lect rica l   circ uit   dia g ra m   T h e   m i x er   s u g g ested   in   th i s   a r ticle   is   ess e n tiall y   f o u n d ed   on   th e   d o u b le - b alan ce d   Gilb er t   ce ll.   T h is   s tr u ct u r e   r ed u ce s   e v en - o r d er   d is to r tio n   an d   e n s u r es   g o o d   is o l atio n   b et w ee n   p o r ts .   It   is   an   ac tiv e   m i x er   u s ed   in   th e   ar ch itectu r e   of   a   s u p er h ete r o d y n e   r ec eiv er .   It   co n v er ts   th e   RF   f r eq u e n c y   of   0 . 1 4   T Hz   to   th e   IF   of   1   GHz   u s i n g   a   LO   s i g n a l   f i x ed   at   0 . 1 3 9   T Hz.   T h e   cir cu it   is   d esi g n ed   u s i n g   th e   0 . 1 5   μm   p HE MT   tr a n s i s to r   of   th e   PH15   p r o ce s s   in   m o n o lith ic   m icr o wav e   in te g r ated   cir cu it   ( MM I C )   tech n o lo g y .   T h e   elec tr ical   cir cu it   d iag r am   is   d ep icted   in   Fig u r e   2,   c o n s is ti n g   of   th r ee   p r i m ar y   s ta g es.   Fir s tl y ,   th er e   is   a   d if f er en tial   tr a n s co n d u cta n ce   s ta g e   th a t   in cl u d es   a   d if f e r en tial   p air   co m p o s ed   of   tr an s is to r s   M1   an d   M2 ,   each   h av in g   a   w id th   of   54   μ m .   T h ese   t w o   tr an s i s to r s   o p er ate   in   s atu r atio n   m o d e,   f ac ilit ati n g   th e   co n v er s io n   of   th e   RF   i n p u t   v o ltag e   i n to   a   d if f er en tial   c u r r en t.   S u b s eq u e n tl y ,   th e   s w i tch i n g   s ta ge   r ep r esen ts   t h e   co r e   of   th e   cir cu it.   It   co m p r is e s   t w o   d if f e r en tial   p air s   co n s is t in g   of   tr an s is to r s   M3 - M6 ,   w h ic h   o p er ate   clo s e   to   th e   p in ch - o f f   r e g io n   w it h   a   w id th   of   43   μ m .   T h is   e n ab les   t h e   m u ltip li ca tio n   of   th e   RF   s ig n al   w it h   t h e   LO   s ig n al.   An d   a   lo ad   s tag e   co n s is ts   of   t w o   880   Ω   r esis to r s   ( R 1   a n d   R 2 ) .   I ts   r o le   is   to   co n v er t   t h e   c u r r en t   f r o m   t h e   s w itc h i n g   s tag e   i n to   th e   IF   o u tp u t   v o ltag e.   We   u s e   th e   c h ar g e   i n j ec tio n   t ec h n iq u e,   b ased   on   m i n i m u m   n o is e   to   d eter m i n e   th e   o p ti m a l   w id t h   of   th e   RF   tr a n s i s to r s   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   T h e   p r in cip le   of   t h is   tec h n iq u e   is   to   b o o s t   th e   c u r r en t   in   th e   RF   s ta g e   by   in s er tin g   t w o   143   Ω   r esis to r s   ( R 3   a n d   R 4 )   to   in j ec t   cu r r en t   i n to   tr a n s i s to r s   M1   an d   M2 .   T h is   tec h n iq u e   ai m s   to   in cr ea s e   th e   co n v er s io n   g ai n ,   w h ic h   is   r ep r esen ted   by   t h e   r elatio n s h ip   ( 1 ) :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 2 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 2 4 :  1 5 5 4 - 1 563   1556   = 2 × ×   ( 1 )       is   t h e   co n v er s io n   g ai n ,     r ep r esen ts   th e   tr a n s co n d u cta n ce ,   wh ile     d en o tes   t h e   lo ad   r esis ta n ce   of   th e   cir cu it .           Fig u r e  2     T o p o lo g y   o f   t h e  p r o p o s ed   m i x er       We   in teg r ate   t w o   b u f f er   s ta g e s   at   th e   o u tp u t   of   o u r   p r o p o s e d   cir cu it,   co n s is tin g   of   co m m o n - s o u r ce   tr an s i s to r s   M7   an d   M8 ,   each   w it h   f o u r   f in g er s   ( =4 )   an d   a   to tal   w id t h   of   40   μm   ( 4 ×4 0   μ m ) ,   in   o r d er   to   m atc h   th e   o u tp u t   a n d   in cr ea s e   t h e   co n v er s io n   g ai n   of   th e   p r o p o s ed   cir cu it.   An d   a   cu r r en t   m ir r o r   co n s is ti n g   of   t w o   tr an s i s to r s ,   M9   an d   M1 0 ,   w it h   a   w id t h   of   70   μm   an d   42   μ m ,   r esp ec tiv el y ,   ar e   u s ed   to   s u p p ly   ad d itio n al   cu r r e n t   to   th e   cir cu it ’ s   a m p li f ier   s tag e.   So ,   to   g et   th e   b est   p o s s ib le   r es u lt,   it ’ s   n ec es s ar y   to   s tr i k e   an   a p p r o p r iate   b alan ce   b et w ee n   th e   f o llo w i n g   p ar a m e ter s :   is o latio n ,   co n v er s io n   g ai n ,   LO   p o w er ,   li n ea r it y ,   a n d   NF .     2 . 2 .    B a lun s   2 . 2 . 1 .   B a lun   ra dio   f re qu ency / lo ca l o s cilla t o r   T h e   Fig u r e   3   illu s tr ates   t h e   d es ig n   of   t h e   p as s iv e   R F /LO ,   b alu n   m an u f ac tu r ed   u s i n g   tr an s m is s io n   li n e s   an d   th e   r esis ti v e   n et w o r k   f r o m   t h e   u n ited   m o n o lit h ic  s e m i co n d u cto r s   ( UM S)   f o u n d r y   to   in cr ea s e   b an d w id t h   [ 2 3 ] .   