국내개발 MMIC칩을 적용한 W-Band 송수신모듈의 분석 및 제작 결과

Analysis and Development Results of W-band Transceiver Module using Open MMIC Chips

Abstract

국내개발된 수신용 단일 MMIC 칩과 송신용 전력증폭 MMIC 칩을 W-대역 송수신모듈내에 장착하여 개발하였다. W-대역에서 중요한 잡음지수와 출력 전력 값을 계산하기 위하여 안테나 연결로부터 MMIC까지 W-대역의 전이구조 손실을 분석하였고, 수신부 12채널 및 송신부 5채널로 제작후 분석 결과와 측정값을 비교하였다. 결과적으로 송신부의 출력전력 값은 분석 결과와 상온 및 환경조건에서의 측정 결과 모두 유사한 결과를 얻었다. 수신부의 잡음지수 또한 유사한 결과를 얻었으나, W-대역의 12채널로 제작되는 다채널인 관계로 일부 채널에서는 제작 오차에 의해서 3 dB 정도의 오차를 보였다.

We developed W-band transceiver module using open MMIC chip such as receiver single chip and transmitting power amplifier. In order to calculate the noise figure and output power value, we analyzed the W-band transition loss from the antenna to MMIC connection and constructed the 12 channel receiver and the 5 channel transmitter. And compared with the results of the measurement. As a result, the output power of the transmitter was similar to the analytical results and the measured results at room temperature and environmental conditions. The noise figure of the receiver was also similar, but some channels showed error of about 3 dB due to manufacturing error.

그림 1. 개발된 수신용 단일 MMIC 칩 블록도와 제작도면 Fig. 1. Receiver block diagram and photograph of fabricated MMIC of W-band

그림 2. 개발된 수신용 MMIC의 측정된 잡음지수 값 Fig. 2. Measured Noise Figure of the fabricated receiver MMIC.

그림 3. 개발된 송신용 전력증폭 MMIC 블록도와 제작도면 Fig. 3. Measured results of the fabricated PA MMIC.

그림 4. 개발된 송신용 전력증폭 MMIC 칩의 출력전력 측정 값 Fig. 4. Measured output power of the fabricated Power Amplifier MMIC.

그림 5. 송신 및 수신용 MMIC 칩을 적용한 송수신기 블록도 Fig. 5. Transceiver block diagram using PA and receiver MMIC chip

그림 6. W-대역의 도파관 전이 구조 그리고 측정 결과 Fig. 6. Structure of W-band Waveguide transition and Test result

그림 7. W-대역 본딩 손실 측정을 위한 치구 및 측정 결과 Fig. 7. Test fixture and results of Wire bonding at Wband

그림 8. 수신용 단일 MMIC칩을 포함하는 전이구조 분석 Fig. 8. Transition loss analysis including receiver MMIC chip

그림 9. 송신용 전력증폭 MMIC칩을 포함하는 전이구조 분석 Fig. 9. Transition loss analysis including PA MMIC chip

그림 10. 제작된 송수신부 형상 Fig. 10. Manufactured Configuration of Transceiver

그림 11. 국내개발된 수신용 단일 MMIC 칩을 이용한 잡음지수 측정결과 Fig. 11. Test results of noise figure using fabricated receiver MMIC chip

그림 12. 국내개발된 송신용 전력증폭 MMIC 칩을 이용한 출력전력 측정결과 Fig. 12. Test results of output power using fabricated PA MMIC chip

표1. 국내개발된 수신 및 송신용 MMIC 특성 Table 1. Characteristics of receiver and PA MMIC

표 2. 안테나에서 MMIC 칩까지 전이구조 및 손실 분석 Table 2. Transition loss characteristics from Antenna waveguide transition to fabricated MMIC

표 3. 국내개발 칩을 이용한 잡음지수 분석 및 측정결과 Table 3. Analysis and test results of Noise figure using fabricated receiver MMIC chip

표 4. 국내개발 칩을 이용한 출력전력 분석 및 측정결과 Table 4. Analysis and test results of Output Power using fabricated PA MMIC chip