Prijsuitreiking de heer A. van Bezooijen
Considerans, uitgesproken door ing. F.M. Boekhorst,
op de NERG bijeenkomst te Eindhoven op 13 april 2011
Mijnheer de voorzitter, dames en heren,
In zijn vergadering van 28 januari 2011 heeft het bestuur van de Stichting
Wetenschappelijk Radiofonds Veder besloten de Veder-prijs 2010 toe te kennen aan
dr.ing. André van Bezooijen, "voor zijn realisatie van integreerbare
robuuste zendereindtrappen voor mobiele telefoons, door adaptieve
antenneimpedantieaanpassing en vermogensregeling".
Na zijn HBO-opleiding trad André van Bezooijen in 1984 in dienst bij
Philips Research, waar hij in de groep 'Radio and Data Communication Systems'
met name heeft gewerkt aan continue-tijdfilters en analoog-digitaalconversie. In
1993 maakte hij de overstap naar Philips Semiconductors, waar hij aan
verschillende onderdelen voor pagers heeft gewerkt. Vanaf 1998 was hij
projectleider in de business line RF. In die tijd werkte hij aan de
eindversterker-modules die hun weg hebben gevonden in mobiele telefoons, voor
GSM/edge en CDMA/AMPS. Hij werkte hier met verschillende technologieen,
waaronder GaAs heterogene bipolaire transistoren, en low temperature co-fired
ceramic PCB boards.
In 2003 maakte hij de volgende stap in zijn carriere en ging bij het Innovation
Centre RF van Philips Semiconductors werken aan nieuwe concepten voor
vermogensversterkers, met name aan modules voor adaptieve
antenneimpedantieaanpassing, waaronder modules gebaseerd op RF-MEMS, zeer kleine
elektromechanische componenten. Tevens werkte hij aan adaptieve
vermogensregelingen om geintegreerde silicium eindversterkers te beveiligen
tegen te hoge spanningen, stromen en temperatuur. BiCMOS was daar de belangrijke
technologie. Dit werk sloot heel goed aan bij het onderzoek aan 'smart
frontends' in de groep Mixed-signal Microelectronics van professor van Roermund,
aan de TU/e en het was dus al gauw duidelijk voor beide partijen dat hier een
zeer vruchtbare samenwerking kon worden opgezet. Dit was het begin van een nauwe
samenwerking met Reza Mahmoudi uit de onderzoeksgroep van Van Roermund.
Door de verzelfstandiging van de semiconductortak van Philips, kwam André
in 2007 te werken voor NXP en veranderde zijn aandachtsgebied naar base
stations, de grondstations bij mobiele telefonie. In 2008 ging een groep
ontwikkelaars, waaronder André, over naar Epcos, een bedrijf dat zich toelegt op
het ontwikkelen van nieuwe en innovatieve producten en functies voor de mobiele
telefonie. André kwam daarmee terug op zijn gebied van adaptieve
antenneimpedantieaanpassingen en vermogensregelingen, het gebied waarop hij nog
steeds met de TU Eindhoven samenwerkte.
Deze samenwerking heeft in april 2010 geleid tot het proefschrift 'Adaptive RF
front-ends, providing resilience to changing environments'. Die veranderende
omgevingsfactoren zijn allereerst de voorspelbare variaties: gewenst
uitgangsvermogen, zendfrequentie en type modulatie; en het zijn de
onvoorspelbare variaties in bijvoorbeeld de antenneimpedantie als gevolg van
'proximity effects' (antenne dicht bij lichaam), vormfactor van de telefoon
waarin de module verwerkt wordt, de antennebandbreedte, maar ook
voedingsspanningsvariaties en temperatuursvariaties (als gevolg van
buitentemperatuur, maar ook van vermogensdissipatie in de telefoon).
Al die variaties kunnen leiden tot problemen. Variaties in antenneimpedantie
leiden tot reflecties, efficiency-verlies en mogelijk kapot gaan van de eindtrap
door te hoge spanningen. Ook door voedingsspannings- en temperatuursvariaties
worden de eigenschappen van de eindversterker significant verslechterd, hetgeen
zelfs tot defect raken van het IC kan leiden.
