13. Tutkimustietoportaalin artikkelit / Articles in the Research information portal
Permanent URI for this community
Yliopiston tutkimustietojärjestelmään tallennetut avoimet julkaisut sekä EU-rahoitteisten projektien tutkimustuotokset.
Open access publications deposited in the university’s research information system, as well as research outputs from EU-funded projects.
Open access publications deposited in the university’s research information system, as well as research outputs from EU-funded projects.
Browse
Browsing 13. Tutkimustietoportaalin artikkelit / Articles in the Research information portal by Title
Now showing 1 - 20 of 21425
Results Per Page
Sort Options
Item A 0.35-to-2.6GHz multilevel outphasing transmitter with a digital interpolating phase modulator enabling up to 400MHz instantaneous bandwidth(2017-03-02) Kosunen, Marko; Lemberg, Jerry; Martelius, Mikko; Roverato, Enrico; Nieminen, Tero; Englund, Mikko; Stadius, Kari; Anttila, Lauri; Pallonen, Jorma; Valkama, Mikko; Ryynänen, Jussi; Department of Electronics and Nanoengineering; Department of Micro and Nanosciences; Jussi Ryynänen Group; Nokia; Tampere University of TechnologyAdvanced wireless radio standards set stringent requirements on the bandwidth, frequency range and reconfigurability of base-station transmitters. Recently, the outphasing concept has shown promise of wide bandwidth while taking advantage of process scaling with extensive exploitation of rail-to-rail signaling. Recent outphasing transmitter designs have often focused on power-amplifier (PA) and power-combiner implementations while omitting the phase modulator [1,2]. Moreover, previously reported transmitters with integrated digital phase modulators have only shown bandwidths up to 40MHz [3,4], although 133MHz has been demonstrated at 10GHz carrier frequency utilizing phase modulators based on conventional IQ-DACs [5]. Thus, digital-intensive outphasing transmitters capable of modulation with hundreds of MHz bandwidth at existing cellular frequency bands have not yet been published. To address the aforementioned challenge, this paper introduces a multilevel outphasing transmitter with four amplitude levels, including the first prototype implementation based on the digital interpolating phase modulator concept [6]. The transmitter is targeted for 5G picocell base stations and has been verified to operate with instantaneous bandwidth up to 400MHz. In addition, the developed phase modulator eliminates the need for complex on-chip frequency synthesizers by introducing digital carrier frequency generation, demonstrated between 0.35 and 2.6GHz, while utilizing a single 1.8GHz reference clock.Item A 0.39–3.56-μW Wide-Dynamic-Range Universal Multi-Sensor Interface Circuit(IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 2020-10-15) Moayer, Mohammad Mehdi; Salomaa, Jarno; Halonen, Kari; Department of Electronics and Nanoengineering; Kari Halonen GroupThis paper presents an ultra-low-power, widedynamic- range interface circuit for capacitive and resistive sensors. The circuit is implemented as a switched-capacitor circuit using programmable capacitors to achieve high configurability. The circuit was fabricated using a CMOS 0.18 μm process. Different types of capacitive and resistive sensors were measured using the interface to demonstrate its support for multi-sensor systems with an ultra-low-power budget. Experimental results show that the circuit is able to interface various sensors within the overall capacitance range of 0.6–550 pF and resistance range of 3.7–5100 k , while consuming only 0.39–3.56 μW from a 1.2 V supply. A proximity, gesture, and touch-sensing system is also developed consisting of the designed interface circuit and a sensor element that is able to detect the displacement of an object up to 15 cm from the sensing electrodes consuming only 0.83 μW from a 1.2 V supply.Item A 0.6–4.0 GHz RF-Resampling Beamforming Receiver with Frequency-Scaling True-Time-Delays up to Three Carrier Cycles(IEEE, 2020) Spoof, Kalle; Zahra, Mahwish; Unnikrishnan, Vishnu; Stadius, Kari; Kosunen, Marko; Ryynänen, Jussi; Department of Electronics and Nanoengineering; Jussi Ryynänen GroupTrue-time-delays (TTDs) enable wideband analog and hybrid beamforming by mitigating the beam squint problem. This letter reports a TTD beamforming receiver supporting delays up to three carrier-frequency cycles. The implementation is the first published work in which the