Design and Fabrication of Wide Electrical Tuning Range DRO Using Open-Loop Method

In this paper, we presented a Vt-DRO with a wide electrical frequency tuning range, using open-loop gain method. The Vt-DRO was composed of 3-stages, resonator, amplifier and phase shifter. In order to satisfy an oscillation condition, we determined magnitude and phase of each stage. The measured S-parameter of cascaded 3-stages shows open-loop oscillation condition. Also, using measured open loop group delay, we derived the relation for electrical frequency tuning range. The Vt-DRO was implemented by connecting the input and the output of the designed open-loop and resulted in closed-loop. As a results, tuning-range of Vt-DRO is 82 MHz, which is close to the predicted results for tuning voltage 0${\sim}$10 V and shows linear frequency tuning at the center frequency of 5.3 GHz. The phase noise is -104 ${\pm}$1 dBc/Hz at 100 kHz offset frequency and power is 5.86${\pm}$1 dBm respectively.

개루프 방법에 의한 확장된 전기적주파수조정범위를 갖는 유전체공진기발진기의 설계 및 제작

본 논문에서는 개루프 설계 방법을 이용하여, 전기적주파수조정범위가 확장된 전압제어유전체공진기발진기(Vt-ORO: Voltage-tuned Dielectric Resonator Oscillator)를 설계하였다. 설계된 전압제어유전체공진기발진기는 공진부, 증폭부, 위상천이부로 구성하였다. 발진조건을 만족하기 위하여, 각 부에서의 크기와 위상을 결정하였다. 각 부를 연결하여 측정한 S-피라미터는 개루프 발진조건을 만족하였다. 또한, 측정된 개루프의 군지연(group delay)로부터 전기적주파수조정범위(electrical frequency tuning-range)를 수식으로 도출하였다. 이와 같이 설계된 개루프의 입출력을 연결하고 폐루프로 구성하여 전압제어유전체공진기발진기를 구현하였다. 그 결과, 0$\sim}$10 V의 조정전압으로 중심주파수 5.3 GHz에서 전기적주파수조정범위는 수식으로 도출한 값과 근사한 82 MHz를 얻었고, 이는 선형적인 변화를 보였다. 이 때, 위상잡음은 100 kHz offset에서 -104${\pm}$1 dBc/Hz, 출력전력은 5.86${\pm}$1 dBm로 평탄함을 보였다.