• 제목/요약/키워드: Balanced Mixer

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An Integrated High Linearity CMOS Receiver Frontend for 24-GHz Applications

  • Rastegar, Habib;Ryu, Jee-Youl
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권5호
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    • pp.595-604
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    • 2016
  • Utilizing a standard 130-nm CMOS process, a RF frontend is designed at 24 GHz for automotive collision avoidance radar application. Single IF direct conversion receiver (DCR) architecture is adopted to achieve high integration level and to alleviate the DCR problem. The proposed frontend is composed of a two-stage LNA and downconversion mixers. To save power consumption, and to enhance gain and linearity, stacked NMOS-PMOS $g_m$-boosting technique is employed in the design of LNA as the first stage. The switch transistors in the mixing stage are biased in subthreshold region to achieve low power consumption. The single balanced mixer is designed in PMOS transistors and is also realized based on the well-known folded architecture to increase voltage headroom. This frontend circuit features enhancement in gain, linearity, and power dissipation. The proposed circuit showed a maximum conversion gain of 19.6 dB and noise figure of 3 dB at the operation frequency. It also showed input and output return losses of less than -10 dB within bandwidth. Furthermore, the port-to-port isolation illustrated excellent characteristic between two ports. This frontend showed the third-order input intercept point (IIP3) of 3 dBm for the whole circuit with power dissipation of 6.5 mW from a 1.5 V supply.

FDTD를 이용한 마이크로파 능동 회로의 해석 (Characterization of Microwave Active Circuits using the FDTD Method)

  • 황윤재;육종관;박한규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.528-537
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    • 2002
  • 본 논문에서는 능동소자를 포함하는 마이크로파 회로의 주파수 특성을 해석하기 위하여 확장된 유한차분 시간영역법 (FDTD) 을 이용했다. R, L, C와 같은 집중소자가 전송선로에 삽입된 FDTD 집중소자 모델링을 통해 하이브리드 회로 해석에 대한 기초 연구를 수행하였고, 네트워크 모델링을 이용하여 기생 커패시턴스와 인덕턴스의 값을 추출함으로써 보다 정확한 기생, 방사, 결합까지 고려하는 FDTD만의 고유한 주파수 응답을 확인할 수 있었다. 또한 FDTD를 이용하여 모델링된 다이오드를 사용한 평형 혼합기를 설계하여 상용 회로 시뮬레이터보다 정확하고 실제적인 회로의 주파수 응답을 획득하였다.

5.25 GHz에서 넓은 이득 제어 범위를 갖는 저전력 가변 이득 프론트-엔드 설계 (Design of Variable Gain Receiver Front-end with Wide Gain Variable Range and Low Power Consumption for 5.25 GHz)

  • 안영빈;정지채
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.257-262
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    • 2010
  • 본 논문에서는 5.25 GHz에서 넓은 이득 제어범위를 갖는 저전력 가변 이득 프론트-엔드를 설계하였다. 넓은 이득 제어범위를 갖기 위해, 제안된 저잡음 증폭에서는 가변이득 증폭기의 소스에 p-타입 트랜지스터를 연결하였다. 이 방법을 통해 증폭기의 바이어스 전류와 소스 임피던스를 동시에 조절할 수 있었다. 따라서 제안된 저잡음 증폭기는 넓은 이득 제어범위를 갖는다. 믹서에서는 입력 트랜스컨덕턴스단으로 p-타입 트랜지스터를 사용한 폴디드 구조가 제안되었다. 이 구조에서 믹서는 작은 공급 전압에서 각 단에 필요한 만큼의 전류만 흘려주기 때문에 저전력에서도 작동을 할 수 있다. 제안된 프론트-엔드는 최대 33.2 dB의 이득과 17 dB의 넓은 이득 제어범위를 갖는다. 이 때, 잡음지수와 IIP3는 각각 4.8 dB, -8.5 dBm을 갖는다. 이러한 동작을 하는 동안, 제안된 회로는 최대 이득상태에서 7.1 mW, 최소 이득상태에서 2.6 mW의 적은 전력을 소비한다. 시뮬레이션 결과는 TSMC $0.18\;{\mu}m$ CMOS 공정에서 Cadence를 이용하여 얻어졌다.