T h e   b alu n   is   co m p o s ed   of   a   s i n g le   i n p u t   p o r t   an d   t w o   o u tp u t   p o r ts ,   an d   it   tr an s f o r m s   th e   R F /LO   s i g n al   in to   t w o   s i g n a ls   of   id e n tica l   a m p lit u d e,   p h ased   180   d eg r ee s   ap ar t.   Fig u r e   4   illu s tr ates   t h e   f r eq u en c y - d ep en d en t   v ar iatio n   in   p h ase   d if f er en ce   b et w ee n   th e   t w o   RF   b alu n   o u tp u t   p o r ts .   We   can   s ee   th at   th e   cir cu it ’ s   t w o   o u tp u t   p o r ts   h av e   a   p h ase   d if f er e n ce   of     180   d eg r ee s   at   1 4 0   GHz.                 Fig u r e  3 .   A d v a n ce d   d esig n   s y s te m   ( A D S)   d iag r a m   o f   a  p ass iv e  b al u n   Fig u r e  4 .   T h e  v ar iatio n   in   p h a s e  d if f er en ce   at  t h e  f r eq u en c y   o f   1 4 0   GHz   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Gilb ert ce ll d o w n - co n ve r s io n   mixe r   fo r   TH z   w i r eles s   co mmu n ica tio n   w ith   p a s s ive   …   ( A b d e la d im  E l Kr o u k )   1557   Fig u r e  5   s h o w s   t h at  S2 1   an d   S 3 1   h av e  t h e  s a m e  v al u e  ( - 3 . 0 2 0   d B )   at  1 4 0   GHz ,   in d icatin g   t h at  p o w e r   d iv is io n   in   p o r ts   2   an d   3   is   ac h iev ed .   T h e  v ar iatio n   o f   th e  b alu n 's  a m p lit u d e  d if f er en ce   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  6 ,  w h er e  it  is   o b s er v ed   th at  th e  am p lit u d e  d if f er en ce   b et wee n   th e  t w o   o u tp u t  p o r ts   is   ap p r o x im a tel y   ze r o     ( 0 . 0 1 3   d B )   w h i c h   co r r esp o n d s   ap p r o x im ate l y   to   t h e  s a m e  am p lit u d e.               Fig u r e  5 .   P ar am eter s   S2 1   an d   S3 1   p lo tted   ag ain s t  f r eq u en c y   i n   GHz   Fig u r e  6 .  Am p lit u d e  d if f er e n c e  as a   f u n ctio n   o f   f r eq u en c y   i n   GHz       2 . 2 . 2 .   B a lun   IF   We   o p e r ate   th e   b alu n   cir cu it   ( R F/ L O)   in   co u p ler   m o d e   on   th e   m i x er   o u tp u t   p o r ts   ( I F1 ,   I F2 ) .   T h e   co u p ler   co n s is ts   of   t w o   i n p u t   p o r ts ,   I F1 ,   I F2 ,   1 8 0   d eg r ee s   o u t   of   p h ase,   an d   an   IF   o u tp u t   p o r t   of   th e   s a m e   a m p lit u d e,   o p er atin g   at   1   GHz .   As   s h o w n   in   Fi g u r e s   7   an d   8,   p ar am eter s   S2 1   an d   S3 1   ar e   u s ed   to   ev alu ate   th e   p h ase   an d   a m p li tu d e   d if f er en c e   of   th e   b alu n   p o r ts .   T h e   s i m u latio n   r es u lt s   s h o w   a   p h a s e   s h i f t   of   180   d eg r ee s   b et w ee n   p o r ts   ( I F1 ,   I F)   an d   ( I F1 ,   I F2 )   at   1   GHz.   A n d   an   a m p litu d e   d i f f er e n ce   b et w ee n   th e   t w o   p o r ts   of     0 . 3 8   d B ,   a p p r o x i m atel y   ze r o .   So ,   th e   s i m u latio n   r es u lt s   g i v e   g o o d   b alu n   p er f o r m an ce   at   1   GHz.               Fig u r e   7 .  Var iatio n   in   t h e  p h as e  d if f er e n ce   o f   th e  o u tp u t p o r ts   at  th e  f r eq u en c y   o f   1   GHz   Fig u r e   8 .  T h e  am p lit u d e  d if f er en ce   o f   t h e  o u tp u t p o r ts   as a   f u n ctio n   o f   f r eq u en c y       3.   M I XE R   SI M UL AT I O N   R E SUL T S   3 . 1 .    Ra dio   f re qu ency   a nd   lo ca l o s cilla t o r   po w er   Fig u r e   9   d is p la y s   t h e   c h an g e   in   co n v er s io n   g ai n   r elati v e   to   th e   LO   in p u t   p o w er .   T h e   co n v er s io n   g ai n   p ea k s   at   1 5 . 2 4 9   dB   w i th   t h e   LO   i n j ec ted   p o w er   s et   to   0   d B m .   NF   in   d o u b le   s id eb an d   ( DSB )   o b s er v ed   is   ap p r o x im a tel y   7 . 1 5   dB   at   an   LO   in p u t   p o w er   of   0   d B m ,   as   il l u s tr ated   in   Fig u r e   10.     Fig u r e  1 1   illu s tr ates  th e  co n v e r s io n   g ai n   v er s u s   R F  p o w er   in j ec ted   cu r v e.   I t  ca n   b e  o b s er v ed   th at  th e  C _ G  ac h iev e s   a  m a x i m u m   v al u e  o f   1 5 . 2 4 9   d B   f o r   th e  R F  in p u t  p o w er   o f   - 2 5   d B m .   So ,   th e  o p tim u m   v a lu e s   o f   L O  a n d   R F  p o w er s   ar e  0   d B m   an d   - 2 5   d B m ,   r esp ec ti v el y .   T h ese  o p ti m u m   v al u es  en s u r e  an   ex ce lle n t  co n v er s io n   g ain   a n d   a  lo w   NF .   So ,   w e  u s e   th ese  o p ti m u m   L O  an d   R F p o w er   v a lu e s   f o r   all  f u t u r e  s i m u l atio n s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 2 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 2 4 :  1 5 5 4 - 1 563   1558           Fig u r e   9 .  T h e  v ar iatio n   o f   C _ G  in   d B   as a   f u n ctio n   L O_ i n p u t_ p w r   Fig u r e  1 0 .   