delays scale with the carrier frequency. The scaling enables TTDs for large arrays at low-GHz frequencies where long delays are required due to \lambda _{c}/2 antenna spacing. The delays are implemented through delayed resampling of a passive mixer's discrete-time output. Driving the mixers with pulse-skipped local oscillator (LO) signals allows the delay range to exceed one carrier cycle. A polyphase receiver structure prevents aliasing of noise and unwanted tones caused by LO pulse-skipping. Our prototype implementation demonstrates squint-free beamforming for an-800 MHz instantaneous RF bandwidth. The proposed TTD is efficient for large arrays since the power consumption per antenna is only 5-13-mW across the 0.6-4.0-GHz frequency range. The prototype was implemented in 28-nm FD-SOI CMOS, and the die area including bonding pads is only 1.2 mm2.Item A 0.9-Nyquist-Band Digital Timing Mismatch Correction for Time-Interleaved ADCs Achieving Delay Tuning Range of 0.12-Sample-Period(2022) Kempi, Ilia; Jarvinen, Okko; Kosunen, Marko; Unnikrishnan, Vishnu; Stadius, Kari; Ryynanen, Jussi; Department of Electronics and Nanoengineering; Jussi Ryynänen GroupTime-interleaved analog-to-digital converters (TIADC) require channel matching in terms of offset, gain, and sampling clock skew to achieve best data conversion performance. Conventionally, correction of skew mismatch is realized with analog delay lines, making it challenging for high-speed ADC designs to achieve fine delay resolution over wide tuning range while maintaining low clock jitter. Digital skew correction allows greater flexibility than analog solutions, but is hindered by a significant hardware footprint. This paper demonstrates digital filter-based timing skew correction approach suitable for on-chip implementation. In a 10-bit 8-channel TI-ADC the proposed structure corrects mismatch magnitudes up to 0.12 sample period across 0.9 Nyquist band while requiring only 65% hardware of similar architectures of equivalent performance. The presented digital circuit uses reduced combinational paths and operates at a clock rate of single ADC channel, making it applicable for digitally-assisted high-speed TI-ADCs.Item (1+1)-Dimensional Scalar Field Theory on q-Deformed Space(Andromeda Publishing and Academic Services, 2023) Tadros, Poula; Department of Applied Physics; Quantum Dynamics; Department of Applied PhysicsWe study scalar field theory in a one-space and one-time dimension on a q-deformed space with a static background.We write the Lagrangian and the equation of motion and solve it to first order in q -1, where q is the deformation parameter of the space.Item 1,5 asteen elämäntavat : miten voimme pienentää hiilijalanjälkemme ilmastotavoitteiden mukaiseksi?(Sitra, 2019) Lettenmeier, Michael; Akenji, Lewis; Toivio, Viivi; Koide, Ryu; Amellina, Aryanie; Muotoilun laitos; NODUS; Institute for Global Environmental Strategies (IGES); D-mat Ltd.Tämä raportti ehdottaa hiilijalanjälkitavoitteita ja vaihtoehtoja sille, miten yhteiskunta voi elämäntapamuutosten kautta rajoittaa ilmaston lämpenemisen enintään 1,5 asteeseen Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteiden mukaisesti. Sekä aihetta käsittelevä kirjallisuus että poliittinen päätöksenteko ja liike-elämä ovat toistaiseksi keskittyneet lähinnä tiettyjen maiden, kaupunkien, organisaatioiden tai tuotteiden – muttei kuluttajien – hiilijalanjälkiin. Tämä on osaltaan heikentänyt ponnisteluja ilmastokriisin ratkaisemiseksi. Ilmastonmuutoksen ratkaisuista käyty keskustelu on pitkälti liittynyt teknologioihin, vaikka käyttäytymistä ja infrastruktuuria koskevilla systeemisillä muutoksilla on myös suuri merkitys (Creutzig et al. 2016; Akenji & Chen 2016). Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli IPCC (2018) korosti erikoisraportissaan Global Warming of 1.5 °C nopeiden muutosten tarvetta, jotta kasvihuonekaasupäästöjä voidaan vähentää merkittävästi. Käyttäytymisen, elämäntapojen ja kulutustottumusten merkittävä vaikutus ilmastonmuutokseen on tunnustettu (IPCC 2014a). Elämäntapojemme muuttamisella voisikin olla näkyvä ja nopea vaikutus hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä erityisesti niillä kulutuksen osa-alueilla, jotka eivät ole lukittuneet olemassa olevaan infrastruktuuriin (esim. Lettenmeier, Laakso & Toivio 2017). Yksilö voi esimerkiksi helpommin muuttaa ruokavaliotaan vähäpäästöisemmäksi milloin tahansa tekemällä uudenlaisia ostopäätöksiä, kun