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제안 방법
- 그렇기 때문에 180°hybrid를 구성하면 회로가 매우 커질 수 있으므로 LO와 IF의 port를 서로 바꾸어 설계함으로써 전체 MMIC chip의 크기를 줄였다. 180°hybrid 설계를 위해서 TRW에서 f*y oundi 로제공하는 Lange coupler를 이용하였으며, 각 포트의 magnitude balance를 맞춘 다음 90°delay line 을 이용하여 phase balance를 맞추었다, 그림 3은 RF port 용 180°hybrid의 설계 결과를 보여주는 것으로 0.8dB 이하의 전력 차와 181°의 위상차를 나타낸다. 같은 방법으로 IF port에 대한 180。 hybrid도 설계하였다.
- InGaAs/GaAs p-HEMT 공정의 쇼트키 다이오드를 이용하여 설계된 MMIC 주파수 혼합기 칩을 TRW사에서 제작하였다. 그림 6은 하향 주파수변환에 대한 on-wafer 측정결과로서 LO전력 13dBm과 RF전력 -20dBm을 각각 인가하였을 때의 변환손실과 포트별 격리 도를 나타내는 것이다.
- TRW의 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정의 쇼트키 다이오드 소자를 사용하여 RF 주파수 30.6- 31.0GHz, LO 주파수 9.8GHz, IF 주파수 20.8 〜 21.2GHz의 MMIC 주파수 혼합기를 설계하고자한다. 주파수 혼합기의 구조로는 포트 간에 우수한 격리도, 광대역 특성, 그리고 RF와 IF의 even harmonic 억제 등의 장점이 있는 180° hybrid# 이용한 double balanced 주파수 혼합기 구조를 이용하였다.
- 8GHz이므로 전기적 파장이 IF 주파수에 비해 최소 2배 이상이 된다. 그렇기 때문에 180°hybrid를 구성하면 회로가 매우 커질 수 있으므로 LO와 IF의 port를 서로 바꾸어 설계함으로써 전체 MMIC chip의 크기를 줄였다. 180°hybrid 설계를 위해서 TRW에서 f*y oundi 로제공하는 Lange coupler를 이용하였으며, 각 포트의 magnitude balance를 맞춘 다음 90°delay line 을 이용하여 phase balance를 맞추었다, 그림 3은 RF port 용 180°hybrid의 설계 결과를 보여주는 것으로 0.
- 여기서 각 포트별격리도 특성이 이상적이지 않기 때문에 집적화시각 포트에서의 정합 결과가 약간씩 달라진다. 따라서 각 포트에서 반사손실을 최적화하기 위 해 미세 조정과정을 수행하였으며, 미세조정 후 나온레이아웃을 다시 momentum simulation을 수행하는 과정을 반복하였다. 그림 4는 최종 설계된 주파수 혼합기의 포트별 반사손실 특성을 보여주는것으로 LO의 경우 -17dB 이하, IF의 경우 -12dB 이호}, RF의 경우 -20dB 이하이다.
- 본 논문에서는 Ka 대역의 RF 신호를 하향 변환하기 위해 쇼트키 다이오드를 이용한 MMIC 주파수 혼합기를 double balanced type으로 설계하였다. 또한 chip의 크기를 줄이기 위해 LO와 IF의단자를 서로 바꾸어 설계하였다.
- 일반적으로 LO의 주파수가 RF에비해 매우 낮기 때문에 LO에 대한 영향이 매우크다. 본 논문에서는 Ka 대역의 RF 신호를 하향 변환하기 위해 쇼트키 다이오드를 이용한 MMIC 주파수 혼합기를 double balanced type으로 설계하였다. 또한 chip의 크기를 줄이기 위해 LO와 IF의단자를 서로 바꾸어 설계하였다.
- 본 논문에서는 TRW의 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정의 쇼트키 다이오드를 이용하여 Ks대역용 하향수신변환기에 사용할 수 있는 double balanced MMIC 주파수 혼합기칩을 설계 및 제작하였다. 소형화된 MMIC 칩을 얻기 위해 일반적인 double balanced 주파수 혼합기 구조에서 IF와 L0 포트를 서로 바꾸어 설계함으로써 회로의 크기를 크게 줄일 수 있었다.
- 소형화된 MMIC 칩을 얻기 위해 일반적인 double balanced 주파수 혼합기 구조에서 IF와 L0 포트를 서로 바꾸어 설계함으로써 회로의 크기를 크게 줄일 수 있었다. 또한, 30.
- 앞서 선정한 4f40 다이오드와 설계한 발룬을 이용하여 RF, IF, LO의 정합회로를 순차적으로 구성하였으며 이를 집적화시켰다. 여기서 각 포트별격리도 특성이 이상적이지 않기 때문에 집적화시각 포트에서의 정합 결과가 약간씩 달라진다.
- 2GHz의 MMIC 주파수 혼합기를 설계하고자한다. 주파수 혼합기의 구조로는 포트 간에 우수한 격리도, 광대역 특성, 그리고 RF와 IF의 even harmonic 억제 등의 장점이 있는 180° hybrid# 이용한 double balanced 주파수 혼합기 구조를 이용하였다. 그림 1은 본 논문에서 설계한 double balanced 주파수 혼합기의 구성도이다.
- 그림 2는 선정된 4f40 다이오드의 모델 파라미터를 보여준다. 회로설계 tool은 Agilent사의 Libra TM를 이 용하였으며 분포(distributed)소자에 대해서는 Mom entum TM tool을 이용한 EM simulation을 행하여 신뢰성을 높였다.
대상 데이터
- MMIC 주파수 혼합기 설계에 앞서 TRW에서 제공하는 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정의 쇼트키다이오드 중 삽입 손실 특성이 가장 우수한 다이오드를 선정하여 scaling 하여 사용하였다. 이는 각 포트에 정합회로가 없는 상태에서 쇼트키 다오드의 변환 손실 특성이 가장 우수한 다이오드를 선정함으로써 얻을 수 있었다.
데이터처리
- On-wafer 측정결과에서 LO-RF 격리도 특성이설계값과 차이를 보이는 것은 LO 전력이 RF 정합회로와의 심한 coupling 현상에 의한 것으로 판단된다. 표 1에서 Ka 대역용 double balanced MMIC 주파수 혼합기 칩의 설계값과 측정값을 비교하였다、그림 7은 3000umX1500um 크기로 제작된 MMIC 주파수 혼합기 칩의 사진이며 표 2에서 기존의 참고문헌과 제작된 MMIC chip과의 성능을비교하였다.
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