DSB   NF   o f   th e  m ix er           Fig u r e  1 1 .   T h e  cu r v e  o f   C _ G  v er s u s   R F_ in p u t_   p o w er _ d B m       3 . 2 .     M ix er   lin ea rit y   T h e   P 1 d B   an d   th e   th ir d - o r d er   in ter ce p t  p o in t  ( I I P 3 )   ar e   co n s id er ed   th e   m o s t   co m m o n l y   u s ed   p ar am eter s   to   ev alu ate   t h e   lin ea r it y   of   th e   m i x er s .   Fig u r e   12   s h o w s   th e   v ar iatio n   of   IF   o u tp u t   p o w er   v er s u s   r ad io - f r eq u en c y   p o w er   i n j ec ted   at   in p u t.   We   o b s er v e   th at   t h e   v alu e   of   th e   1   dB   co m p r es s io n   p o in t,   at   w h ic h   th e   co n v er s io n   g ai n   is   r ed u ce d   by   1   d B ,   is   - 16   d B m .     In   ad d itio n ,   th e   I I P 3   w as   ac h i ev ed   w h e n   ap p l y i n g   t w o   f r eq u en c y   s i g n als,   F_ R F1   an d   F_ R F2 ,   to   th e   RF   ac ce s s ,   w h ich   ar e   1 4 0 . 0 0 2   GHz   an d   1 3 9 . 9 9 8   GHz,   r esp e ctiv el y .   Fi g u r e   13   s h o w s   t h e   f u n d a m en tal   o u tp u t   p o w er   an d   th ir d - o r d er   in ter m o d u latio n   v er s u s   i n j ec ted   p o w e r   RF .   We   can   d ed u ce   th at   t h e   I I P 3   is   - 6 . 0 4   d B m .   T h is   d em o n s tr ate s   th a t   o u r   p r o p o s ed   m i x er   h a s   g o o d   lin ea r it y .               Fig u r e  1 2 .   T h e  P 1 d B   v alu e  o f   th e  m ix er   Fig u r e  1 3 .   T h e  I I P3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Gilb ert ce ll d o w n - co n ve r s io n   mixe r   fo r   TH z   w i r eles s   co mmu n ica tio n   w ith   p a s s ive   …   ( A b d e la d im  E l Kr o u k )   1559   3 . 3 .    P o rt - to - po rt   i s o la t io n     T h e   cu r v e   in   F i g u r e   14   s h o w s   th e   ev o l u tio n   of   i s o latio n   b et wee n   th e   t h r ee   p o r ts   of   th e   cir cu it   ch an g es   w it h   v ar y in g   LO   p o w er .   In   th e   d o w n - co n v er s io n   m i x er ,   is o latio n   b et w ee n   L O_ R F   p o r ts   is   e s s e n tial,   r ef lecti n g   th e   cir cu it ’ s   ab ilit y   to   av o id   LO   s ig n al   leak a g e   on   th e   RF   ac ce s s .   T h i s   m ix e r   a c h i ev es   g o o d   L O _ R F   is o l a ti o n   of   6 3 . 2 1   dB   at   LO   p o w e r   l ev el s   of   0   d B m .   T h e   i s o la t i o n s   b e tw ee n   R F _ I F   a n d   L O _ I F   p o r t s   a r e   m o r e   th an   100   d B .           Fig u r e   14.   T h e   ev o lu tio n   of   is o latio n   b et w ee n   L O_ R F,   R F_ I F ,   an d   L O_ I F   p o r ts   as   a   v er s u s   LO   p o w er       4.   L AYO U T   DE SI G N   OF   T H E   CIRC UI T   T h e   lay o u t   s c h e m atic   of   t h e   p r o p o s ed   Gilb er t   ce ll   m ix er   is   d ep icted   in   Fi g u r e   15.   T h e   la y o u t   co n s is t s   of   th r ee   p ar ts :   th e   m i x er   its e lf ,   alo n g   w i th   th r ee   ac ce s s   p ad s   f o r    ,    ,   an d    ,   an d   th r ee   p o lar izatio n   p ad s .   T o g eth er ,   th ese   co m p o n en t s   e n ab le   th e   d esi g n   of   a   m i x er   f o r   d o w n - co n v er s io n   in   t h e   140   GHz   f r eq u en c y   b an d ,   w h ile   a ls o   f ac ilit a tin g   t h e   r ej ec tio n   of   u n w a n ted   o u tp u t   s i g n als.   T h e   cir cu it   as   a   w h o le   h a s   a   to tal   s u r f ac e   ar ea   of   4 . 7 5   m m ²,   w it h   d i m e n s io n s   of   2 . 5   mm   lo n g   by   1 . 9   mm   w id e.   It   is   im p le m en ted   on   a   GaA s   s u b s tr ate   of    15   tech n o lo g y   f r o m   t h e   UM S   f o u n d r y .           Fig u r e  15 .  Gilb er t c ell  m i x er   c ir cu it la y o u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 2 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 2 4 :  1 5 5 4 - 1 563   1560   Fig u r e s   16 - 18   s h o w   th e   p o s t - l a y o u t   s i m u latio n   r es u lts   of   th e   co n v er s io n   g ai n ,   th e   DSB   NF ,   an d   th e   lin ea r it y ,   r esp ec tiv el y .   T h e   co n v er s io n   g ai n   of   th e   p r o p o s ed   cir cu it   attain s   a   m a x i m u m   v al u e   of   - 6 . 1 6   dB   f o r   a   LO   p o w er   of   10   d B m   a n d   - 1 4 . 7 4   dB   f o r   a   LO   p o w er   of   2   d B m ,   is   s h o w n   in   Fig u r e   16.   T h e   s i m u latio n   of   t h e   NF   at   DSB ,   as   a   f u n ctio n   of   LO   p o w er ,   is   ill u s tr ated   in   Fi g u r e   17.   It   ex h ib its   a   lo w   NF   of   ar o u n d   20   dB   f o r   an   LO   p o w er   of   10   d B m .   A d d iti o n all y ,   th e   1   dB   co m p r es s io n   p o in t   is   d eter m i n ed   b ased   on   th e   v ar iatio n   in   IF   o u tp u t   p o w er   r elati v e   to   t h e   RF   in p u t   p o w er ,   as   s h o w n   in   Fi g u r e   18.   