도플러 레이더를 위한 X-Band SOM 설계

초록

본 논문에서는 하나의 트랜지스터로 발진과 주파수 혼합이 동시에 이루어지는 self-oscillating-mixer(SOM) 방식을 적용하여 높은 변환 이득을 갖는 X-band 도플러 레이더를 설계하였다. SOM의 위상 잡음 특성을 향상시키기 위하여 λ/2 slotted square patch resonator(SSPR) 공진기를 제안하였으며, 동일 주파수에서 기존 공진기에 비해 50 %의 면적 감소와 175.4의 높은 Q값을 이루었다. 제작된 SOM은 저 전력 시스템을 구현하기 위해 1.7 V의 낮은 바이어스 전압을 인가해 주었으며, 높은 변환 이득을 위하여 트랜지스터의 pinch-off voltage 근처를 동작점으로 설정하였고, 변환 이득이 최대가 되도록 최적화 하였다. 제안된 SOM의 출력 파워는 10.65 GHz에서 —3.16 dBm으로 측정되었으며, DC Power consumption은 7.65 mW로 상대적으로 작은 전력을 소모한다. 또한, 9.48 dB의 높은 변환 이득 특성과 100 kHz offset에서 —90.91 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 나타내며, 이때 성능지수(FOM)는 —181.8 dBc/Hz 으로 다른 SOM에 비해 7 dB 이상 개선되었다.

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