taas yksityisautoilun ehdoilla suunniteltu kaupunkirakenne ja tieinfrastruktuuri voi tehdä vähähiilisistä liikkumisen vaihtoehdoista hitaita tai hankalia toteuttaa. Tämä selvitys tarkastelee kasvihuonekaasupäästöjä ja niiden vähennyspotentiaalia kuluttamisen ja elämäntapojen näkökulmasta. Elämäntapojen hiilijalanjäljet on määritelty kotitalouksien kulutuksesta suoraan ja välillisesti aiheutuviksi kasvihuonekaasupäästöiksi, joihin ei ole laskettu mukaan julkisesta kulutuksesta ja pääoman muodostuksesta, kuten infrastruktuurista, aiheutuvia päästöjä. Kotitalouksien ja yksilöiden elämäntapojen – eli mitä ostamme ja mitä syömme, missä ja miten asumme, miten ja mihin liikumme – hiilijalanjälki tarjoaa perustan päästövähennystoimenpiteille. Tarkastelemme Suomen ja Japanin lisäksi Brasilian, Intian ja Kiinan asukkaiden määrällisestä kulutuksesta laskettua keskimääräistä hiilijalanjälkeä ja vertailemme sitä globaaliin tavoitetasoon. Raportti esittää kirjallisuuteen pohjautuvia vaihtoehtoja hiilijalanjäljen pienentämiseksi ja arvioi vähähiilisten elämäntapavaihtoehtojen päästövähennyspotentiaalia etenkin Suomessa ja Japanissa.Tämä Sitran selvitys pohjautuu tekniseen raporttiin 1.5-degree lifestyles: Targets and options for reducing lifestyle carbon footprints (IGES et al. 2019). Tutkimuksen menetelmät, tietolähteet ja arviointien tulokset on esitetty yksityiskohtaisesti teknisessä raportissa ja sen liitteissä. Hiilijalanjälkien ja tavoitteiden välinen kuilu Tuloksissa korostuu valtava kuilu nykyisten henkeä kohden laskettujen keskivertohiilijalanjälkien ja ilmastotavoitteiden välillä. Tutkimuksen kohteena olleiden maiden keskimääräinen elämäntapojen vuotuinen hiilijalanjälki oli vuonna 2017 henkeä kohden laskettuna seuraavanlainen: Suomessa 10,4 hiilidioksidiekvivalenttitonnia (t CO2e), Japanissa 7,6 tonnia, Kiinassa 4,2 tonnia, Brasiliassa 2,8 tonnia ja Intiassa 2,0 tonnia. Päästövähennysskenaarioiden pohjalta tässä tutkimuksessa ehdotetaan, että henkeä kohden lasketun kulutukseen perustuvan hiilijalanjäljen tavoitetaso olisi 2,5 tonnia CO2e vuoteen 2030 mennessä, 1,4 tonnia vuoteen 2040 mennessä ja 0,7 tonnia vuoteen 2050 mennessä. Nämä tavoitteet ovat Pariisin ilmastosopimuksen 1,5 asteen tavoitteen mukaisia siten, että kasvihuonekaasupäästöjen maailmanlaajuinen huippu taitetaan mahdollisimman pian ja päästövähennysten aikaansaamiseksi turvaudutaan tulevaisuudessakin mahdollisimman vähän negatiivisiin päästöihin liittyviin eli hiilidioksidia jälkeenpäin takaisin maahan sitoviin teknologioihin. Nykyisten elämäntapojen hiilijalanjälkeä on pienennettävä tässä selvityksessä tarkastelluissa vauraissa länsimaissa eli Japanissa ja Suomessa huimat 80–93 prosenttia vuoteen 2050 mennessä olettaen, että 58–76 prosentin vähennystoimet aloitetaan välittömästi vuoden 2030 tavoitteen saavuttamiseksi. Myös tarkasteltujen kehittyvien maiden eli Intian, Brasilian ja Kiinan on pienennettävä keskimääräistä elämäntapojen hiilijalanjälkeään 23–84 prosenttia vuoteen 2050 mennessä maasta ja skenaariosta riippuen. Elämäntapojen hiilijalanjäljen painopisteet Keskivertokulutuksen perusteella lasketusta elämäntapojen hiilijalanjäljestä noin 75 prosenttia muodostuu kolmesta osa-alueesta: elintarvikkeet, asuminen ja liikkuminen. Lähempi tarkastelu paljastaa useita runsaasti päästöjä aiheuttavia painopisteitä. Nämä ovat liha- ja maitotuotteiden kulutus, fossiilisiin polttoaineisiin perustuva kodin energiankulutus, yksityisautoilu sekä lentomatkustus. Osa painopisteistä, kuten autoilu ja lihatuotteiden kulutus, esiintyy kaikissa tutkituissa maissa, kun taas osa painopisteistä on maakohtaisia, kuten maitotuotteiden kulutus Suomessa ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuva sähkö Japanissa. Tämä osoittaa, että elämäntapojen hiilijalanjäljen pienentämisessä on otettava huomioon paikallinen tilanne ja etsittävä räätälöityjä ratkaisuja. Elämäntapavaihtoehtojen potentiaali Vaihtoehtoja, joilla tämän tutkimuksen mukaan on suuri potentiaali pienentää hiilijalanjälkeä, ovat yksityisautoilun korvaaminen joukkoliikenteellä tai sähköpyörällä työ- ja vapaa-ajan matkoilla, sähkö- ja hybridiautojen käyttöönotto, ajoneuvojen polttoainetehokkuuden parantaminen, kimppakyytien lisääminen, asuminen lähempänä työ- tai opiskelupaikkaa, asunnon vaihtaminen pienempään, sähkön ja lämmitysenergian tuottaminen uusiutuvilla energialähteillä, maa- ja ilmalämpöpumppujen hyödyntäminen, kasvis- ja vegaaniruokavalion suosiminen, maitotuotteiden