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

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A Evaluation of the Maximum Power of the 94 GHz Gunn Diode Based on the Measured Oscillation Power

발진출력 측정을 통한 94 GHz Gunn Diode의 최대 전력 조사

  • Received : 2015.01.06
  • Accepted : 2015.04.02
  • Published : 2015.05.31
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Abstract

In this paper, design and implementation of the 94 GHz Gunn oscillator and the evaluation of the maximum power of the Gunn diode used in the oscillator are presented. The 94 GHz Gunn oscillator is used InP Gunn diode and designed employing a WR-10 waveguide. The designed oscillator is fabricated through machining and its performance is measured. The fabricated oscillator shows an oscillation frequency of 95 GHz, output power of 12.64 dBm, and phase noise of -92.7 dBc/Hz at 1 MHz offset frequency. To evaluation the maximum power of the InP Gunn diode used in oscillator, the oscillator structure is modified to a structure having a diaphram. The height of thick diaphram which is used in the oscillator is varied. As a result, an oscillator has several different load impedances, which makes it possible to plot $G_L-V^2$ plot at the post plane. Using the $G_L-V^2$ plot, the maximum power of used Gunn diode including post is computed to be 16.8 dBm. Furthermore using the shorted and zero bias Gunn diode, the post loss used for DC biasing can be computed. Using the two losses, The maximum power of a InP Gunn diode is computed to be 18.55 dBm at 95 GHz. This result is close to a datasheet.

본 논문에서는 94 GHz Gunn 고정발진기를 설계 및 제작하였고, 이를 이용하여 발진기에 사용된 Gunn 다이오드의 최대 전력을 조사하였다. 94 GHz Gunn 고정발진기는 InP Gunn 다이오드가 사용되었고, WR-10 도파관 구조로 설계 및 제작되었다. 제작된 발진기는 발진주파수 95 GHz에서 12.64 dBm의 출력 전력과 1 MHz 오프셋 주파수에서 -92.7 dBc/Hz의 위상잡음 성능을 보였다. 발진기에 사용된 InP Gunn 다이오드의 최대 전력을 조사하기 위해서 발진기 구조를 턱이 있는 구조로 수정하였다. 그리고 이 턱의 높이를 변화시켜, 발진기가 몇 가지의 다른 부하 임피던스를 갖도록 하였다. 이 몇 가지의 다른 부하 임피던스에 대한 결과로써, 포스트 면에서의 부하 실수부 $G_L$에 대한 발진 신호 $V^2$의 그래프를 얻었다. 이 $G_L-V^2$의 그래프를 이용하여, 바이어스 포스트의 손실이 포함된 Gunn 다이오드의 최대 전력 16.8 dBm을 얻었다. 그리고 short된 Gunn 다이오드와 제로 바이어스 상태의 Gunn 다이오드를 이용하여 바이어스 포스트의 손실을 계산하였다. 바이어스 포스트의 손실을 보상한 InP Gunn 다이오드만의 최대 전력은 95 GHz에서 18.55 dBm이다. 이는 사용된 Gunn 다이오드의 데이터시트에 가까운 결과이다.

Keywords

References

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