Een conventionele manier van ontwerpen is het overdimensioneren van de eindtrap,
zodat die in ieder geval niet kapot gaat en ook nog aan de minimale eisen zal
blijven voldoen. Het zal duidelijk zijn dat dit ten koste gaat van zaken als
efficiency (dus het vermogensverbruik), oppervlakte en kosten.
De eindversterkermodules waaraan André van Bezooijen heeft gewerkt en die
hij in zijn proefschrift heeft beschreven doen dit adaptief: ze meten de
kritische parameters en regelen het systeem zo bij dat de eindversterker weer in
zijn optimale toestand is ingesteld. Overdimensionering is dan niet meer nodig
en hoge kwaliteit, robuustheid en efficiency zijn op deze manier verkregen.
Typerend voor het werk van André van Bezooijen is dat hij
wetenschappelijk werk prachtig heeft gecombineerd met praktisch resultaatgericht
ontwerpen. Hij heeft in kaart gebracht welke variabelen op de chip in aanmerking
komen voor detectie en welke voor correctie, en daar op grond van fundamentele
en praktische aspecten een keuze uit gemaakt. Impedantiebijregeling en
vermogensregeling zijn daarna verder uitgewerkt.
Bijregelen van impedantieniveaus als gevolg van veranderende antenneomgevingen
(zoals de nabijheid van hand, hoofd, of tafel) is gecompliceerd, gezien de grote
regelbereiken en de daarmee gepaard gaande niet-lineaire
impedantietransformaties, die op hun beurt serieuze regelproblemen opleveren
door niet-orthogonale regeleigenschappen alsmede het ontstaan van meer
'oplossingen'. Verder kunnen die variaties snel optreden. In plaats van, zoals
gebruikelijk, de complexiteit van het probleem geheel bij het regelalgoritme te
leggen, met als nadeel een zeer complexe regeling, is hier gekozen voor een
gecombineerde aanpak: detectie- en actuatiepunten en het circuit met zijn te
regelen componenten zijn zodanig gekozen dat het regelalgoritme eenvoudig, snel
en robuust kan blijven. Hiermee is een zeer effectieve bijregeling van de
complexe impedantie gerealiseerd. Zgn. 'true orthogonal'-detectoren,
gecascadeerde lussen en differentieel-aangestuurde netwerken (voor
pseudo-orthogonale regeling) zijn specifieke technieken die hierbij gebruikt
zijn.
Bijregelen van uitgangsvermogen ten behoeve van robuustheid en lineariteit is
ook verder uitgewerkt. Meerdere detectorcircuits zijn ontworpen om die
verschillende variabelen te monitoren. Verder zijn deze systemen geďntegreerd
met de bestaande vermogensregeling ('de power control loop') welke het
uitgangsvermogen regelt als functie van de variabele linkverliezen als gevolg
van variabele afstanden naar het basisstation.
Krachtig aan dit werk is ook dat alle systeemaspecten zijn meegenomen; van
device-niveau, schakelingniveau, moduleniveau, MEMS-schakelingen, boards, en tot
slot het hele telefoonsysteem. Theorie, analyse, simulaties, circuitontwerp,
layout en verificatie: het komt hierbij ook allemaal uitgebreid aan bod.
Het onderwerp van deze thesis raakt het hart van Stichting Wetenschappelijk
Radiofonds Veder. Het werk is een prachtig voorbeeld van hoe de wereld van de
wetenschap, met zijn nieuwe kennis en structurele aanpak, optimaal gekoppeld kan
worden aan die van bedrijven die echte producten moeten leveren. Het belang is
ook buiten kijf: wetenschappelijk levert het generieke methoden die zeer divers
inzetbaar zijn en commercieel gezien gaat het hier om enorme markten en daarmee
zeer grote belangen; en dat laatste wordt met de verdergaande integratie en
verspreiding van frontends alleen maar groter.
We zijn daarom zeer verheugd dat we de Vederprijs 2010 aan André van
Bezooijen mogen toekennen.
En dan verzoek ik thans de voorzitter van het Vederfonds, mevr. Françoise
Olthof-Kosters, om de prijs te komen overhandigen.
André van Bezooien met zijn prijs, oorkonde en de voorzitter van het
Vederfonds.
André van Bezooijen licht in een presentatie toe wat hij gedaan heeft.
(foto's door Reza Mahmoudi)
|