5GHz, 0°/ 180° Active Phase Shifter Design for Millimeter-Wave Applications

밀리미터파 시스템 적용을 위한 5GHz, 0/180도 능동 위상변환기 설계

  • 박찬규 (영남이공대학교 전기자동화과) ;
  • 신동화 (영남이공대학교 전기자동화과) ;
  • 이동호 (영남이공대학교 전기자동화과)
  • Received : 2017.05.15
  • Accepted : 2017.06.22
  • Published : 2017.06.30

Abstract

A phase shifter is one of the key components that change the phase of an individual antenna in millimeter-wave phased array system. This paper presents a low-loss phase shifter design with two parallel 2-state amplifiers. To get the same gain of $0^{\circ}/180^{\circ}$ each state, delay lines are in the middle of each stage of the 2-Stage amplifiers. Normally, when adding AMPs in parallel, a power combiner/divider such as Wilkinson Power Combiner/Divider is added, but they are directly connected because it can cause added losses in silicon wafer. The measured data shows 12dB gain and 174-degree phase difference at 5GHz.

밀리미터파 위상배열시스템에 위상변환기는 개별안테나의 위상을 조절하는 핵심 부품이다. 본 논문은 손실이 큰 실리콘 웨이퍼의 위상변환기에 적용을 위한 설계 기법을 5GHz에서 검증한 내용을 담는다. 0/180도 2-State 위상변환기가 제작되었으며 그것은 2개의 2-Stage AMP를 병렬로 구성하였다. 각 State의 Gain을 동일하게 유지하기 위해서 0/180도 Delay 라인을 2-Stage AMP의 각 Stage 중간에 삽입하였다. 통상적으로 AMP를 병렬 연결할 때 Wilkinson Power Combiner/Divider과 같은 수동회로를 추가하지만 실리콘 웨이퍼에서는 이것으로 인해 큰손실이 발생할 수 있으므로 생략하고 직접 연결하였다. 제작결과 5GHz에서 12dB이득, 174도 위상차를 확인하여 본 설계 기법을 검증하였다.

Keywords

References

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