13. Tutkimustietoportaalin artikkelit / Articles in the Research information portal
Permanent URI for this communityhttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/21256
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 22461
- Results Per Page
- Sort Options
- A 0.35-to-2.6GHz multilevel outphasing transmitter with a digital interpolating phase modulator enabling up to 400MHz instantaneous bandwidth
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa(2017-03-02) Kosunen, Marko; Lemberg, Jerry; Martelius, Mikko; Roverato, Enrico; Nieminen, Tero; Englund, Mikko; Stadius, Kari; Anttila, Lauri; Pallonen, Jorma; Valkama, Mikko; Ryynänen, JussiAdvanced 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. - A 0.39–3.56-μW Wide-Dynamic-Range Universal Multi-Sensor Interface Circuit
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2020-10-15) Moayer, Mohammad Mehdi; Salomaa, Jarno; Halonen, KariThis 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. - A 0.6–4.0 GHz RF-Resampling Beamforming Receiver with Frequency-Scaling True-Time-Delays up to Three Carrier Cycles
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2020) Spoof, Kalle; Zahra, Mahwish; Unnikrishnan, Vishnu; Stadius, Kari; Kosunen, Marko; Ryynänen, JussiTrue-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. - A 0.9-Nyquist-Band Digital Timing Mismatch Correction for Time-Interleaved ADCs Achieving Delay Tuning Range of 0.12-Sample-Period
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa(2022) Kempi, Ilia; Jarvinen, Okko; Kosunen, Marko; Unnikrishnan, Vishnu; Stadius, Kari; Ryynanen, JussiTime-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. - (1+1)-Dimensional Scalar Field Theory on q-Deformed Space
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2023) Tadros, PoulaWe 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. - 1,5 asteen elämäntavat : miten voimme pienentää hiilijalanjälkemme ilmastotavoitteiden mukaiseksi?
Commissioned report(2019) Lettenmeier, Michael; Akenji, Lewis; Toivio, Viivi; Koide, Ryu; Amellina, AryanieTämä 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. - 1-Butanol dehydration in microchannel reactor: Kinetics and reactor modelling
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2015) Khan, Y.; Marin, M.; Karinen, Reetta; Lehtonen, Juha; Kanervo, Jaana - 1-Butanol Separation from Aqueous Acetone-Butanol-Ethanol (ABE) Solutions by Freeze Concentration
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2023-06-07) Osmanbegovic, Nahla; Chandgude, Vijaya; Bankar, Sandip; Louhi-Kultanen, MarjattaThe 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%. - A 1.5-1.9-GHz all-digital tri-phasing transmitter with an integrated multilevel class-D power amplifier achieving 100-MHz RF bandwidth
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2019-06-01) Lemberg, Jerry; Martelius, Mikko; Roverato, Enrico; Antonov, Yury; Nieminen, Tero; Stadius, Kari; Anttila, Lauri; Valkama, Mikko; Kosunen, Marko; Ryynänen, JussiWe 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. - A 1.5-5-GHz Integrated RF Transmitter Front End for Active Matching of an Antenna Cluster
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2020-11) Saleem, Ali; Stadius, Kari; Hannula, Jari-Matti; Lehtovuori, Anu; Kosunen, Marko; Viikari, Ville; Ryynänen, JussiA 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. - The 1.5°C climate and energy scenarios: impacts on economic growth
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2022-04-21) Ekins, Paul; Drummond, Paul; Scamman, Daniel; Paroussos, Leonidas; Keppo, IlkkaIn 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. - 100 Social Sciences and Humanities priority research questions for transport and mobility in Horizon Europe
Commissioned report(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, AlexanderThe 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. - 100 vuotta pientä avotaloutta -– Suomen ulkomaankaupan kehitys, merkitys ja näkymät
