• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권4호
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• pp.316-321
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• 2010

This paper presents a novel fourth harmonic mixer with new structure. The traditional 3-ports fourth harmonic mixer and the novel fourth harmonic mixer are designed by ADS, HFSS and CST simulator. The mixers have been fabricated and tested. The size of the traditional 3-ports fourth harmonic mixer is $12{\times}15$ mm, and the best conversion loss is 18.7 dB according to the measurement. Since the traditional 3-port mixer size is too large to be ranked, we design a novel fourth harmonic mixer for imaging system. The width of the mixing module in the novel fourth harmonic mixer is only 3.65 mm, and this size is fully capable to meet the mixer unit space which is not greater than 5 mm. The simulation result shows that the mixer has good performance, and the experiment result shows that the best conversion loss of the novel fourth harmonic mixer is 16.3 dB at RF signal of 91.3 GHz.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.1-9
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• 2007

In this paper, a third-order harmonic mixer is designed using frequency multiplier theory for the Ka-band. The gate bias voltage is selected by frequency multiplier theory to maximize the third-order harmonic element ofthe fundamental LO frequency in the proposed mixer. The designed mixer has a gate mixer structure composed of a gate terminal input for the fundamental local signal ($f_{LO}$), RF signal (${RF}$) and a drain terminal output for the harmonic frequency ($3f_{LO}-f_{RF}$) respectively. The Ka-band harmonic mixer is designed and fabricated using a commercial GaAs MESFET device with a plastic package. The proposed mixer will provide a solution for the problems found in the high cost, complex circuitry in a conventional Ka-band mixer. The 33.5 GHz harmonic mixer has a -10 dB conversion gain by pumping 11.5 GHz LO with a +5 dBm level.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제3권1호
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• pp.1-6
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• 2003

In this paper, a sub-harmonic dual-gate FET mixer is suggested to improve the isolation characteristic between LO and RF ports of an unbalanced mixer. The mixer was designed by using single-gate FET cascode structure and driven by the second harmonic component of LO signal. A dual-gate FET mixer has good isolation characteristic since RF and LO signals are injected into gatel and gate2, respectively. In addition, the isolation characteristic of a sub-harmonic mixer is better than that of a fundamental mixer due to the large frequency separation between the LO and RF frequencies. As RF power was -30 ㏈m and LO power was 0 ㏈m, the designed mixer yielded the -47.17 ㏈m LO-to-RF leakage power level, 10 ㏈ conversion gain, -2.5 ㏈m OIP3, -12.5 ㏈m IIP3 and -1 ㏈m 1 ㏈ gain compression point. Since the LO-to-RF leakage power level of the designed mixer is as good as that of a double-balanced mixer, the sub-harmonic dual-gate FET mixer can be utilized instead.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.719-724
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• 2006

본 논문에서는 Half-LO 주파수를 이용하는 새로운 방식의 double-conversion down mixer를 2.3 GHz 대역에서 설계하였다. 제안된 mixer에서는 Half-LO 주파수를 2개의 HEMT에 인가하여 두 HEMT에서의 변환 방식을 gate type과 resistive type으로 다르게 함으로서 IF 주파수를 얻게 된다. 기존의 sub-harmonic mixers와 같이 Half-LO 주파수를 사용하지만 제안된 mixer는 Half-LO의 second harmonic 성분을 이용하지 않고 Half-LO의 기본 주파수를 이용하여 주파수 변환을 하고 두 번째 HEMT에서 Resistive mixer type으로 IF 신호를 얻기 때문에 기존의 능동 mixer보다 향상된 선형성을 얻을 수 있다. 2.3 GHz 대역에서 설계 제작된 mixer는 Half-LO 전력 10 dBm을 이용하여 5dB의 변환 손실과 16.25dBm의 IIP3 특성을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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• pp.1046-1049
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• 2002

In this paper, a sub-harmonic dual-gate FET mixer for IMT-2000 base-station was designed by using single-gate FET cascode structure and driven by the second order harmonic component of LO signal. The dual-gate FET mixer has the characteristic of high conversion gain and good isolation between ports. Sub-harmonic mixing is frequently used to extend RF bandwidth for fixed LO frequency or to make LO frequency lower. Furthermore, the LO-to-RF isolation characteristic of a sub-harmonic mixer is better than that of a fundamental mixer because the frequency separation between the RE and LO frequency is large. As RF power is -30dBm and LO power is 0dBm, the designed mixer shows the -47.17dBm LO-to-RF leakage power level, 10dB conversion gain, -0.5dBm OIP3, -10.5dBm IIP3 and -1dBm 1dB gain compression point.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.73-78
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• 2004