korvaaminen kasvipohjaisilla vaihtoehdoilla ja punaisen lihan korvaaminen kanalla tai kalalla. Vaihtoehdot ovat osittain päällekkäisiä, ja niiden vaikutukset vaihtelevat sen mukaan, miten laajamittaisesti ne otetaan käyttöön. Täysimääräisesti toteutettujen yksittäisten vaihtoehtojen avulla voidaan henkeä kohti laskettua hiilijalanjälkeä parhaimmillaan pienentää sadoilla tai jopa yli tuhannella kilolla (CO2e) vuodessa. Elämäntapojemme laajamittaisilla muutoksilla voitaisiin edistää merkittävästi 1,5 asteen ilmastotavoitteen saavuttamista vuoteen 2030 mennessä. Tämä edellyttäisi kuitenkin erittäin kunnianhimoista vähähiilisten vaihtoehtojen käyttöönottoa esimerkiksi Suomessa ja Japanissa. Raportissa esitetyt noin 30 vaihtoehtoa tulisi ottaa käyttöön vähintään 75-prosenttisesti. Tämä tarkoittaa ratkaisujen 75-prosenttista käyttöönottoa koko yhteiskunnan tai jokaisen yksilön tasolla tai näiden yhdistelmänä. Miten 1,5 asteen elämäntapoihin päästään ja kenen pitäisi toimia? Tämä raportti on yksi ensimmäisistä selvityksistä, joka ehdottaa globaaleja henkeä kohti laskettuja tavoitetasoja 1,5 asteen ilmastotavoitteen mukaisille elämäntapojen hiilijalanjäljille. Raportti arvioi käytännön toimenpiteitä kulutuksen eri osa-alueilla. Politiikan, hallinnon ja yritysten pitäisi laajamittaisesti tukea siirtymistä vähähiilisempiin elämäntapoihin. Interaktiiviset työkalut kuten tämän selvityksen esittelemä 1,5 asteen elämäntapojen palapeli auttavat niin kotitalouksia kuin poliittisia päätöksentekijöitä, hallintoa ja yrityksiä tunnistamaan hiilijalanjälkien pienentämiseen liittyviä ongelmakohtia ja kehittämään niihin ratkaisuja. Vähähiilisten ratkaisujen toteutettavuuden ja hyväksyttävyyden mittaamiseksi niitä tulee testata kotitalouksissa, asuinalueilla ja kunnissa julkisen ja yksityisen sektorin aktiivisella tuella. Raportin menetelmiä ja lähestymistapoja voidaan ottaa käyttöön myös muissa maissa. Tämän raportin suositusten toteuttaminen kotitalouksissa on valtava haaste. Suositusten täytäntöönpano edellyttää yksittäisten ratkaisujen lisäksi koko tuotanto- ja kulutusjärjestelmän laajuisia muutoksia. Elämäntapojen hiilijalanjälkeä on pienennettävä jopa yli 90 prosenttia nykyiseen tasoon verrattuna. Siksi pitää muuttaa niitä ajattelutapoja, joihin taloutemme, infrastruktuurimme ja kulutusperusteinen elämäntapamme perustuvat. Tämä edellyttää radikaalia uudelleenajattelua niin politiikassa ja hallinnossa kuin myös liiketoimintamalleissa ja yksilöiden elämässä. Kaikkien toimijoiden muutosvalmiutta tulisi kehittää sekä teollistuneissa että kehittyvissä maissa. Samalla pitää varmistaa muutosten sosiaalinen hyväksyttävyys. Erityisesti kehitysmaissa pitää varmistaa, että väestön perustarpeet tyydytetään samalla kun hiilijalanjäljet pienenevät. Tämä haaste tarjoaa kuitenkin myös mahdollisuuksia parempaan elämään ja kannattavaan liiketoimintaan. Sanomattakin on selvää, että toimenpiteillä on kiire, jos haluamme edetä kohti kestävää tulevaisuutta ja rajoittaa maapallon lämpötilan nousun 1,5 asteeseen.Item 1-Butanol dehydration in microchannel reactor: Kinetics and reactor modelling(2015) Khan, Y.; Marin, M.; Karinen, Reetta; Lehtonen, Juha; Kanervo, Jaana; Department of Biotechnology and Chemical Technology; Department of Chemical and Metallurgical EngineeringItem 1-Butanol Separation from Aqueous Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) Solutions by Freeze Concentration(American Chemical Society, 2023-06-07) Osmanbegovic, Nahla; Chandgude, Vijaya; Bankar, Sandip; Louhi-Kultanen, Marjatta; Department of Chemical and Metallurgical Engineering; Department of Bioproducts and Biosystems; Chemical Engineering in Aqueous Systems; Bioprocess engineeringThe suspension freeze crystallization of aqueous 1-butanol solutions, synthetic acetone-butanol-ethanol (ABE) solutions, and ABE fermentation broth was studied as a novel concentration method that requires less energy than evaporation for water removal. The equimolar aqueous ABE solutions in a total molality range of 0–5.05 mol/kg(water) were proven to be ideal solutions based on the freezing point depression obtained. An aqueous solution of 8 wt % 1-butanol and three different types of aqueous ABE solutions (3:8:1:88 ABEW, 6:16:2:76 ABEW, and 10:17:2:71 ABEW (wt %)) were concentrated for 80 min by suspension freeze crystallization in a subcooling range from 0.24 to 1.15 °C. Freeze crystallization enabled 1-butanol separation from the generated mother liquor, which split into two liquid phases after ice separation, i.e., a water-enriched phase and a 1-butanol-enriched phase. Ice yield values were higher for higher subcooling degrees and higher initial water content in the feed solutions. 