[논문]밀리미터파 대역에서 저가격화 시스템을 위한 Self Oscillating Double Conversion Mixer

이상진; 안단; 이문교; 권혁자; 백태종; 전병철; 박현창; 이진구

밀리미터파 대역에서 저가격화 시스템을 위한 Self Oscillating Double Conversion Mixer
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이상진 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 안단 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 이문교 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 권혁자 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 백태종 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 전병철 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 박현창 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터) , 이진구 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구센터)

The MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) self oscillating double conversion mixer was designed and fabricated for the V-band transmitter applications. The MMIC self oscillating double conversion mixer which dose not need external local oscillator was designed using GaAs PHEMT technology. The first self oscillating mixer use PHEMT technology. The first self oscillating mixer use PHEMT for $f_{LO}$ signal generation and $f_{IF}$ signal is applied at gate port and $f_{RF1}$ signal is generated at a drain port of first stage. The second gate mixer use PHEMT for $f_{LO}$ signal and $f_{RF1}$ signal is applied at gate port and $f_{RF2}$ signal is output at a drain port of second stage.

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문제 정의

본 논문에서는 SOM의 장점을 갖고 주파수가 제한되는 단점을 보완한 self oscillating double conversion mixer를 제안하였다. 제안된 mixer는 SOM의 뒷단에 gate mixer를 추가함으로써 double conversion 하여 SOM보다 2배 높은 주파수에서 동작하는 원리이다.
본 논문에서는 한 개의 트랜지스터로 mixer와 oscillator의 역할을 동시에 하는 SOM의 뒷단에 gate mixer를 추가하여 SOM에서 출력되는 신호들을 mixing하는 double conversion mixer 구조의 self oscillating double conversion mixer를 제안하였다. 제안된 mixer는 별도의 LO 신호원을 사용하지 않는 장점을 갖는다.

제안 방법

또한 SOM에서 출력되는 신호를 한 번 더 mixing하기 때문에 SOM보다 2배 높은 주파수대역에서 동작하는 장점이 있다. 제안된 mixer는 0.1 ㎛ GaAs PHEMT와 CPW 라이브러리를 이용하여 설계 및 제작하였으며, 밀리미터파 무선 송수신 시스템을 소형화시킬 것으로 사료된다.
본 논문에서는 SOM의 장점을 갖고 주파수가 제한되는 단점을 보완한 self oscillating double conversion mixer를 제안하였다. 제안된 mixer는 SOM의 뒷단에 gate mixer를 추가함으로써 double conversion 하여 SOM보다 2배 높은 주파수에서 동작하는 원리이다.

대상 데이터

제안된 mixer는 MINT의 MMIC 표준공정을 사용하여 제작하였다[2-3]. 그림 2는 제작된 self oscillating double conversion mixer의 사진이며 칩의 크기는 2.

성능/효과

38 GHz 대역에서 4 dB 이상의 변환이득 특성을 나타낸다. 또한 IF - RF 격리도 특성측정결과 0 dBm인 IF 신호를 0.3 ～ 0.5 GHz로 입력한 결과 -32 ～ -35 dB의 격리특성을 얻었다.

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