A fully integrated downconverter MMIC for millimeter wave applications

In this paper, we developed a fully integrated downconverter MMIC (monolithic microwave integrated circuit) including Lange coupler and output active balun for millimeter wave applications. Concretely, ${\lambda}$/4 transmission line was added to Lange coupler for size reduction of RF/LO input, and mixed RF/LO signals were applied to gate of the FET of mixer. Active balun was used at output port for a coupling of out-of-phase IF output signals. According to measured results, the proposed downconverter MMIC showed good RF performances. For example, the downconverter MMIC showed an LO leakage power of -25 dBc at IF output port, and a RF-LO isolation of 18 dB. Therefore, off-chip components such as LO rejection filters were not required for a normal operation of the proposed downconverter MMIC. The proposed downconverter MMIC showed a conversion gain of 10.3 dB at RF frequency of 63 GHz. The size of the downconverter MMIC including all active and passive components was $2.2{\times}1.4mm^2$.

밀리미터파 응용을 위한 완전집적 다운컨버터 MMIC

본 논문에서는 밀리미터파에의 응용을 위하여, 소형화된 다운컨버터 MMIC(monolithic microwave integrated circuit)를 제안하였다. 구체적으로는, RF(radio frequency) 및 LO(local oscilator) 신호의 격리특성을 위해 Lange 커플러가 삽입되었고, ${\lambda}$/4 전송선로를 연결하여 역위상 RF와 동위상 LO 신호가 믹서부분 FET(field effect transistor)의 게이트에 인가되었다. 또한, IF(intermediate frequency) 출력 신호의 역위상의 결합과 LO 누설신호 제거를 위하여 역위상 결합용 능동 벌룬이 출력 포트에 설치되었다. 측정 결과에 따르면, 제안된 다운컨버터 MMIC는 양호한 RF 특성을 보였다. 구체적으로, 63 GHz의 RF 주파수와 60.6 GHz의 LO 주파수에서 IF 출력 포트에서의 LO 누설 전력이 .25 dBc, RF와 LO의 격리특성은 18 dB를 보였으며, 변환 이득이 10.3 dB를 보였다. 따라서, SAW 필터와 같은 LO 제거용 off-chip 소자는 제안된 다운컨버터 MMIC에서는 필요하지 않게 되었다. 모든 능동소자와 수동소자가 GaAs MMIC 내부에 집적되었으며, 전체 사이즈는 $2.2{\times}1.4mm^2$ 로써 초소형 MMIC가 구현되었다.