It   also   d e m o n s tr ates   ex ce lle n t   li n ea r it y ,   ap p r o x im a tel y   6   d B .               Fig u r e  1 6 .   E v o lu tio n   o f   C _ G  a s   a  f u n ctio n   o f   L O_ i n p u t_ p o w er _ d B m   Fig u r e  1 7 .   T h e  v ar iatio n   o f   t h e   DSB   NF   o f   th e  m i x er   as a   f u n ctio n   o f   ( HB .   L O_ i n p u t_ p o w er )           Fig u r e  1 8 .   T h e  P 1 d B   v alu e  o f   th e  m ix er       T h e   v ar io u s   p er f o r m a n ce s   of   t h e   p r o p o s ed   m i x er   ar e   p r esen t ed   in   T ab le   1   an d   c o m p ar ed   w i th   t h o s e   of   o th er   r ec en tl y   p u b li s h ed   m i lli m eter - w av e   m i x er s .   Ou r   d o w n - co n v er ter   m ix er   w it h   in te g r ated   b alu n s   p er f o r m s   b etter   r eg ar d in g   LO - RF   i s o lati o n ,   NF ,   a n d   lin ea r it y .   It   f ea t u r es   g o o d   co n v er s io n   g ai n   a n d   th e   ab ilit y   to   o p er ate   w it h   lo w   LO   s ig n al   p o w er .   In   ad d itio n ,   th e   NF   n o is e   of   t h e   m i x er   p r o p o s ed   in   th is   ar ticle   is   lo w er   th a n   t h at   of   th e   s tr u ctu r e s   s t u d ied   in   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .       T ab le   1 .   Su m m ar y   of   m i x er   p er f o r m an ce   a n d   co m p ar is o n   with   o th er   m i x er s   R e f .   C i r c u i t   t o p o l o g y   RF - f r e q .   ( G H z )   CG   ( d B )   LO   p o w e r   ( d B m)   NF   ( d B )   LO - RF   i so .   ( d B )   1 - dB   c o m p r e ssi o n   p o i n t   ( d B m)   I I P 3   ( d B m)   [ 7 ]   G i l b e r t - c e l l   mi x e r   1 2 8 - 160   −6   0   -   -   - 15   -   [ 1 0 ]   M i x e r   d o u b l e - b a l a n c e d   1 4 0 - 170   11   0   < 1 5   -   − 1 3   -   [ 1 5 ]   90   nm   60 - 1 1 3   18   3 . 2   1 7 . 1   4 3 . 1   -   5 . 1   [ 1 7 ]   65 - nm   C M O S   1 1 0 - 140   7   -   14   -   - 21   -   [ 2 6 ]   G i l b e r t - c e l l   mi x e   1 2 0 - 140   10 - 8 . 2   -   -   > 4 0   -   -   [ 2 7 ]   C C P T - RL - b a se d   IF   l o a d   88 - 1 0 0   1 4 . 6   1   1 4 . 2   3 5 . 3   − 1 3   1   [ 2 8 ]   90   nm   28   − 2 . 1 4   1   1 4 . 3 2   >   57   − 1 3     T h i s   w o r k   D o u b l e - b a l a n c e d   g i l b e r t - c e l l   1 4 0   1 5 . 2   0   7 . 1   63   - 16   - 1 . 7 5   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Gilb ert ce ll d o w n - co n ve r s io n   mixe r   fo r   TH z   w i r eles s   co mmu n ica tio n   w ith   p a s s ive   …   ( A b d e la d im  E l Kr o u k )   1561   5.   CO NCLU SI O N   T h is   ar ticle   in tr o d u ce s   a   d o u b l e - b alan ce d   m ix er   u tili zi n g   t h e   Gilb er t   ce ll,   b u ilt   w it h   t h e   0 . 1 5   µm   P H1 5   tr an s i s to r .   T h e   d o w n - co n v er s io n   m i x er   w it h   p ass i v e   b alu n s   in te g r ated   in to   th e   RF   an d   LO   in p u t   p o r ts   at     0 . 1 4   T Hz   f r eq u en c y   b a n d .   It   o f f er s   an   ex ce l len t   co n v er s io n   g ai n   of   1 5 . 2   d B ,   an   NF   of   7 . 1   d B ,   an d   LO - RF   is o latio n   of   o v er   63   d B .   It   als o   b o asts   g o o d   lin ea r it y .   T h is   m i x er   o f f er s   o n e   of   th e   m o s t   o u ts ta n d in g   r es u lt s   a m o n g   d o w n - co n v er s io n   m i x e r s ,   w it h   an   ap p r o x i m ate   o p er atin g   f r eq u e n c y   of   0 . 1 4 0   T Hz,   e v en   w i th   a   lo w   LO   in p u t   p o w er   of   0   d B m . ”       ACK NO WL E D G E M E NT S     T h e  au th o r s   w o u ld   li k e  to   th an k   t h e  tea m   at  Un ited   Mo n o lith ic  Se m ico n d u cto r s   ( UM S)  f o r   th eir   s u p p o r t in   th e  f ield   o f   m icr o wav e  m o n o lith ic  in te g r ated   cir cu it ( MM I C )   tec h n o lo g ie s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   T.   S.   R a p p a p o r t   et   al .,   “ W i r e l e ss   C o mm u n i c a t i o n s   a n d   A p p l i c a t i o n s   A b o v e   100   G H z :   O p p o r t u n i t i e s   a n d   C h a l l e n g e s   f o r   6G   a n d   B e y o n d , ”  in   I EE E   A c c e ss ,   v o l .   7,   p p .   7 8 7 2 9 - 7 8 7 5 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 2 1 5 2 2 .   [ 2 ]   I.   F.   A k y i l d i z ,   J.   M.   Jo r n e t ,   a n d   C.   H a n ,   “ T e r a h e r t z   b a n d :   N e x t   f r o n t i e r   f o r   w i r e l e ss   c o mm u n i c a t i o n s, ”  Ph y si c a l   C o m m u n i c a t i o n ,   v o l .   12,   p p .   1 6 ‑ 3 2 ,   S e p .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p h y c o m.2 0 1 4 . 0 1 . 0 0 6 .   [ 3 ]   P.   R .   