Analysis of Optimum Bias for Maximun Conversion Gain of Cascode Coupled Microwave Self-Oscillating-Mixer

Cascode 결합 마이크로파 자기발진 믹서의 최적변환이득을 위한 바이어스 조건 분석

  • 이성주 (경남대학교 정보통신공학과) ;
  • 이영철 (경남대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2003.06.01

Abstract

In this paper, We analyze the optimum bias conditions of cascode coupled microwave mixer for maximum conversion gain mixer. Microwave self-oscillating mixer by two GaAs MESFET cascode coupled, to upper GaAs MESFET operating as a oscillator with high Q dielectric resonator and the lower GaAs MESFET operated as a mixer with low noise and high conversion characteristics. As a result of experiments, cascode coupled microwave self oscillating mixer according to optimun bias shows an 5.92 dBm oscillating power, -132.0dBc/Hz @ 100KHz at 5.15GHz and 3dB conversion loss.

본 논문은 캐스코드결합에 의한 마이크로파 자기발진믹서를 설계하기 위하여 믹서가 최적 변환이득을 나타내는 바이어스 조건에 대해 분석하였다. 마이크로파 자기발진믹서는 두 개의 GaAs MESFET를 케스코드 결합시켰으며 상위 MESFET는 비교적 높은 Q값을 가지는 유전체공진기에 의해서 발진기로 동작시키고 아래쪽 FET는 저잡음 특성과 최적의 변환이득을 나타내는 믹서로서 동작시켰다. 분석결과 드레인 전압은 $V_{ds}=2.5V$이고 게이트바이어스 전압은 $V_{gs1}=-0.2V와 \;V_{g2}=0V$로 선정하였을 때 설계된 5.15Ghz의 발진기 출력은 5.92dBm, 위상잡음은 -132.0dBc@100KHz, 믹서의 변환손실은 약 -3dB를 나타내어 이론에 의한 자기발진믹서를 설계할 수 있음을 보였다.

Keywords

References

  1. Imai, N., Tokumitsu,T.,ikawa and M. Morita, 'MMIC Transmitter/Receivers for 16QAM Digital Microwave Systems.' Asia-Pacific Microwave Conference, Volume: 2, 11-13 Aug. 1992 pp 759-762
  2. Chang-Ho Lee, Sangwoo Han and Laskar,J., 'GaAs MESFET dual-gate mixer with active filter design for Ku-band applications.' Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, IEEE, 1999 , pp 203 -206
  3. Malmqvist, R., Gustafsson, A.,'A tunable active filter for on-chip X-band radar receiver front-ends.' International Microwave Symposium Digest, IEEE MTT-S, Volume: 3 , 2002 pp 1907-1910
  4. Ghanevati, M. and Daryoush, A.S.,'A low-power-consuming SOM for wireless communications.' Transactions on Microwave Theory and Techniques, IEEE, Volume: 49 No.7, July 2001 pp1348 -1351 https://doi.org/10.1109/22.932258
  5. Mori, K., Jittoh, M. and Arai, H.,'Self-oscillating mixer using active antenna with parasitic elements.' Asia -Pacific Microwave Conference, Vol. 1 , 1999 pp 84 -87
  6. Jiazong Zhang, Yunyi Wang, 'Intergration of a Self-Oscillating Mixer and an Active Antenna.' IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Volume: 9 No.3, Mar 1999 pp 117 -119 https://doi.org/10.1109/75.761679
  7. Maria Luisa de la Fuente, 'Analysis and Design A Cascode MFSFET Mixer' Microwave & RF May p271-273 1998
  8. Stephen A.Maas, 'Microwave Mixers', Artech House. 1998
  9. C. Tsironis, R.Meierer, and R. Stahlman, 'Dual-Gate MFSFET Mixer, 'IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-32, No,3 March 1984. pp 248- 255
  10. Guan-Wu Wang, Terng-Jie Lin, Wen-Chung Liu,' A Low Cosd DBS low noise block downconverter with a DR stabilized MFSFET Self-Oscillating Mixer,' IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, May 1994 pp 1447 -1450
  11. 심재우, 이영철, 'Cascode FEfs형 자기발진 믹서의 이미지신호제거 개선효과 분석' 2001년 하계 종합학술대회 논문집 제24권 제1호
  12. ADS, Agilent Version-2002