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 Novel Harmonic Control Circuit Based on Composite Right/Left-Handed Transmission Line

혼합 우좌향 전송 선로 기반의 새로운 고조파 조절 회로를 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 : 2010.01.25
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Abstract

In this paper, a novel voltage-controlled oscillator (VCO) using the harmonic control circuit based on the composite right/left-handed (CRLH) transmission lines (TLs) is presented to reduce the phase noise without the reduction of the frequency tuning range and miniaturize the circuit size. The phase noise is reduced by the novel harmonic control circuit having the short impedances for the second- and third-harmonic components. The proposed harmonic control circuit is designed by using the CRLH TLs with the dual-band characteristic by the frequency offset and phase slope of the CRLH TLs. The high-Q resonator has been used to reduce the phase noise, but has the problem of the frequency tuning range reduction. However, the frequency tuning range of the proposed VCO has not been reduced because the phase noise has been reduced without the high-Q resonator. The miniaturization of the circuit size is achieved by using the CRLH TLs instead of the conventional right-handed (RH) TLs. The phase noise of VCO is -119.17 ~ -117.50 dBc/Hz at 100 kHz in the tuning range of 5.731 ~ 5.938 GHz.

본 논문에서는 주파수 조절 범위의 감소 없이 위상 잡음을 줄이고 회로 크기를 최소화하기 위하여 혼합 우좌향 전송 선로 기반의 고조파 조절 회로를 이용한 새로운 전압 제어 발진기를 제안하였다. 위상 잡음은 2차와 3차 고조파에서 동시에 단락임피던스를 갖는 새로운 고조파 조절 회로에 의해 줄어들었다. 제안된 고조파 조절 회로는 혼합 우좌향 전송 선로의 주파수 오프셋과 위상 기울기에 의한 이중 대역 특성을 갖는 혼합 우좌향 전송 선로를 이용하여 설계되었다. 높은 Q 특성의 공진기는 위상 잡음을 줄이기 위하여 사용되어 왔지만, 주파수 조절 범위가 감소하는 문제를 갖고 있다. 하지만 제안된 전압 제어 발진기의 주파수 조절 범위는 위상 잡음이 높은 Q 특성의 공진기 없이 감소하였기 때문에 줄어들지 않았다. 또한, 일반적인 우향 전송 선로 대신 혼합 우좌향 전송 선로를 이용하는 것을 통하여 회로의 크기를 소형화 하였다. 전압 제어 발진기의 위상 잡음은 5.731 ~ 5.938 GHz의 주파수 조절 범위 내에서 100 kHz의 오프셋 주파수에서 -119.17 ~ -117.50 dBc/Hz이다.

Keywords

References

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