Design and Fabrication of 2 GHz Doubly Balanced Star Mixer using Novel Balun

In this paper, a DBM(Doubly Balanced Mixer) of 2 GHz is implemented on FR4 substrate. The structure of doubly balanced mixer requires, in general, two batons and a quad diode. For balun, a novel planar balun using microstrip to CPS is suggested and designed. The suggested balun shows the phase imbalance of 180$^{\circ}$${\pm}$ 1.5$^{\circ}$and the amplitude imbalance of ${\pm}$ 0.2 ㏈ for 1.5 to 2.5 GHz. Using the balun, DBM is succesfully implemented, and the measured conversion loss of up/down converter show about 6 ㏈ over the bandwidth. The balun may be applicable for MMIC DBM with the process supporting backside via thourgh more study.

새로운 발룬 회로를 이용한 2 GHz 대역 이중 평형 Star 혼합기의 설계 및 제작

본 논문에서는 FR4(h= 1.6 mm, $\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.6) substrate 상에서 2 GHz 대역의 이중 평형 혼합기를 구현하였다. 일반적으로, DBM(Doubly Balanced Mixer)는 2개의 발룬과 쿼드 다이오드로 구성된다. 발룬을 위해, microstrip과 CPS(Coplanar Strip)을 이용한 새로운 발룬 회로가 제안되고, 설계되어졌다. 제안된 발룬의 측정 결과, 1.5 GHz에서 2.5 GHz내에서 위상의 불평형 정도가 180$^{\circ}$$\pm$ $1.5^{\circ}$이내였으며, 진폭의 불평형 정도가 $\pm$ 0.2 ㏈ 이내였다. 발룬을 사용한 DBM이 성공적으로 구현되었으며, 동작 대역 내에서 up/down 변환기로써 변환 손실은 약 6 ㏈ 정도를 보였다. 더 많은 연구를 통해, backside via를 포함하는 프로세스가 있는 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) DBM에 적용 가능할 것이다.d Circuit) DBM에 적용 가능할 것이다.