An Antenna-Integrated Oscillator Design Providing Convenient Control over the Operating Frequency and Output Power

동작주파수 및 출력파워 조절이 용이한 신호생성용 안테나 설계

A new design for easily controlling operating frequency of an antenna-integrated planar oscillator is introduced. The oscillator circuit of a broadband negative-resistance active part and a passive load including a patch antenna. The patch resonance is used for determining the oscillation frequency. This design reduces the possibility of mismatch between antenna radiation and oscillation frequencies. To achieve optimum output power, load-pull simulation for the negative-resistance circuit is used. The load-pull simulation shows the feed point and the delay of feed line can affect the oscillation power. Two negative-resistance circuits capable of supporting oscillation over full C-band and X-band are fabricated. The oscillation frequency, output power and phase noise for different patch antennas are measured.

동작주파수를 쉽게 조절할 수 있는 신호생성용 안테나 (Antenna-Integrated Oscillator) 설계방법을 소개한다. 제안하는 회로는 광대역에서 부성저항을 갖는 능동회로 (Negative-Resistance Circuit)와 패치안테나로 구분되며, 오실레이터의 동작주파수는 안테나의 공진 주파수로 결정된다. 이러한 디자인 방법은 안테나와 오실레이터의 동작주파수 불일치로 인한 출력파워의 감소 가능성을 줄일 수 있다. 또, 제안하는 설계방법에서 안테나의 Feed 지점과 Feed 라인의 길이를 조절하여 최적의 출력파워를 낼 수 있음을 Load-Pull 시뮬레이션으로 확인하였다. C-band, X-band 회로를 각각 제작, 측정하였고 이를 통하여 설계방법의 타당성을 증명하였다.