Design and Fabrication of on Oscillator with Low Phase Noise Characteristic using a Phase Locked Loop

In this paper, we designed VCO(voltage controlled oscillator} that is composed of a dielectric resonator and a varactor diode, and the PLDRO(phase locked dielectric resonator oscillator) that is combined with the sampling phase detector and loop filter. The results at 12.05 GHz show the output power is 13.54 dBm frequency tuning range approximately +/- 7.5 MHz, and power variation over the tuning range less than 0.2 dB, respectively. The phase noise which effects on bits error rate in digital communication is obtained with -114.5 dBc/Hz at 100 kHz offset from carrier, and The second harmonic suppression is less than -41.49 dBc. These measured results are found to be more improved than those of VCO without adopting PLL, and the phase noise and power variation performance characteristics show the better performances than those of conventional PLL.

위상고정루프를 이용한 낮은 위상 잡음 특성을 갖는 발진기 설계 및 제작

본 논문에서는 부성저항 특성을 갖는 발진기 이론을 적용하여 직렬 궤환형 유전체 공진 발진기를 구성하고 바랙터 다이오드를 삽입하여 전압 제어 유전체 공진 발진기를 제작한 후, 샘플링 위상 비교기와 루프 필터를 결합한 PLL 방식을 도입하여 고안정 주파수 발생기인 위상고정 유전체 공진형 발진기를 설계 및 제작하였다. 설계 제작한 PLDRO는 주파수 12.05 GHz에서 13.54 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 이때의 주파수 가변 동조 범위는 중심 주파수에서 약 ${\pm}7.6 MHz$ 이며, 전력 평탄도는 0.2 dBm으로서 매우 우수한 선형 특성 결과를 얻었다. 또한 데이터 전송시 오율특성에 상당한 영향을 미치는 위상 잡음은 반송파로부터 100 kHz 떨어진 offset 지점에서 -114.5 dBc/Hz을 얻었다. 고조파 억압 특성은 2 차 고조파에서 -41.49 dBc 이하의 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 위상고정을 하기 전의 전압 제어 발진기보다 더욱 향상된 특성을 보였으며, 종전의 PLDRO보다 위상 잡음과 전력 평탄도면을 개선시킬 수가 있었다.