Abstract
In this paper, a highly linear self oscillating mixers(SOM) using second harmonic injections are presented. The H-slot defected ground structure(DGS) is designed as a balanced resonator for oscillation in the proposed SOM. Since the H-slot DGS resonator achieves a high Q factor, it is a suitable structure to provide low phase noise for the oscillator. The single balanced mixer is utilized in this work and it provides good LO-RF isolation since balanced LO signals are suppressed at the RF input port. In order to inject the second harmonic of the IF, we propose two different methods using feedback loops. In the first method, IF achieves a 3.08 dB conversion gain at 226 MHz with input power of -20 dBm at 5 GHz RF input signal. The IF achieves 2 dB conversion gain at 423 MHz with the input power of -20 dBm at 5.2 GHz RF input signal in the second method. The measured IMD3s are 61.8 dB and 65 dB for the each method. These SOMs present improved linearity compared to that without the second harmonic injection because IMD3s are improved by 18. dB and 21 dB for each method.
본 논문은 2차 고조파 주입을 적용한 고선형의 균형적인 자체 발진 혼합기(SOM)를 제안하였다. 제안한 SOM은 발진을 위하여 균형적 공진기 구조인 H-슬롯 결함 접지면 구조로 설계하였다. H-슬롯 결함 접지면 구조는 높은 Q 계수를 가지므로 발진기의 낮은 위상 잡음을 제공하기에 적합한 구조이다. 혼합기는 균형적 국부발진기(LO) 신호가 RF 입력 포트에 영향을 주면 안 되므로 LO-RF 신호의 격리에 좋은 단일 평형 혼합기를 활용하였다. 또한, 제안한 SOM은 선형성 향상을 위해 IF의 2차 고조파 주입을 위하여 서로 다른 피드백 경로를 사용하는 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째 방법은 입력 파워 -20 dBm의 5 GHz RF 입력 신호일 때 226 MHz IF에서 3.08 dB의 변환 이득을 실현하였고, 두 번째 방법으로는 입력 파워 -20 dBm의 5.2 GHz RF 입력 신호일 때 423 MHz IF에서 2 dB의 변환 이득을 달성하였다. 두 가지 방법 대한 측정 결과, 3차 혼변조 왜곡(IMD3)는 각각 61.8 dB, 65 dB로 나타났다. 따라서 제안한 SOM은 2차 고조파 주입 기술을 적용하지 않은 것에 비해 두 가지 방법 각각 IMD3가 18.8 dB, 21 dB로 개선되었으므로 향상된 선형성을 보여준다.
