A Ka-band Harmonic Miter Design Using Multiplier Theory

In this paper, a Ka-band harmonic mixer is designed and fabricated on the base of the multiplier theory that there is a bias point to maximize the third harmonic order($3f_{LO}$) with respect to a fundamental LO frequency($f_{LO}$), which can make the high-order mixing element($f_{RF}{\pm}3f_{LO}$) to be greater than other mixing elements, Pumping a RF frequency($f_{RF}$) and LO frequency($f_{LO}$). The harmonic mixer by the proposed design method is fabricated by using a commercial GaAs MESFET device with a plastic package and overcome these disadvantages that a conventional mixer in Ka-band suffer from a high cost, inefficient productivity and circuit complexity. The harmonic mixer have a -10 dB conversion loss at the IF Sequency($3f_{LO}-f_{RF}$=1.0GHz) by selecting a gate bias voltage for the maximum third-order LO harmonic element($3f_{LO}$=34.5 GHz) as pumping LO frequency($f_{LO}$=11.5 GHz) With respect to RF Sequency ($f_{RF}$=33.5GHz)

체배기 이론을 이용한 Ka-대역 고조파 믹서 설계

본 논문에서는 주파수 채배기 이론에 근거하여 단일 능동소자로 입력된 기본 LO 주파수($f_{LO}$)의 3차 고조파 성분($3f_{LO}$)의 진폭이 최대가 되는 바이어스 전압을 선택하여 두 입력신호($f_{RF}$, $f_{LO}$)에 대해서 고차 출력신호성분($f_{RF}{\pm}3f_{LO}$)이 최대가 되는 고조파 먹서(harmonic mixer)를 설계 및 제작하였다. 제안된 설계 방법에 의해서 제작된 고조파 먹서는 플라스틱(Plastic) 패키지의 MESFET 소자를 사용하여 기존 Ka-대역에서 동작하는 믹서 회로들이 나타내는 높은 부품 가격, 생산성 및 회로의 복잡도 문제를 해결할 수 있었으며 RF 주파수신호($f_{RF}$=33.5GHz)에 대해서 LO 주파수 신호($f_{LO}$=11.5 GHz)의 3차 고조파 신호($3f_{LO}$=34.5 GHz)가 최대가 되는 게이트 바이어스 전압을 선택하여 중간주파수($3f_{LO}-f_{RF}$=1.0GHz)에서 -10 dB의 낮은 변환 손실 특성을 나타내었다.