마이크로스트립 대 CPW 결합 구조를 이용한 발룬 (Planar Balun using Microstrip to CPW Coupled Structure)

  • 방현국;이해영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권9호
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    • pp.919-923
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    • 2003
  • 본 논문에서는 마이크로스트립 대 CPW결합 구조를 이용하여 다양한 신호 정합회로에 사용되는 발룬을 제작 측정하였다. 측정 결과, 가용 주파수 2.44~4.33 GHz에서 삽입 손실의 차이는 0.2 dB 이내이고 위상 차이는 2.1$^{\circ}$ 이내로 나타났다. 따라서 제안된 발룬은 구조적 특성으로 인해 다양한 초고주파용 다층 회로에 사용되어 혼합기, 증폭기, 안테나의 급전부 등의 성능향상에 기여할 것으로 기대된다.

ASK 변조기 응용을 위한 900 MHz 대역 고선형 CMOS 상향 주파수 혼합기 설계 (Design of a 900 MHz High-linear CMOS Frequency Up-converter for an ASK Modulator application)

  • 장진석;채규성;김창우
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.443-444
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    • 2008
  • A double-balanced frequency up-converter using the Gilbert cell structure has been designed with the TSMC $0.18\;{\mu}m$ CMOS library. The frequency up-converter consists of a Mixer core and IF / LO balun. Frequency Up-converter exhibits a 3.4 dB conversion gain with a - 7.6 dBm $P_{1dB}$ for IF power of -10 dBm and LO power of 0 dBm inputs. It also exhibits 92.2 % modulation depth as a ASK modulator.

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비접촉식 유속계를 위한 10.5 GHz 대역 도플러 레이더에 대한 연구 (A study of 10.5 GHz band Doppler radar for non-contact type hydrometer)

  • 김진수;황희용
    • 산업기술연구
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    • 제29권B호
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    • pp.139-144
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    • 2009
  • A Doppler radar is a radar using the doppler effect of the returned echoes from targets to measure their radial velocity. To be more specific the microwave signal sent by the radar antenna's directional beam is reflected toward the radar and compared in frequency, up or down from the original signal, allowing for the direct and highly accurate measurement of target velocity component in the direction of the beam. In this paper, we designed the doppler radar composed of 10.5 GHz band DROs(Dielectric Resonator Oscillator), $90^{\circ}C$ branch line coupler, single balanced mixer and $4{\times}4$ array antenna of high gain, high directivity, for non-contact type hydrometer. Fabricated Doppler radar can detect slow moving objects.

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해상 무선통신소자의 응용을 위한 RFIC/MMIC용 소형화된 능동형 90$^{\circ}$ 위상 분배기의 설계 (Design of miniaturized active 90$^{\circ}$ phase divider on RFIC/MMIC for application to maritime wireless communication components)

  • 박영배;윤영
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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    • pp.406-411
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    • 2005
  • In this paper, we propose an active 90$^{\circ}$ phase divider for application to MMIC. Because of their very large size, conventional passive 90$^{\circ}$ dividers can't be integrated on MMIC. Therefore, highly miniaturized 90$^{\circ}$ dividers are required for a development of highly integrated MMIC. For this reason, active 90$^{\circ}$ divider is indispensable because active phase divider is much smaller than conventional passive dividers, and it can be integrated on MMIC. In this work, we developed active 90$^{\circ}$ divider with emitter inductor, and it was employed for the operation of the balanced mixer in order to verify the performance of the active 90$^{\circ}$ divider. According to the results, it was found that the active 90$^{\circ}$ divider exhibited good RF performances comparable to conventional passive power dividers.

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Miniaturized LNB Downconverter MMIC for Ku-band Satellite Communication System using InGaP/GaAs HBT Process

  • Lee, Jei-Young;Lee, Sang-Hun;Lee, Jong-Chul;Kim, Jong-Heon;Lee, Byunje;Park, Chan-Hyeong;Kim, Nam-Young
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제4권1호
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    • pp.37-42
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    • 2004
  • In this paper, LNB(low noise block) downconverter MMIC is designed for Ku-band satellite communication system using InGaP/GaAs HBT high linear process. Designed MMIC consists of low noise amplifier, double balanced mixer, and IF amplifier with a total chip area of 2.6${\times}$1.1 $\textrm{mm}^2$. Designed MMIC has the characteristics of over 37.5 ㏈ conversion gain, 14 ㏈ noise figure, ripple of 3 ㏈, and output-referred $P_{1dB}$TEX>(1 ㏈ compression power) of 2.5 ㏈m with total power dissipation of 3 V, 50 mA.