V a z q u e z ,   “ 6G   W i r e l e ss   C o mm u n i c a t i o n   L i n k s   O p e r a t i n g   at   F r e q u e n c i e s   b e y o n d   200   G H z :   an   A n a l y si s   of   t h e i r   P e r f o r man c e   a n d   M a i n   L i mi t a t i o n s, ”  P h . D .   d i sse r t a t i o n ,   S c h o o l   o f   El e c t r i c a l ,   I n f o r mat i o n   a n d   M e d i a   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   W u p p e r t a l ,   G e r man y ,   p p .   1 - 1 4 8 ,  F e b r u a r y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 5 9 2 6 / T V M C - Z 7 7 8 .   [ 4 ]   A. - A.   A.   B o u l o g e o r g o s   et   a l . ,   “ T e r a h e r t z   T e c h n o l o g i e s   to   D e l i v e r   O p t i c a l   N e t w o r k   Q u a l i t y   of   Ex p e r i e n c e   in   W i r e l e ss   S y st e ms   B e y o n d   5 G , ”  in   I EE E   C o m m u n i c a t i o n s   Ma g a zi n e ,   v o l .   5 6 ,   n o .   6,   p p .   144 - 1 5 1 ,   J u n e   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M C O M . 2 0 1 8 . 1 7 0 0 8 9 0 .   [ 5 ]   T.   S.   R a p p a p o r t ,   Y.   X i n g ,   G.   R.   M a c C a r t n e y ,   A.   F.   M o l i sch ,   E.   M e l l i o s ,   a n d   J.   Z h a n g ,   “ O v e r v i e w   of   M i l l i me t e r   W a v e   C o mm u n i c a t i o n s   f o r   F i f t h - G e n e r a t i o n   ( 5 G )   W i r e l e ss   N e t w o r k s — W i t h   a   F o c u s   on   P r o p a g a t i o n   M o d e l s, ”  in   I EE E   T ra n sa c t i o n s   on   An t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n ,   v o l .   6 5 ,   no.   1 2 ,   p p .   6 2 1 3 - 6 2 3 0 ,   D e c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 1 7 . 2 7 3 4 2 4 3 .   [ 6 ]   J.   F.   H a r v e y ,   M.   B.   S t e e r ,   a n d   T.   S.   R a p p a p o r t ,   “ Ex p l o i t i n g   H i g h   M i l l i me t e r   W a v e   B a n d s   f o r   M i l i t a r y   C o mm u n i c a t i o n s,   A p p l i c a t i o n s ,   a n d   D e si g n , ”  in   I EEE   A c c e ss ,   v o l .   7,   p p .   5 2 3 5 0 - 5 2 3 5 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 1 1 6 7 5 .   [ 7 ]   J.   Yu   et   a l . ,   “ T r a n sf o r me r   mat c h e d   g i l b e r t   m i x e r   w i t h   a c t i v e   b a l u n   f o r   D   b a n d   t r a n smi t t e r , ”  M i c r o w a v e   and   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e rs ,   v o l .   6 2 ,   no   8,   p p.   2 6 9 6 ‑ 2 7 0 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mo p . 3 2 2 1 9 .   [ 8 ]   D.   Y o o n ,   K.   S o n g ,   M.   K a y n a k ,   B.   T i l l a c k ,   a n d   J. - S.   R i e h ,   “ An   O sci l l a t o r   a n d   a   M i x e r   f o r   140 - G H z   H e t e r o d y n e   R e c e i v e r   F r o n t - En d   b a se d   on   S i G e   H B T   T e c h n o l o g y , ”  J o u rn a l   of   S e m i c o n d u c t o r   T e c h n o l o g y   a n d   S c i e n c e   ( J S T S ) ,   v o l .   1 5 ,   no   1,   2 0 1 5 ,   p p .   2 9 ‑ 3 4 ,   d o i :   1 0 . 5 5 7 3 / JS T S . 2 0 1 5 . 1 5 . 1 . 0 2 9 .   [ 9 ]   Y.   O t su k i ,   D.   Y a maz a k i ,   N.   N.   M.   K h a n h ,   a n d   T.   I i z u k a ,   “ A   140   G H z   a r e a - a n d - p o w e r - e f f i c i e n t   V C O   u si n g   f r e q u e n c y   d o u b l e r   in   65   nm   C M O S , ”  I EI C E   E l e c t r o n i c s   Ex p ress ,   v o l .   1 6 ,   no   6,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 5,   d o i :   1 0 . 1 5 8 7 / e l e x . 1 6 . 2 0 1 9 0 0 5 1 .   [ 1 0 ]   J.   M a ,   J.   A d e l b e r g ,   R.   S h r e st h a ,   L.   M o e l l e r ,   a n d   D.   M.   M i t t l e ma n ,   “ T h e   Ef f e c t   of   S n o w   on   a   Te r a h e r t z   W i r e l e ss   D a t a   L i n k , ”  J o u r n a l   of   I n f r a r e d ,   M i l l i m e t e r ,   a n d   T e r a h e rt z   Wa v e s ,   v o l .   3 9 ,   no   6,   p p .   5 0 5 ‑ 5 0 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 7 6 2 - 018 - 0 4 8 6 - 2.   [ 1 1 ]   F.   A h me d ,   M.   F u r q a n ,   B.   H e i n e ma n n ,   a n d   A.   S t e l z e r ,   “ A   S i G e - b a se d   b r o a d b a n d   1 4 0 – 170 - G H z   d o w n c o n v e r t e r   f o r   h i g h   r e so l u t i o n   F M C W   r a d a r   a p p l i c a t i o n s, ”  2 0 1 6   I E EE   MTT - S   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   on   Mi c ro w a v e s   f o r   I n t e l l i g e n t   M o b i l i t y   ( I C MI M) ,   S a n   D i e g o ,   C A ,   U S A ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 4,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C M I M . 2 0 1 6 . 7 5 3 3 9 1 7 .   [ 1 2 ]   B.   S e n e ,   D.   R e i t e r ,   H.   K n a p p ,   H.   L i ,   T.   B r a u n ,   a n d   N.   P o h l ,   “ An   A u t o mo t i v e   D - B a n d   F M C W   R a d a r   S e n so r   B a se d   on   a   S i G e - T r a n sce i v e r   M M I C , ”  in   I E EE   M i c r o w a v e   and   W i re l e ss   C o m p o n e n t s   L e t t e rs ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3,   p p .   