한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제24권11호
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  • Pages.1104-1112
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  • 2013
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  • 1226-3133(pISSN)
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  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
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나노초의 발진 기동 시간과 28 %의 튜닝 대역폭을 가지는 버블형 동작감지기용 광대역 콜피츠 전압제어발진기

Wideband Colpitts Voltage Controlled Oscillator with Nanosecond Startup Time and 28 % Tuning Bandwidth for Bubble-Type Motion Detector

  • Shin, Im-Hyu (Department of Radio Science and Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kim, Dong-Wook (Department of Radio Science and Engineering, Chungnam National University)
  • 투고 : 2013.09.11
  • 심사 : 2013.11.04
  • 발행 : 2013.11.30
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초록

본 논문에서는 감지기에서 특정 거리만큼 떨어진 곳에 버블 형태의 감지 영역을 형성하는 새로운 버블형 동작 감지기를 위해 나노초의 발진 기동 시간과 8.35 GHz의 중심주파수를 가지는 광대역 콜피츠 전압제어발진기를 설계 및 제작하였다. 전압제어발진기는 HEMT 소자 및 콜피츠 궤환 구조를 이용한 부성 저항부와 바랙터 다이오드 및 단락된 마이크로스트립 분기 선로를 이용한 공진부로 구성되었다. 패키지된 트랜지스터의 기생 인덕턴스로 인해 8.1 GHz에서 용량성 값에서 유도성 값으로 변하는 부성 저항부의 리액턴스 변화는 마이크로스트립 분기 선로와 직렬 캐패시터를 이용하여 보상하였다. 부성 저항 값을 결정하는 궤환 캐패시터들의 값을 조정함으로써 부성 저항 값 변화에 따른 발진 기동 시간 개선 여부와 부성 저항부의 입력 리액턴스 기울기 변화에 따른 대역폭 개선 여부도 조사되었다. 제작된 전압제어발진기는 2.3 GHz(28 %)의 튜닝 대역폭과 4.1~7.5 dBm의 출력 전력, 그리고 2 nsec 이하의 발진 기동 시간을 가지는 것으로 측정되었다.

This paper presents a wideband Colpitts voltage controlled oscillator(VCO) with nanosecond startup time and a center frequency of 8.35 GHz for a new bubble-type motion detector that has a bubble-layer detection zone at the specific distance from itself. The VCO circuit consists of two parts; one is a negative resistance part with a HEMT device and Colpitts feedback structure and the other is a resonator part with a varactor diode and shorted shunt microstrip line. The shorted shunt microstrip line and series capacitor are utilized to compensate for the input reactance of the packaged HEMT that changes from capacitive values to inductive values at 8.1 GHz due to parasitic package inductance. By tuning the feedback capacitors which determine negative resistance values, this paper also investigates startup time improvement with the negative resistance variation and tuning bandwidth improvement with the reactance slope variation of the negative resistance part. The VCO measurement shows the tuning bandwidth of 2.3 GHz(28 %), the output power of 4.1~7.5 dBm and the startup time of less than 2 nsec.

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