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

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

A Very Low Phase Noise Oscillator with Double H-Shape Metamaterial Resonator

이중 H자 메타 전자파구조를 이용한 저위상잡음 발진기

  • Lee, Chong-Min (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University) ;
  • Seo, Chul-Hun (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University)
  • 이종민 (숭실대학교 정보통신공학부) ;
  • 서철헌 (숭실대학교 정보통신공학부)
  • Published : 2010.02.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this article, a oscillator at X-band with a double H-shape metamaterial resonator (DHMR) based on high-Q is proposed with metamaterial structure to improve Ihe phase noise and output power. The proposed oscillator is required low phase noise and high output power for the high performance frequency synthesizer. DHMR is designed to be high-Q at resonance frequency through strong coupling of E-field. This character makes phase noise excellent. The oscillator using DHMR is oscillated in X-band so as to apply frequency synthesizer of radar systems. The output power is 4.33 dBm and the phase noise is -108 dBc/Hz at 100 kHz offset of carrier frequency.

본 논문은 높은 Q 특성을 갖는 이중 H자 형태의 메타 전자파구조의 공진기를 적용한 발진기를 제안하였다. 제안된 발진기는 고성능의 주파수합성부에 적용하기 위한 것으로 저위상잡음 및 높은 출력 전력을 요구한다. 특히 이중 H자 형태의 메타 전자파구조(DHM)는 전기장의 커플링을 강하게 하여 발진 주파수에서 높은 Q 값을 갖도록 설계되었다. 이러한 특성을 통해 우수한 위상잡음 특성을 얻을 수 있다. 이중 H자 형태의 메타 전자파구조를 이용한 발진기는 레이더 시스템의 주파수 합성부에 적용하기 위한 X 대역 내 발진을 형성하였으며 출력 전력은 4.33 dBm, 위상잡음은 100 kHz 옵셋에서 -108 dBc를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

  1. V. G. Veselago, "The electrodynamics of substances with simul-taneously negative values of ${\varepsilon}\;and\;{\mu}$," Sov. Phys.-Usp., vol. 10, pp. 509-514, 1968. https://doi.org/10.1070/PU1968v010n04ABEH003699
  2. J. B. Pendry, "Negative refraction makes perfect lens," Phys. Rev. Lett., vol. 85, pp. 3966-3969, 2000. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.3966
  3. R. A. Shelby, D. R. Smith, S. C. Nemat Nasser, and S. Schultz, "Microwave transmission through a two-dimensional isotropic left handed metamaterial," Appl. Phys. Lett., vol. 78, pp. 4184-4187, 2000.
  4. F. Falcone, T. Lopetegi, M. A. G. Laso, J. D. Baena, J. Nonache, M. Beruete, R. Marques, F. Martín, and M. Sorolla, "Babinet principle applied to metasurface and metamaterial design," phys. Rev. Lett., vol. 93, pp. 197 401(1)-197 401(4), 2004.
  5. R. Marques, J. D. Baena, F. Martín, J. Bonache, F. J. Falcone, T. Lopetegi, M. Beruete, and M. Sorolla, "Left-handed Metamaterial based on dual split ring resonators in microstrip technology," in Proc. Int. URSI Electromagnetic Theory Symp., Pisa, Italy, May 23–27, 2004, pp. 1188–1190.
  6. J. D. Baena, J. Bonache, F. Martin, R. M. Sillero, F. Falcone, T. Lopetegi, M. A. G. Laso, J. G. Garcia, I. Gil, M. F. Portillo, and M. Sorolla, "Equivalent-Circuit Models for Split-Ring Resonators and Complementary Split-Ring Resonators Coupled to Planar Transmission Lines," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 53, no. 4, April 2005.
  7. E. Park and C. Seo, "Low Phase Noise Oscillator Using Micro-strip square Open Loop Resonator," IEEE MTT-S Dig., June 2006.
  8. C. Lee and C. Seo, "Design of Low Phase Noise VCO using Complementary Split-Ring Resonator," APMC2008, Dec 2008.