Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Low Phase Noise VCO using Microstrip Square Open Loop Multiple Split Ring Resonator

마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR(Split Ring Resonator)를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기

  • Choi, Jae-Won (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University) ;
  • Seo, Chul-Hun (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University)
  • 최재원 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 서철헌 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2007.11.25
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Abstract

In this paper, a novel voltage-controlled oscillator (VCO) using the microstrip square open loop multiple split ring resonator (OLMSRR) is presented for reducing the phase noise property. The square-shaped multiple split ring resonator (MSRR) having the form of the microstrip square open loop is investigated to realize this property. Compared with the microstrip square open loop resonator and the microstrip square open loop split ring resonator (OLSRR) as well as the conventional microstrip line resonator, the microstrip square OLMSRR has the larger coupling coefficient value, which makes a higher Q value, and has reduced the phase noise of VCO. The VCO with 1.7V power suppIy has the phase noise of $-124.5\;{\sim}\;-122.0\;dBc/Hz$ @ 100 kHz in the tuning range, $5.746\;{\sim}\;5.84\;GHz$. The figure of merit (FOM) of this VCO is $-203.96\;{\sim}\;-201.6\;dBc/Hz$ @ 100 kHz in the same tuning range. Compared with VCO using the conventional microstrip line resonator, VCO using the microstrip square open loop resonator and VCO using microstrip square OLSRR, the phase noise property of VCO using the proposed resonator has been improved in 25.66 dB, 8.34 dB, and 4.5 dB, respectively.

본 논문에서는 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 Split Ring 공진기 (OLMSRR)를 이용하여 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성을 줄이기 위한 새로운 구조를 제안하였다. 이러한 특성 실현을 위하여 마이크로스트립 사각 개방 루프의 형태를 갖는 사각 형태의 다중 Split Ring 공진기 (MSRR)에 대하여 연구하였다. 일반적인 마이크로스트립 선로 공진기뿐만 아니라 위상 잡음 특성을 개선하기 위하여 제안된 마이크로스트립 사각 개방 루프 공진기와 마이크로스트립 사각 개방 루프 Split Ring 공진기 (OLSRR)와 비교할 경우에도 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR는 더 큰 결합 계수를 갖으며, 이로 인하여 얻을 수 있는 더 높은 Q 값을 통하여 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄 일 수 있다. 1.7 V의 공급 전력을 갖는 전압 제어 발진기는 주파수 조절 범위, $5.746\;{\sim}\;5.84\;GHz$에서 $-124.5\;{\sim}\;-122.0\;dBc/Hz$ @ 100 kHz의 위상 잡음 특성을 갖는다. 이 전압제어 발진기의 Figure Of Merit (FOM)은 동일한 주파수 조절 범위에서 $-203.96\;{\sim}\;-201.6\;dBc/Hz$ @ 100 kHz를 갖는다. 기본적인 마이크로스트립 선로 공진기, 마이크로스트립 사각 개방 루프 공진기, 마이크로스트립 사각 개방 루프 SRR를 이용한 전압 제어 발진기와 비교할 경우, 제안된 공진기를 이용한 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성은 각각 25.66 dB, 8.34 dB, 4.5 dB 개선되었다.

Keywords

References

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