1 9 4 - 1 9 7 ,   M a r c h   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L M W C . 2 0 2 1 . 3 1 2 1 6 5 6 .   [ 1 3 ]   B.   K h a ma i si   a n d   E.   S o c h e r ,   “ 1 3 0 - 320 - G H z   C M O S   H a r mo n i c   D o w n - C o n v e r t e r s   A r o u n d   a n d   A b o v e   t h e   C u t o f f   F r e q u e n c y , ”  in   I EE E   T ra n s a c t i o n s   on   M i c r o w a v e   T h e o ry   a n d   T e c h n i q u e s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   7,   p p .   2 2 7 5 - 2 2 8 8 ,   J u l y   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M T T . 2 0 1 5 . 2 4 3 1 6 7 1 .   [ 1 4 ]   M.   R a v i k u m a r   a n d   U.   Er a n n a ,   “ L o w   P o w e r   F M C W   T r a n sce i v e r   D e si g n   W i t h   1 4 0 - g h z   in   C M O S   4 5 n m   T e c h n o l o g y , ”  2 0 2 0   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   f o r   I n n o v a t i o n   in   T e c h n o l o g y   ( I N O C O N ) ,   B a n g l u r u ,   I n d i a ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 - 6,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N O C O N 5 0 5 3 9 . 2 0 2 0 . 9 2 9 8 3 4 2 .   [ 1 5 ]   J.   K a v i v a r man ,   B.   P a r t i b a n e ,   a n d   V.   V a i t h i a n a t h a n ,   “ D e si g n   of   an   I mp r o v e d   G i l b e r t   M i x e r   f o r   5G   A p p l i c a t i o n s   U s i n g   4 5 n m   C M O S   T e c h n o l o g y , ”  2 0 2 0   5 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   on   C o m m u n i c a t i o n   and   E l e c t ro n i c s   S y st e m s   ( I C C E S ) ,   C o i m b a t o r e ,   I n d i a ,   2 0 2 0 ,   p p .   33 - 3 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C ES4 8 7 6 6 . 2 0 2 0 . 9 1 3 7 9 8 8 .   [ 1 6 ]   Y. - S.   L i n   a n d   K. - S.   L a n ,   “ D e si g n   a n d   i m p l e me n t a t i o n   of   a   60 – 113   G H z   d o w n - c o n v e r si o n   mi x e r   in   90   nm   C M O S , ”  A n a l o g   I n t e g r a t e d   C i rc u i t s   a n d   S i g n a l   Pro c e s si n g ,   v o l .   1 0 4 ,   no   2,   p p.   1 0 9 ‑ 1 1 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 4 7 0 - 0 2 0 - 0 1 6 5 4 - 5.   [ 1 7 ]   Y.   C h e n   et   al .,   “ 110 – 1 4 0 - G H z   W i d e - IF - B a n d   65 - nm   C M O S   R e c e i v e r   D e si g n   f o r   F u si o n   P l a sma   D i a g n o st i c s, ”  in   I EEE   Mi c ro w a v e   a n d   Wi r e l e ss   C o m p o n e n t s   L e t t e rs ,   v o l .   3 2 ,   n o .   6,   p p .   6 3 1 - 6 3 4 ,   J u n e   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L M W C . 2 0 2 1 . 3 1 3 9 6 2 8 .   [ 1 8 ]   S. - E.   D i d i ,   I.   H a l k h a ms ,   M.   F a t t a h ,   Y.   B a l b o u l ,   S.   M a z e r ,   a n d   M.   E.   B e k k a l i ,   “ D e si g n   of   a   m i c r o st r i p   a n t e n n a   p a t c h   w i t h   a   r e c t a n g u l a r   sl o t   f o r   5G   a p p l i c a t i o n s   o p e r a t i n g   at   28   G H z , ”  T ELKO MN I K A   T e l e c o m m u n i c a t i o n ,   C o m p u t i n g ,   El e c t ro n i c s   and   C o n t r o l ,   v o l .   2 0 ,   no   3,   p p .   527 - 5 3 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o mn i k a . v 2 0 i 3 . 2 3 1 5 9 .   [ 1 9 ]   A.   Es - S a q y   et   al .,   “ V e r y   L o w   P h a se   N o i se   V o l t a g e   C o n t r o l l e d   O sci l l a t o r   f o r   5G   mm - w a v e   C o mm u n i c a t i o n   S y st e ms, ”  2 0 2 0   1 s t   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   on   I n n o v a t i v e   Re s e a rc h   in   A p p l i e d   S c i e n c e ,   E n g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y   ( I RA S ET) ,   M e k n e s,   M o r o c c o ,   p p .   1 - 4,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I R A S E T 4 8 8 7 1 . 2 0 2 0 . 9 0 9 2 0 0 5 .   [ 2 0 ]   A.   Es - S a q y   et   al .,   “ A   5G   mm - w a v e   c o mp a c t   v o l t a g e - c o n t r o l l e d   o sci l l a t o r   in   0 . 2 5   µm   p H EM T   t e c h n o l o g y , ”  I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   of   El e c t ri c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e ri n g   ( I J EC E) ,   v o l .   1 1 ,   no   2,   p p .   1 0 3 6 - 1 0 4 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 1 i 2 . p p 1 0 3 6 - 1 0 4 2 .   [ 2 1 ]   F.   M.   M a h mo u d   a n d   M.   A.   A b d e l g h a n y ,   “ L o w   f l i c k e r - n o i se   RF   C M O S   g i l b e r t - c e l l   mi x e r   f o r   2 . 4 G H z   w i r e l e ss   c o mm u n i c a t i o n   sy st e ms, ”  2 0 1 6   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   on   E l e c t r i c a l ,   El e c t ro n i c s,   a n d   O p t i m i z a t i o n   T e c h n i q u e s   ( I C EEO T ) ,   C h e n n a i ,   I n d i a ,   p p .   1 1 5 8 - 1 1 6 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EEO T . 2 0 1 6 . 7 7 5 4 8 6 6 .     [ 2 2 ]   A.   El   K r o u k ,   A.   Es - S a q y ,   M.   F a t t a h ,   S.   M a z e r ,   M.   