본 논문은 5.8 GHz 무선 랜용 서브 하모닉 저항성 혼합기를 설계하였다. 서브 하모닉 저항성 혼합기는 서브 하모닉 혼합기와 저항성 혼합기의 장점이 합쳐진 구조이다. 서브 하모닉 저항성 혼합기는 LO의 고조파 성분과 RF를 혼합하여 IF주파수를 얻는다. 그래서 기존의 혼합기보다 낮은 LO 주파수를 사용이 가능하다. 그리고 서브 하모닉 저항성 혼합기는 GaAs FET의 unbiased 채널 저항을 사용하여 주파수 혼합하므로 낮은 IMD를 특성을 갖는다. 제작된 서브 하모닉 저항성 혼합기의 변환손실은 LO 신호전력이 13 dBm일 때, 10.67 dB이다. 그리고 혼합기의 IIP3는 21.5 dBm이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권10A호
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• pp.958-964
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• 2005

본 논문은 Sub-harmonic 혼합기 구조에서 국부발진기(Local Oscillator) 포트에 넓은 대역에 걸쳐서 변환손실을 최적화 하는 정합회로를 적용하였다. 이러한 Sub-harmonic 혼합기를 이용하여 점대점 시스템용 하향 변환기를 설계 및 제작하였다. 제안된 구조의 Sub-harmonic 혼합기는 국부발진기입력전력이 12 dBm일 때 최적으로 11.8 dB의 변환손실을 얻었으며, 격리특성은 40dB이하의 특성을 나타내었다. 전체 하향 변환기의 특성으로 IF 출력 평탄도는 2dB이하의 특성을 나타내었으며, 전체 잡음지수로는 5.9dB이하의 특성을 얻었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.827-834
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• 2020

본 연구는 주파수 체배기 이론을 이용하여 초고주파 항공용 레이다를 위한 3차 고조파 믹서 설계에 대한 연구이다. 기본 믹서 설계 방법과는 달리 주파수 체배기 이론을 이용하여 국부 주파수(LO)의 3차 고조파 성분이 최대가 되는 게이트 바이어스 전압을 선택하여 중간주파수(IF)에서 3차 고조파 혼합(mixing) 성분이 최대가 되도록 하였다. 제안한 고조파 믹서는 플라스틱 패키지의 상용 GaAs MESFET 소자를 이용하여 설계 및 제작하여 기존 초고주파 믹서의 높은 변환손실, 회로 복잡성, 높은 가격 및 제작 복잡도를 개선할 수 있었다. 제안한 설계 방법을 이용한 3차 고조파 믹서는 33 GHz ~ 36 GHz 대역에서 8 ~10 dB 변환손실 특성 및 0 dBm 선형성 (P1dB) 특성을 나타내었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제3권2호
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• pp.89-95
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• 2003

In this paper, we have designed and fabricated high conversion gain Q-band active sub-harmonic mixers for a receiver of millimeter wave wireless communication systems. The fabricated active sub-harmonic mixer uses 2nd harmonic signals of a low local oscillator (LO) frequency. The fabricated mixer was successfully integrated by using $0.1{\;}\mu\textrm{m}$GaAs pseudomorphic high electron mobility transistors (PHEMTs) and coplanar waveguide (CPW) structures. From the measurement, it shows that maximum conversion gain of 4.8 dB has obtained at a RF frequency of 40 GHz for 10 dBm LO power of 17.5 GHz. Conversion gain from the fabricated sub-harmonic mixer is one of the best reported thus far. And a phase noise of the 2nd harmonic was obtained -90.23 dBc/Hz at 100 kHz offset. The active sub-harmonic mixer also ensure a high degree of isolations, which are -35.8 dB from LO-to-IF and -40.5 dB from LO-to-RF, respectively, at a LO frequency of 17.5 GHz.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권7호
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• pp.293-299
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• 2003

본 논문에서는 0.1 ㎛ GaAs PHEMTs MIMIC 공정을 이용하여 V-band에서 사용 가능한 고 성능의 sub-harmonic mixer를 제안하였다. LO신호의 n차 하모닉 성분을 이용하기 위해서는 LO신호 전력의 필연적인 감쇠가 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 주파수를 혼합하기 위한 APDP(anti-parallel diode pair) 구조에 0.1 ㎛ PHEMT (pseudomorphic high electron mobility transistors)를 각 단에 연결시켜 LO 신호의 4차 성분을 이용하는데 있어 주요한 성능 향상을 이루었다. PHEMT 다이오드 와 PHEMT를 0.1 ㎛의 게이트 길이를 갖는 동일 공정을 통하여 구현하였고 CPW (Coplanar Waveguide) 라이브러리를 개발하여 제안된 회로를 설계하였다. 또한 상대적으로 낮은 주파수의 출력 IF 단에는 출력 주파수의 선택성을 좋게 하기 위하여 Lumped 소자를 이용하여 정합회로를 구성하여 RF 입력 신호와 LO 신호의 출력단 유입을 억제하였다. 제작된 sub-harmonic mixer의 특성을 측정한 결과 입력 RF 주파수가 60.4 ㎓, LO 주파수가 14.5 ㎓일 때, 0.8 ㏈의 변환이득 특성을 얻었으며, LO-to-IF, LO-to-RF 격리 특성을 측정한 결과 동작영역에 걸쳐 50 ㏈ 이상의 높은 격리 특성을 나타내었다.