1-Butanol yields separated from the mother liquors were 9.85%, 59.46%, and 22.46% for 3:8:1:88 ABEW, 6:16:2:76 ABEW, and 10:17:2:71 ABEW, respectively, whereas two-stage freeze crystallization of the fermentation broths resulted in water removal with a maximum relative percentage of 29.5%.Item A 1.5-1.9-GHz all-digital tri-phasing transmitter with an integrated multilevel class-D power amplifier achieving 100-MHz RF bandwidth(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019-06-01) Lemberg, Jerry; Martelius, Mikko; Roverato, Enrico; Antonov, Yury; Nieminen, Tero; Stadius, Kari; Anttila, Lauri; Valkama, Mikko; Kosunen, Marko; Ryynänen, Jussi; Department of Electronics and Nanoengineering; Jussi Ryynänen Group; Tampere UniversityWe present a prototype RF transmitter with an integrated multilevel class-D power amplifier (PA), implemented in 28-nm CMOS. The transmitter utilizes tri-phasing modulation, which combines three constant-envelope phase-modulated signals with coarse amplitude modulation in the PA. This new architecture achieves the back-off efficiency of multilevel outphasing, without linearity-degrading discontinuities in the RF output waveform. Because all signal processing is performed in the time domain up to the PA, the entire system is implemented with digital circuits and structures, thus also enabling the use of synthesis and place-and-route CAD tools for the RF front end. The effectiveness of the digital tri-phasing concept is supported by extensive measurement results. Improved wideband performance is validated through the transmission of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) bandwidths up to 100 MHz. Enhanced reconfigurability is demonstrated with non-contiguous carrier aggregation and digital carrier generation between 1.5 and 1.9 GHz without a frequency synthesizer. For a 20-MHz 256-QAM OFDM signal at 3.5% error vector magnitude (EVM), the transmitter achieves 22.6-dBm output power and 14.6% PA efficiency. Thanks to the high linearity enabled by tri-phasing, no digital predistortion is needed for the PA.Item A 1.5-5-GHz Integrated RF Transmitter Front End for Active Matching of an Antenna Cluster(IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 2020-11) Saleem, Ali; Stadius, Kari; Hannula, Jari-Matti; Lehtovuori, Anu; Kosunen, Marko; Viikari, Ville; Ryynänen, Jussi; Department of Electronics and Nanoengineering; Jussi Ryynänen Group; Ville Viikari GroupA recently proposed method for realizing frequency-reconfigurable antennas across a wideband is based on adjusting the feed amplitudes and phases of a multiport antenna. In this article, we demonstrate the feasibility of the method, for the first time, with a conjunction of an integrated RF transmitter and a four-element antenna cluster. The implementation performs on-chip amplitude and phase tuning with supply scaling and delay tuning circuits to tune the antenna cluster without requirement of matching network. The antenna cluster is built with four closely spaced antenna elements implemented on a printed circuit board. The transmitter integrated circuit (IC) is implemented in a 28-nm CMOS process with the chip size of 0.85 mm x 0.95 mm, including pads. The proof-of-concept implementation demonstrates tunability across a wideband from 1.5 to 5 GHz.Item The 1.5°C climate and energy scenarios: impacts on economic growth(Oxford University Press, 2022-04-21) Ekins, Paul; Drummond, Paul; Scamman, Daniel; Paroussos, Leonidas; Keppo, Ilkka; Department of Mechanical Engineering; Energy efficiency and systems; University College London; E3-ModellingIn the context of calls for ‘de-growth’ (reduction in gross domestic product, [GDP]) in developed countries for them to be able to reduce emissions to ‘net zero’ in time for the temperature target in the Paris Agreement to be met, this article explores the various impacts on economic growth in the scenarios of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) that limit the average global temperature increase in 2100 to 1.5°C. It finds that the impacts are generally small and that in no case is ‘degrowth’ required, although the requirements for the rate and nature of technological developments are challenging. The