El   B e k k a l i ,   a n d   M.   M e h d i . ,   “ G i l b e r t   C e l l   D o w n - C o n v e r si o n   M i x e r   f o r   T H z   W i r e l e ss   C o mm u n i c a t i o n ”  in   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   S m a rt   En v i r o n m e n t ,   v o l .   6 3 5 ,   p p.   4 7 5 ‑ 4 8 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 1 - 2 6 2 5 4 - 8 _ 6 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  2 2 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 2 4 :  1 5 5 4 - 1 563   1562   [ 2 3 ]   U.   M u sa,   S.   B a b a n i ,   a n d   A .   S .   A l i ,   “ D e si g n   a n d   si m u l a t i o n   of   2   se c t i o n   m i c r o st r i p   W i l k i n so n   p o w e r   d i v i d e r , ”   B a y e ro   U n i v e rs i t y   J o u rn a l   of   En g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y   ( B J ET) ,   v o l . 1 4 ,   no . 1 ,   p p . 1 7 - 23 ,   2 0 1 9 .   [ 2 4 ]   Z.   K h a n   a n d   S.   K u mar,   “ A   N e x t - g e n e r a t i o n   d o w n   c o n v e r si o n   mi x e r   d e si g n   u si n g   S c h o t t k y   d i o d e   to   i mp r o v e   p e r f o r man c e   f o r   W S N , ”  I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   of   C o m p u t i n g   a n d   D i g i t a l   S y s t e m s ,   v o l .   1 4 ,   no   1,   p.   1 0 3 0 9 ‑ 1 0 3 1 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 2 7 8 5 / i j c d s/ 1 4 0 1 1 0 3 .   [ 2 5 ]   M.   M o h a m ma d i   a n d   M.   Y a r g h o l i ,   “ A   2 9 . 5   G H z   H i g h   g a i n   D o w n - C o n v e r si o n   C M O S   M i x e r   f o r   5G   a p p l i c a t i o n s , ”  N a t i o n a l   C o n f é re n c e   on   El e c t ri c a l   a n d   El e c t ro n e c s   I n d u st r y ,   22   A u g u st   2 0 2 1 .   [ 2 6 ]   D.   H o u ,   W.   H o n g ,   J.   C h e n ,   P.   Y a n ,   a n d   Y.   X i o n g ,   “ A   c o mp a c t   D ‐ b a n d   I / Q   mi x e r   w i t h   i m p r o v e d   t r a n sf o r me r   b a l u n , ”  Mi c ro w a v e   a n d   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e rs ,   v o l .   5 9 ,   no   1 1 ,   p.   2 8 4 0 ‑ 2 8 4 4 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mo p . 3 0 8 4 0 .   [ 2 7 ]   Y .   - S .   L i n   a n d   Y .   E .   W a n g ,   “ D e si g n   a n d   A n a l y si s  o f   a   9 4 - G H z   C M O S   D o w n - C o n v e r si o n   M i x e r   W i t h   C C P T - RL - B a se d   I F   L o a d , ”   i n   I E EE  T r a n s a c t i o n s  o n   C i r c u i t s   a n d   S y s t e m s  I :   R e g u l a r  Pa p e rs ,   v o l .   6 6 ,   n o .   8 ,   p p .   3 1 4 8 - 3 1 6 1 ,   A u g .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C S I . 2 0 1 9 . 2 9 1 0 2 2 3 .   [ 2 8 ]   Y .   - T .   C h a n g   a n d   K .   - Y .   L i n ,   “ A   2 8 - G H z   B i d i r e c t i o n a l   A c t i v e   G i l b e r t - C e l l   M i x e r   i n   9 0 - n m  C M O S , ”   i n   I EE E  M i c r o w a v e   a n d   Wi re l e ss   C o m p o n e n t s   L e t t e rs ,   v o l .   3 1 ,   n o .   5 ,   p p .   4 7 3 - 4 7 6 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L M W C . 2 0 2 1 . 3 0 6 1 6 5 8 .       B I O G RAP H I E S   OF   AUTH O RS         Abd e la d i m   El   K r o u k           w a s   b o rn   in   T IS S A ,   M o ro c c o ,   in   Ja n u a ry   1 9 9 1 .   Re c e iv e d   h is   M a ste r   d e g re e   in   M icro e lec tro n ics   f ro m   F a c u lt y   of   S c ien c e s   Dh a r   EL   M a h ra z   F e z   M o ro c c o ,   in   2 0 1 6 .   He   is   now   P h . D.   stu d e n t   in   A rti f icia l   In telli g e n c e ,   IM AG E   L a b o ra to ry   at   th e   Un iv e rsity   of   M o u lay   Is m a il   M e k n e s.   His   m a in   re se a rc h   in tere st   in c lu d e s   m ix e rs  a n d   b a lu n .   He   can   be   c o n tac ted   at   e m a il :   a b d e lad im . e lk ro u k @u sm b a . a c . m a .           Abd e lh a fid   Es - S a q y           wa s   b o rn   in   T IS S A ,   M o ro c c o ,   in   Ja n u a ry   1 9 9 2 .   Re c e iv e d   h is   M a ste r’s   d e g re e   in   M icro e le c tro n ics   f ro m   F a c u lt y   of   S c ien c e s   Dh a r   EL   M a h ra z   F e z   M o ro c c o ,   in   2 0 1 8 .   He   is   now   P h . D.   stu d e n t   in   A rti f icia l   In telli g e n c e ,   Da ta   S c ien c e s   a n d   Em e r g in g   S y ste m s   Lab o ra to ry   at   th e   Un iv e rsity   of   S id i   M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z .   He   c a n   be   c o n tac ted   at   e m a il :   a b d e lh a f id . e ss a q y @u s m b a . a c . m a .         M o h a m m e d   F a tta h           re c e iv e d   h is   P h . D.   in   T e lec o m m u n ica ti o n s   a n d   CE M   at   th e   Un iv e rsit y   of   S id i   M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   (USM BA )   F e z ,   M o ro c c o ,   2 0 1 1 .   