Commissioned report(2017-11) Haaparanta, Pertti; Tamminen, Saara; Heikkinen, Sakari; Aunesluoma, Juhana; Hakkala, Katariina Nilsson; Kiviluoto, Jussi; Lavikainen, Kasperi; Rissanen, AarneLuomme 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 näköpiirissä - A 100–750 MS/s 11-Bit Time-to-Digital Converter With Cyclic-Coupled Ring Oscillator
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2021-03-24) Jarvinen, Okko; Unnikrishnan, Vishnu; Siddiqui, Waqas; Korhonen, Teuvo; Koli, Kimmo; Stadius, Kari; Kosunen, Marko; Ryynanen, JussiThis 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. - 110th Anniversary
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2019-01-01) Uusi-Kyyny, Petri; Qureshi, Muhammad Saad; Pokki, Juha Pekka; Alopaeus, Ville; Richon, DominiqueA 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. - 151Eu Mössbauer spectroscopy and x-ray-diffraction studies on the Pb2Ba2EuCu3O8+δ system
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(1994) Linden, J.; Lippmaa, M.; Miettinen, J.; Tittonen, I.; Katila, T.; Karppinen, M.; Niinistö, L.Simultaneous 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. - 152 fs nanotube-mode-locked thulium-doped all-fiber laser
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2016-07-04) Wang, Jinzhang; Liang, Xiaoyan; Hu, Guohua; Zheng, Zhijian; Lin, Shenghua; Ouyang, Deqin; Wu, Xu; Yan, Peiguang; Ruan, Shuangchen; Sun, Zhipei; Hasan, TawfiqueUltrafast 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. - 172 fs, 24.3 kW peak power pulse generation from a Ho-doped fiber laser system
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2018-10-01) Wang, Mengmeng; Zhang, Hui; Wei, Rongling; Zhu, Zexiu; Ruan, Shuangchen; Yan, Peiguang; Wang, Jinzhang; Hasan, Tawfique; Sun, ZhipeiWe 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. - An 18–28 GHz dual-mode down-converter IC for 5G applications
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä(2024-02) Naghavi, Saeed; Ryynänen, Kaisa; Zahra, Mahwish; Korsman, Aleksi; Stadius, Kari; Kosunen, Marko; Unnikrishnan, Vishnu; Anttila, Lauri; Valkama, Mikko; Ryynänen, JussiEmerging spectrum trends require a higher integration of 5G New Radio Frequency Range 1 (FR1) and Frequency Range 2 (FR2) bands to enhance the availability of spectrum and spectrum-sharing opportunities. To enable the reception of both FR1 and FR2 bands in a seamless hardware entity, we propose combining homodyne and heterodyne architectures. This necessitates the incorporation of a down-converter module that transfers the incoming signals from FR2 bands down to FR1, ensuring compatibility with an FR1 direct-conversion receiver (DCR) for the final signal reception. The primary focus of this paper is the design and implementation of the required integrated down-converter. The module includes an integrated balun, a low-noise amplifier (LNA) with a bypass mode, a dual-mode mixer, and an intermediate frequency (IF) amplifier. The introduced bypass mode helps to further elevate the linearity performance compared to the nominal mode. The bypass mode is designed for joint communication and sensing operation to avoid the compression of the receiver. This work also incorporates a local oscillator (LO) signal distribution network with phase tuning elements using a mixed-signal approach. The circuit is implemented in a 22-nm CMOS process, and the active die area is 0.6 mm 2 . The measurements demonstrate that the implemented chip can efficiently perform the required frequency conversion over a wide frequency range of 18–28 GHz. Conversion gain of 4.5–7.5 dB, noise figure of 15–19.7 dB, 1 dB compression point (IP1dB) of − 16 to − 10 dBm, and input third-order intercept point (IIP3) of − 5 to 0 dBm are achieved. The measured IP1 dB and IIP3 for the bypass mode are +0.5 to +4.5 dBm and +8.5 to +10 dBm, respectively. - A 180-nW static power UWB IR transmitter front-end for energy harvesting applications
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa(2017-09-28) Haapala, Tuomas; Pulkkinen, Mika; Salomaa, Jarno; Halonen, KariThis 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.