article then reports on a modelling exercise that investigates in more detail the economic dynamics of achieving the 1.5°C target. It finds that, as with the IPCC scenarios, and assuming the feasibility of at-scale deployment of carbon capture and negative emission technologies, economic growth continues throughout this century, with a major contribution coming from the investment required to decarbonise the energy system.Item 100 Social Sciences and Humanities priority research questions for transport and mobility in Horizon Europe(2020-11) Ryghaug, Marianne; Subotički, Ivana; Wirth, Timo von; Smeds, Emilia; Scherrer, Aline; Foulds, Chris; Bertolini, Luca; Beyazit İnce, Eda; Brand, Ralf; Cohen-Blankshtain, Galit; Dijk, Marc; Freudendal-Pedersen, Marlene; Gössling, Stefan; Guzik, Robert; Kivimaa, Paula; Klöckner, Christian; Lazarova Nikolova, Christina; Lis, Aleksandra; Marquet, Oriol; Milakis, Dimitris; Mladenovic, Milos; Mom, Gijs; Mullen, Caroline; Ortar, Nathalie; Pucci, Paola; Sales Oliveira, Catarina; Schwanen, Tim; Seidenglanz, Daniel; Tuvikene, Tauri; Wentland, Alexander; Department of Built Environment; Planning and Transportation; Norwegian University of Science and Technology; Erasmus University Rotterdam; University College London; Fraunhofer Institute; Anglia Ruskin University; University of Amsterdam; Istanbul Technical University; Rupprecht Consult GmbH; Hebrew University of Jerusalem; Maastricht University; Aalborg University; Lund University; Jagiellonian University; Finnish Environment Institute; University of National and World Economy of Sofia; Adam Mickiewicz University Poznan; Autonomous University of Barcelona; German Aerospace Center; Eindhoven University of Technology; University of Leeds; University of Lyon; Politecnico di Milano; University of Beira Interior; University of Oxford; Mazaryk University of Brno; Tallinn University; Technical University of MunichThe launch of the European Union’s (EU) Horizon Europe programme provides exciting opportunities for Social Sciences and Humanities (SSH) research to contribute to the fulfilment of the EU’s ambitious policy goals on energy and climate change. This report presents 100 questions that have been identified by experts as key priorities for SSH research on transport and mobility, in order to inform and support these goals.Item 100 vuotta pientä avotaloutta -– Suomen ulkomaankaupan kehitys, merkitys ja näkymät(Valtioneuvoston kanslia, 2017-11) Haaparanta, Pertti; Tamminen, Saara; Heikkinen, Sakari; Aunesluoma, Juhana; Hakkala, Katariina Nilsson; Kiviluoto, Jussi; Lavikainen, Kasperi; Rissanen, Aarne; Taloustieteen laitos; VATT Institute for Economic Research; University of Helsinki; The Research Institute of the Finnish Economy (ETLA); Taloustieteen laitosLuomme kuvauksen Suomen ulkomaankaupan kehitykseen runsaan sadan vuoden aikana. Tarkastelemme kaupan kasvua, kehitystä, toimiala- ja maajakaumaa sekä kauppapolitiikkaa. Erityisesti arvioimme viennin kansantaloudellista merkitystä. Globaalien arvoketjujen pirstoutumisen on hankaloittanut viennin analysointia bruttovientilukujen pohjalta. Tästä johtuen esitämme raportissa uusia laskelmia viennin luomasta kotimaisesta arvonlisäyksestä niin historiallisesti kuin nykypäivänä. Lisäksi tarkastelemme euroalueen ja viimeisen finanssikriisin vaikutuksia Suomen ulkomaankauppaan. 1930-luvun laman ja toisen maailmansodan jälkeen noussut protektionismi kauppapolitiikassa vaikutti pitkään. Kaupan vapautumisen, alueellisten kauppasopimusten ja Euroopan unioniin liittymisen myötä viennin luoma arvonlisäys on noussut, mutta toisaalta euroalueella ei löydetä olleen merkittävää vaikutusta jäsenmaiden väliseen ulkomaankauppaan. Tuloksiemme mukaan viennin luoma kotimainen arvonlisäys suhteutettuna bruttokansantuotteeseen ylitti ensimmäisen globalisaatiokauden vapaakauppaympäristössä saavutetun tason vasta 1990-luvun laman jälkeen. Viimeisten parin vuosikymmenen aikana teollinen tuotanto on pirstoutunut globaaleihin arvoketjuihin ja entistä suurempi osa viennin bruttoarvosta on ulkomaille päätyvää arvonlisäystä. Samalla palveluiden vienti on noussut merkittävästi. Palveluvienti vastasi noin 36 prosentista viennin koko arvonlisäystä vuonna 2016. Yleisesti ottaen 60–70 prosenttia Suomen viennin arvonlisäyksestä koostuu heterogeenisten tuotteiden myynnistä, joissa kilpaillaan erityisesti koettuun laatuun ja brändiin liittyvillä tekijöillä. Suomella on kohtuullisen hyvät mahdollisuudet