The Desing of GaAs MESFET Resistive Mixer with High Linearity

선형성이 우수한 GaAs MESFET 저항성 혼합기 설계

  • 이상호 (아주대학교 전자공학부 초고주파 통신연구실) ;
  • 김준수 (아주대학교 전자공학부 초고주파 통신연구실) ;
  • 황충선 (아주대학교 전자공학부 초고주파 통신연구실) ;
  • 박익모 (아주대학교 전자공학부 초고주파 통신연구실) ;
  • 나극환 (광운대학교 전자공학과) ;
  • 신철재 (아주대학교 전자공학부 초고주파 통신연구실)
  • Published : 1999.04.01

Abstract

In this paper, a GaAs MESFET single-ended resistive mixer with high linearity and isolation is designed. The bias voltage of this mixer is applied only gate of GaAs MESFET to use the channel resistance. The LO is applied the gate and the RF is applied the drain through 7-pole hairpin bandpass filter to obtain the proper isolation thru LO-RF. The IF is extracted from the source with short circuit and lowpass filter. Using extracted equivalent circuits for LO and RF, conversion loss is calculated and compared with result of harmonic balance analysis. Measured conversion loss of this S-band down converter mixer is 8.2~10.5dB by considering the measured 3.0~3.4dB RF 7-pole hairpin bandpass filter loss and IP3in is 26.5dBm at Vg=-0.85~-1.0V in distortion performance.

본 논문에서는 선형성이 우수한 MIC형태의 GaAs MESFET 저항성 혼합기를 설계하였다. 설계된 저항성 혼합기는 채널저항을 이용하기 위해 게이트단에만 바이어스 전압을 인가하였으며 LO 신호를 게이트단에 입 력시키고 드레인단에는 LO- RF간의 적절한 격리도를 얻기 위하여 삽입된 7 -jXlle hairpin 대역통과 여파기를 통하여 RF 신호를 가하여서 소오스단에서 단락회로와 저역통과 여파기를 통해 IF 신호를 얻는 것이다 .. LO 신호와 RF 신호에 대한 간략화된 등가회로를 추출하여 변환손실을 계산하였으며 하모닉 발란스 해석의 결과 와 비교하였다. 제작된 S-band 수신용 혼합기의 변환손실은 7 -jXlle hairpin 대역통과 여파기의 3.0-3.4 dB 정 도의 삽입손실을 고려하여 8.2 -10.5 dB로 얻을 수 있었고, 왜곡 특성에서 IP3in는 26.5 dBm의 선형적인 특 성을 Vg=-0.85~-1.0 V에서 얻을 수 있었다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-14 Improved intermodulation rejection in mixers J. H. Lepoff;A. M. Cowley
  2. IEEE Trans. Electromagn. compat. v.EMC-11 Designing microwave mixers for increased dynamic range R. L. Ernst;P. Torrione;W. Y. Pan;M. M. Morris
  3. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-35 A GaAs MESFET mixer with very low intermodulation S. A. Mass
  4. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.43 no.12 Novel Single Device Balanced Resistive HEMT Mixer K. Yhland;N. Rorsman;H. H. G. Zirath
  5. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.43 no.3 Broadband Singleand Double-Balanced Resistive HEMT Monolithic Mixers T. H. Chen;K. W. Chang;S. B. T. Bui;L. C. T. Liu;G. S. Dow;S. Pak
  6. IEEE MTT-S Digest A millimeter wave passive FET mixer with low 1/f noise J. Geddes;P. Bauhaha;S. Swirhun
  7. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-35 Modeling MESFETs for intermodulation analysis of resistive FET mixer R. S. Virk;S. A. Mass
  8. IEEE MTT-S Digest Intermodulation analysis of FET resistive mixers using volterra series S. Peng;P. McCleer;G. I. Haddad
  9. Nonlinear Microwave Circuits S. A. Mass
  10. IEEE MTT-S Digest A simplified method to predict the conversion loss of FET resistive mixers S. Peng
  11. 전자공학회 논문지(A편) v.32 no.8 GaAs MESFET의 새로운 드레인 전류 모델 조영송;신철재
  12. Microwave Transistor Amplifiers Analysis and Design(2nd edition) G. Gonzalez
  13. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-20 Hairpin-line and hybrid hairpin-line/half-wave parallel-coupled-line filters E. G. Cristal;S. Frankel
  14. IEEE MTT-S Digest State of the art s-band resistive FET mixer design M. M. Radmanesh;N. A. Barakat
  15. IEEE MTT-S Dig. 2 to 8GHz double balanced MESFET mixer with +30dBm input 3rd order intercept S. Weiner;D. Neuf;S. Spohrer
  16. IEEE MTT-S Dig. Modeling MESFETs for Intermodulation Analysis of Resistive FET Mixers R. S. Virk; S. A. Mass