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Voltage Controlled Injection-Locked Oscillator Design at 2.4 GHz Band for Wideband Applications

광대역 응용을 위한 2.4 GHz 대역 전압 제어 주입 동기 발진기 설계

  • Yoon, Won-Sang (Communication R&D Center, Samsung Thales) ;
  • Lee, Hun-Sung (Department of Radio Communication Engineering, Korea University) ;
  • Lee, Hee-Jong (Department of Information and Communication Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Pyo, Seong-Min (Department of Radio Communication Engineering, Korea University) ;
  • Kim, Young-Sik (Department of Radio Communication Engineering, Korea University) ;
  • Han, Sang-Min (Department of Information and Communication Engineering, Soonchunhyang University)
  • 윤원상 (삼성탈레스 통신연구소) ;
  • 이훈성 (고려대학교 컴퓨터.전파통신공학과) ;
  • 이희종 (순천향대학교 정보통신공학과) ;
  • 표성민 (고려대학교 컴퓨터.전파통신공학과) ;
  • 김영식 (고려대학교 컴퓨터.전파통신공학과) ;
  • 한상민 (순천향대학교 정보통신공학과)
  • Accepted : 2011.01.14
  • Published : 2011.03.31

Abstract

In this paper, a voltage controlled injection-locked oscillator(VC-ILO) is proposed for wideband applications. From the control of the free-running frequency by a varactor diode, the wide frequency locking range can be obtained for low-level injected signals. The proposed VC-ILO is implemented on an FR-4 substrate with a thickness of 0.8 mm. The free-running frequencies of the oscillator is 2.39~2.52 GHz at the control voltage of 0~5 V. While the frequency locking range of over 50 MHz is presented for -10 dBm injected signal level at a fixed frequency, the locking range of over 90 MHz can be achieved for -30 dBm by controlling the free-running frequency.

본 논문에서는 전압 제어 특성을 이용하여 광대역에서 사용 가능한 주입 동기 발진기를 제안하였다. 주입 동기 발진기의 공진 회로에 바렉터 다이오드를 포함시켜 다이오드의 바이어스 전압을 제어하여 자유 발진 주파수를 가변 가능하도록 하였으며, 이를 통해 주입 동기 신호의 입력 레벨이 낮더라도 광대역에서 동작이 가능하도록 하였다. 제안된 주입 동기 발진기는 0.8 mm 두께를 갖는 FR-4 기판을 사용하여 제작되었으며, 0~5 V의 제어 전압을 주어졌을 때, 자유 발진 주파수는 2.39~2.52 GHz로 가변이 가능하였다. 주파수 고정시 -10 dBm의 입력 신호 레벨에서 주파수 동기 범위가 50 MHz 이상이며, 주파수 가변을 통해 -30 dBm의 낮은 주입 신호레벨에서 90 MHz의 주파수 동기 범위를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

  1. U. L. Rohde, Microwave and Wireless Synthesizers: Theory and Design, John & Wiley & Sons, 1997.
  2. K. Kamokawa, T. Tokumistsu, and M. Aikawa, "Injection-locked oscillator chain: A possible solution to millimeter-wave MMIC synthesizer", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 45, no. 9, pp. 1723-1727, Sep. 1997.
  3. L. J. Paciorek, "Injection locking of oscillators", Proc. IEEE, vol. 53, no. 11, pp. 1386-1410, Nov. 1965
  4. K. Kurokawa, "Injection locking of microwave solid-state oscillators", Proc. IEEE, vol. 61, no. 10, pp. 1386-1410, Oct. 1973. https://doi.org/10.1109/PROC.1973.9293
  5. M. -C. Chen, C. -Y. Wu, "Design and analysis of CMOS subharmonic injection-locked frequency triplers", IIEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 56, no. 8, pp. 1869-1878, Aug. 2008. https://doi.org/10.1109/TMTT.2008.926566
  6. J. Jeong, Y. Kwon, "V-band harmonic injectionlocked frequency divider using cross-coupled FETs", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 14, no. 10, pp. 457-459, Oct. 2004. https://doi.org/10.1109/LMWC.2004.834541
  7. Quan Xue, "A wideband subharmonically injectionlocked frequency synthesizer for LMDS", Microw. Opt. Tech. Lett., vol. 30, no. 5, pp. 310-312, Sep. 2001. https://doi.org/10.1002/mop.1299
  8. A. Vouilloz, M. Declercq, and C. Dehollain, "A lowpower CMOS super-regenerative receiver at 1 GHz", IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 36, no. 3, pp. 440-451, Mar. 2001. https://doi.org/10.1109/4.910483
  9. P. Pala-Schonwalder, F. X. Moncunill-Geniz, F. Aguila-Lopez, J. Bonet-Dalmau, and R. Giralt-Mas, "A simple and robust super-regenerative oscillator for the 2.4 GHz ISM band", Proc. Int'l Symp. Circuits and Syst., vol. 4, pp. 389-392. 2004.