saada viennistä merkittävää lisäarvonlisäystä tulevaisuudessakin, vaikka myös kauppapoliittisia uhkakuvia on näköpiirissäItem A 100–750 MS/s 11-Bit Time-to-Digital Converter With Cyclic-Coupled Ring Oscillator(IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 2021-03-24) Jarvinen, Okko; Unnikrishnan, Vishnu; Siddiqui, Waqas; Korhonen, Teuvo; Koli, Kimmo; Stadius, Kari; Kosunen, Marko; Ryynanen, Jussi; Department of Electronics and Nanoengineering; Jussi Ryynänen Group; Department of Electronics and Nanoengineering; Huawei TechnologiesThis paper presents the first measured cyclic-coupled ring oscillator (CCRO) time-to-digital converter (TDC). The CCRO realizes a robust true time-domain delay interpolation with sub-gate-delay resolution. The architecture employs real-time quantization to reduce conversion time and hence maximize bandwidth. Furthermore, the CCRO phase progression is encoded with a bubble error suppression logic, thereby building resilience to delay mismatches from circuit/layout imperfections. The prototype circuit implemented in a 28 nm CMOS process demonstrates a combination of high resolution and high sample rate over wide range of sample rates. The TDC achieves its peak figure-of-merit (FoM) of 0.051 pJ/conv.-step at 100 MS/s while delivering 8.38-bit linear resolution and 15.4 ps time resolution, operating from a 0.55 V supply. The TDC demonstrates the highest reported linear resolution of 9.29 bits among converters operating above 100 MS/s, at 125 MS/s and 0.9 V supply, while achieving 4.4 ps time resolution and 0.16 pJ/conv.-step FoM. Further, the real-time quantizing architecture allows fast operation up to 750 MS/s, where the TDC delivers 6-bit linear resolution and 0.48 pJ/conv.-step FoM operating from 0.9 V supply.Item 110th Anniversary(AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2019-01-01) Uusi-Kyyny, Petri; Qureshi, Muhammad Saad; Pokki, Juha Pekka; Alopaeus, Ville; Richon, Dominique; Department of Chemical and Metallurgical Engineering; University of KwaZulu-NatalA new improved apparatus is presented for measurements of critical points and vapor pressures of pure compounds. Additionally, with this apparatus it is possible to measure bubble and critical points of mixtures. The experimental temperature range is from 298 to 673 K, and the experimental pressure range is from 0 to a maximum of 20 MPa. Measurements of pure component vapor pressures and critical points are presented for ethanol, n-hexane, furan, 2-methylfuran, 2-methoxy-2-methylpropane (MTBE), and 2-ethoxy-2-methylbutane (TAEE). The measured properties are compared to literature data if available. The vapor pressure correlation of Wagner is used to correlate the measured vapor pressure data. Measurements of critical and bubble point of mixtures are presented for the ethanol + n-hexane system and are well in-line with literature data. Bubble and critical point measurements are presented for the furan + n-hexane mixture, where no literature data is available. The measured bubble points of mixtures are modeled with the Soave-Redlich-Kwong equation of state. The optimization of its binary interaction parameters is based on the bubble point measurements enabling the modeling of the critical loci of the mixture.Item 151Eu Mössbauer spectroscopy and x-ray-diffraction studies on the Pb2Ba2EuCu3O8+δ system(1994) Linden, J.; Lippmaa, M.; Miettinen, J.; Tittonen, I.; Katila, T.; Karppinen, M.; Niinistö, L.; Department of ChemistrySimultaneous replacement of Sr by Ba and Y by Eu in the Pb-2213 system was found to yield single-phase Pb2Ba2EuCu3O8+δ samples, suitable for 151Eu Mössbauer measurements. The samples were synthesized by a solid-state reaction of metal oxides and carbonates under an inert atmosphere. An oxygen-rich sample corresponding to δ=1.79 was obtained by annealing the as-synthesized material (δ=0.16) in oxygen. The oxygen annealing increased the size of the lattice constants and led to an orthorhombic-to-tetragonal phase transition of the structure. The samples were also oriented in an 11.7-T magnetic field. The x-ray-diffraction spectra showed that the c axes tended to orient perpendicular to the applied field. The measured Mössbauer spectra exhibited an electric quadrupole interaction typical of the Eu site in high-Tc cuprates. The average orientation angles obtained from fittings of the Mössbauer spectra were in accordance with the results from the x-ray-diffraction