He   is   a   p r o f e ss o r   in   th e   E lec tri c a l   En g in e e rin g   De p a rtm e n t   of   th e   Hig h   sc h o o l   of   t e c h n o l o g y   at   th e   M o u lay   Is m a il   Un iv e rsit y   (UMI ),   M e k n e s,   M o r o c c o   a n d   he   is   a   re sp o n si b le   of   t h e   re se a rc h   tea m   ‘In telli g e n t   S y ste m s,   Ne tw o rk s   a n d   T e lec o m m u n ica ti o n s’,   IM A G E   lab o ra to ry ,   UMI.   He   can   be   c o n tac ted   at   e m a il :   m . f a tt a h @ u m i. a c . m a .         S a id   M a z e r           b o rn   i n   1 9 7 8 .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   E lec tro n ics   a n d   S ig n a l  P r o c e ss in g   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   M a rn e - La - V a ll é e ,   Ch a m p s - s u rM a rn e ,   F ra n c e .   He   is  c u rre n tl y   a   F u ll   P ro f e ss o r  w it h   th e   Na ti o n a l  S c h o o l  o f   A p p li e d   S c ien c e s  o f   F e z ,   M o ro c c o .   He   is  m e m b re   o f   I A S S E  Lab o ra to r y ,   Un iv e rsit y   o f   S id i  M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   t h e   d e v e l o p m e n t  o f   m icro w a v e - p h o to n i c s  d e v ice s  f o r  ra d io - o v e r  f ib re   a n d   w irele ss   a p p li c a ti o n s,  a n d   h e   is  a lso   in v o lv e d   i n   n e two rk   se c u rit y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sa id . m a z e r@u s m b a . a c . m a .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         Gilb ert ce ll d o w n - co n ve r s io n   mixe r   fo r   TH z   w i r eles s   co mmu n ica tio n   w ith   p a s s ive   …   ( A b d e la d im  E l Kr o u k )   1563     M a h m o u d   M e h d i           w a s   b o rn   in   Be iru t,   L e b a n o n ,   in   1 9 7 4 .   He   re c e iv e d   h is   P h . D.   in   H ig h   F re q u e n c y   C o m m u n ica ti o n   S y ste m s   f ro m   th e   U n iv e rsit y   of   P a ris   M a rn e   la   V a ll é e ,   F ra n c e   2 0 0 5 .   He   is   an   A ss o c iate   P ro f e ss o r   in   t h e   P h y sic s   De p a rtm e n t   of   th e   F a c u l ty   of   sc ien c e s   at   th e   L e b a n e se   Un iv e rsi ty ,   Be iru t,   L e b a n o n .   His   re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   M M IC ,   m icro - e le c tro - m e c h a n ica l  s y st e m s   (M EM S ),   ra d i o f re q u e n c y ,   d o u b le  b a lan c e d   a n d   d istr ib u ted   m i x e rs,  lo c a l  o sc i ll a to r,   TW   a m p li f iers ,   o p to e lec tro n ic  m ix e r  f o r   L ID A R   s y ste m ,   o p ti c a l  s y ste m s  a n d   d e sig n ,   a n d   p h o to - d e tec to rs.   He   is   c o u rse   lea d e r   in   m icro w a v e   d e v ice s   f o r   th e   M a ste rs   p ro g ra m   in   El e c tro n ics .   He   can   be   c o n tac ted   at   e m a il :   m a h m o u d . m e h d i@u l. e d u . l b .         M o u lh i m e   El   B e k k a li           h o ld e r   of   a   d o c to ra te   in   1 9 9 1   f ro m   th e   U S T L   Un iv e rsi t y   L il le   1   F ra n c e ,   he   w o rk e d   on   a n ten n a s   p ri n ted   in   X - b a n d   a n d   t h e ir   a p p li c a ti o n s   to   m icro w a v e   ra d a r.   S i n c e   1 9 9 2 ,   he   w a s   a   P ro f e ss o r   at   t h e   G ra d u a te   S c h o o l   of   T e c h n o lo g y ,   F e z   (ES T F )   a n d   he   w a s   a   m e m b e r   of   th e   T ra n s m i ss io n   a n d   Da ta   P r o c e ss in g   L a b o ra to ry   ( L TT I).   In   1 9 9 9 ,   he   re c e iv e d   a   s e c o n d   D o c to ra te   in   E lec tro m a g n e ti c   C o m p a ti b il it y   f r o m   S id i   M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsity   (USM BA ).   S in c e   2 0 0 9 ,   he   h a s   b e e n   V ice - P r e sid e n t   of   Re se a rc h   a n d   Co o p e ra ti o n   at   t h e   S id i   M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsit y   (USM BA )   in   F e z - M o ro c c o   u n t il   2 0 1 8 .   C u rre n tl y ,   he   is   a   P ro f e ss o r   at   th e   Na ti o n a l   S c h o o l   of   A p p li e d   S c ien c e s   (ENS A F )   a n d   m e m b e r   of   th e   L I A S S E   L a b o ra to ry   at   S id i   M o h a m e d   Be n   A b d e ll a h   Un iv e rsity .   He   can   be   c o n tac ted   at   e m a il :   m o u lh im e . e lb e k k a li @u sm b a . a c . m a .         Ca th e r in e   Alg a n i           b o r n   in   1 9 6 3 .   Ph . D .   in   E lec tro n ics   at   th e   Un iv e rsity   P ierre   a n d   M a rie   Cu rie   ( P a ris   V I).   Un iv e rsit y   P ro f e ss o r   at   th e   Na ti o n a l   C o n se rv a to ry   of   A rts   a n d   Cra f ts,   CN A M - P a ris.   S h e   is   th e   re sp o n sib le   of   th e   re se a rc h   tea m   “ c o m m u n ica ti o n   sy ste m s ”  at   ES YCO M   lab o ra to ry .   S h e   can   be   c o n tac ted   at   e m a il :   c a th e rin e . a l g a n i@lec n a m . n e t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.