measurements.Item 152 fs nanotube-mode-locked thulium-doped all-fiber laser(2016-07-04) Wang, Jinzhang; Liang, Xiaoyan; Hu, Guohua; Zheng, Zhijian; Lin, Shenghua; Ouyang, Deqin; Wu, Xu; Yan, Peiguang; Ruan, Shuangchen; Sun, Zhipei; Hasan, Tawfique; Department of Micro and Nanosciences; Zhipei Sun Group; Shenzhen University; University of CambridgeUltrafast fiber lasers with broad bandwidth and short pulse duration have a variety of applications, such as ultrafast time-resolved spectroscopy and supercontinuum generation. We report a simple and compact all-fiber thulium-doped femtosecond laser mode-locked by carbon nanotubes. The oscillator operates in slightly normal cavity dispersion at 0.055 ps 2, and delivers 152 fs pulses with 52.8 nm bandwidth and 0.19 nJ pulse energy. This is the shortest pulse duration and the widest spectral width demonstrated from Tm-doped all-fiber lasers based on 1 or 2 dimensional nanomaterials, underscoring their growing potential as versatile saturable absorber materials.Item 172 fs, 24.3 kW peak power pulse generation from a Ho-doped fiber laser system(2018-10-01) Wang, Mengmeng; Zhang, Hui; Wei, Rongling; Zhu, Zexiu; Ruan, Shuangchen; Yan, Peiguang; Wang, Jinzhang; Hasan, Tawfique; Sun, Zhipei; Department of Electronics and Nanoengineering; Department of Applied Physics; Centre of Excellence in Quantum Technology, QTF; Zhipei Sun Group; Shenzhen University; University of Chinese Academy of Sciences; University of CambridgeWe demonstrate a high-peak-power femtosecond fiber laser system based on single-mode holmium (Ho)-doped fibers. 833 fs, 27.7 MHz pulses at 2083.4 nm generated in a passively mode-locked Ho fiber laser are amplified and compressed to near transform-limited 172 fs, 7.2 nJ pulses with 24.3 kW peak power. We achieve this performance level by using the soliton effect and high-order soliton compression. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of sub-200 fs pulses, with peak power exceeding 10 kW from a Ho-doped single-mode fiber laser system without using bulk optics compressors.Item A 180-nW static power UWB IR transmitter front-end for energy harvesting applications(2017-09-28) Haapala, Tuomas; Pulkkinen, Mika; Salomaa, Jarno; Halonen, Kari; Department of Electronics and Nanoengineering; Kari Halonen GroupThis paper presents a versatile, FCC compliant ultra-wideband impulse radio transmitter front-end (TFE) that performs well at a wide range of pulse repetition rates up to 105 MHz. The TFE delivers 2.2 pJ pulses with 6.7 % efficiency at 3.8 GHz center frequency. The leakage power is 180 nW from a 1.2 V supply. The TFE operates robustly with a variety of power sources, including a 6.5 cm2 photovoltaic array in office illumination. Along with the low static power consumption level, this feature makes the TFE suitable for energy harvesting applications. The TFE is fabricated in a 180 nm CMOS process.Item 180° rotations in the polarization angle for blazars(EDP SCIENCES, 2020-04-21) Cohen, M.H.; Savolainen, Tuomas; Department of Electronics and Nanoengineering; Metsähovi Radio Observatory; Anne Lähteenmäki Group; California Institute of TechnologyRotations of the electric vector position angle (EVPA) in blazars are often close to an integral multiple of 180°. There are many examples of this in the literature, and we strengthen the evidence by showing that, in the RoboPol monitoring program, nπ rotations occur more frequently than otherwise expected by chance. We explain this using a model consisting of two polarized emission components: a “jet” that is constant in time and a “burst” that is variable. The EVPA of the combination is EVPAjet at both the beginning and the end of the burst, so the net rotation across the burst must be nπ. Several examples of this model are analyzed on the Stokes plane, where the winding number for the Stokes vector of the combination gives the value of n. The main conclusion is that the EVPA rotation can be much larger than the physical rotation of the emission region around the axis of the jet, but this requires the EVPAs of the jet and the burst to be nearly orthogonal. Shock-in-jet calculations can provide a physical model for our toy model and in addition they automatically give the required orthogonality. The model is illustrated with data from the literature on OJ 287. We suggest that the large rapid EVPA rotation seen in OJ 287 might be a phase effect and not representative of a physical rotation.