• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권9호
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• pp.25-33
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• 2007

본 논문에서는 높은 격리특성과 광대역 특성을 갖고 IF 발룬을 필요로 하지 않는 94 GHz MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) single balanced cascode 믹서를 설계 및 제작하였다. 또한 믹서의 높은 격리특성과 광대역 특성을 위한 94 GHz 대역의 3 dB tandem 커플러를 설계 및 제작하였다. MIMIC single balanced cascode 믹서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT(High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 설계 및 제작되었다. 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 665 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 691 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 $f_T$는 189 GHz, $f_{max}$는 334 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 94 GHz MIMIC 믹서의 개발을 위해 MHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 믹서를 설계하였다. 설계된 믹서는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 94 GHz MIMIC single balanced cascode 믹서의 측정결과 변환손실 특성은 LO 신호의 크기가 10.9 dBm 일 때 94 GHz에서 9.8 dB의 양호한 특성을 나타내었다. 제작된 믹서의 LO-RF 격리도는 94 GHz에서 29.5 dB 그리고 100 GHz에서 39.5 dB의 측정 결과를 얻었다. 또한 제작된 믹서는 외부의 IF 발룬을 필요하지 않아 소형화가 가능하다. 본 논문에서 설계 및 제작된 94 GHz MIMIC single balanced cascode믹서는 기존의 balanced 믹서와 비교하여 높은 격리 특성을 나타내었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제14권1호
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• pp.35-39
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• 2016

In this paper, we develop a 94-GHz single balanced mixer with low conversion loss using planar Schottky diodes on a GaAs substrate. The GaAs Schottky diode has a nanoscale anode with a T-shaped disk that can yield high cutoff frequency characteristics. The fabricated Schottky diode with an anode diameter of 500 nm has a series resistance of 21 Ω, an ideality factor of 1.32, a junction capacitance of 8.03 fF, and a cutoff frequency of 944 GHz. Based on this technology, a 94-GHz single balanced mixer was constructed. The fabricated mixer shows an average conversion loss of -7.58 dB at an RF frequency of 92.5 GHz to 95 GHz and an IF frequency of 500 MHz with an LO power of 7 dBm. The RF-to-LO isolation characteristics were greater than -32 dB. These values are considered to be attributed to superior Schottky diode characteristics.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.514-520
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• 2002

본 논문에서는 L-band용 이동통신 단말기에 적용 가능한 수신단 MMIC 믹서의 설계 및 제작에 관한 연구를 다룬다. 단일 칩으로 집적하기 적절한 LO 및 RF balun을 능동소자를 이용하여 구성하였으며 각 능동소자의 공정상의 변화를 보상하기 위하여 새롭게 제안된 바이어스 회로를 적용하였다. 믹서의 변환이득은 -14 dB이며 IP3는 약 4 dBm, 포트간 격리도는 25 dB 이상의 값을 가진다. 제안된 새로운 바이어스 회로는 FET와 저항으로 구성되며 공정상의 변화와 온도의 변화 등에 의한 문턱전압의 변화를 보상해 줄 수 있다. 설계된 칩의 사이즈는 1.4 mm$\times$1.4 mm이다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 2000년도 High Temperature Superconductivity Vol.X
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• pp.15-20
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• 2000

We demonstrated a single balanced mixer of the combination of high-T. superconductor (HTS) and III-V GaAs beam lead Schottky diodes operating in the mini-cryogenic chamber. The HTS hybrid mixer was designed with a center frequency of 27.5 GHz and a bandwidth of 1 GHz, and consisted of a rat-race coupler circuit with beam-lead diodes attached to its balanced ports. The HTS hybrid mixer with 1 GHz RF bandwidths exhibits a conversion loss of 6 dB. A LO-to-RF isolation was greater than 40 dB in the range of operating frequencies. Since the HTS/III-V hybrid mixer devices have lower noise and conversion loss, this technique provide us with new capabilities that can be effectively utilized in the field of local-point distribution service (LMDS) systems.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.110-115
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• 2000

A K-band GaAs MMIC receiver module has been developed using 0.15 ${\mu}{\textrm}{m}$ HEMT technology process. It incorporates two front end low noise amplifiers, a double balanced diode mixer, and filters. The RF input frequency ranges 20.1 to 21 GHz and the IF output 1.1 to 2 GHz. Test results show an overall conversion gain of more than 27 dB, and less than a 2.2 dB noise figure. The image-rejection ratio greater than 21 dB has been obtained. The isolation between RF and IF ports is better than 27 dB, and between LO and IF is more than 50 dB.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권5호
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• pp.197-203
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• 2003

본 논문에서는 cascode 하모닉 발생기를 이용하여 고변환이득 특성의 밀리미터파 subharmonic 믹서를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 subharmonic 믹서는 0.1 ㎛ GaAs PHEMT와 CPW 라이브러리를 이용하여 설계되었다. 설계된 cascode 하모닉 발생기의 출력 특성 측정결과, 14.5 GHz의 신호를 10 dBm 전력으로 인가하였을때, 1차, 2차 및 4차 하모닉 성분은 각각 -21.62 dBm, -32.65 dBm 및 -13.45 dBm의 결과를 얻어 가장 큰 4차 하모닉 성분을 얻었으며, 제작된 밀리미터파 subharmonic 믹서의 측정결과 14.5 GHz LO 신호를 13 dBm의 크기로 입력하였을 때 3.4 dB의 높은 변환이득 특성을 얻었다. 또한 -53.6 dB의 LO-to-IF, -46.2 dB의 우수한 LO-to-RF 격리 특성을 나타내었다. 제작된 밀리미터파 subharmonic 믹서는 기존에 발표된 밀리미터파 대역의 subharmonic 믹서에 비해 가장 높은 변환이득 특성을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.1114-1122
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• 2005

본 논문에서는 S-band 대역에서의 수신단 one-chip MMIC 저잡음 증폭기, 믹서의 설계 및 제작, 측정에 관한 연구를 수행한다. 저잡음 증폭기는 공통 소스 구조의 2단으로 설계하였으며, 믹서는 LO 및 RF balun으로 구성되고, 이는 능동 소자를 이용하여 구현하였다. 각 능동 소자의 공정상의 변화를 보상하기 위하여 새로운 바이어스 안정화 회로를 적용하였다. 그리고 이를 단일 칩으로 구현, 제작하였다. 측정 결과로 저잡음 증폭기는 2.1 GHz에서 15.51 dB의 이득과 1.02 dB의 잡음지수를 가지고 있으며, 믹서의 변환 이득은 -12 dB이며 IIP3는 약 4.25 dBm, 포트간 격리도는 25 dB 이상의 값을 가진다. 제안된 새로운 바이어스 회로는 FET와 저항으로 구성되며 공정상의 변화와 온도의 변화 등에 의한 문턱 전압의 변화를 보상해 줄 수 있다. 제작된 칩의 크기는 $1.2[mm]\times1.4[mm]$이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.1-14
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• 1998

본 논문에서는 초고속 정보통신망에 이용할 수 있는 이동수신 시스템 단말기의 RF 핵심부품인 안테나, 저잡음 증폭기, 혼합기, VCO와 베이스밴드 처리부에서의 변복조 시스템을 연구하였다. 고속 디지털 통신을 행하는 경우, 안테나의 대역폭과 멀티패스에 의해 생기는 선택성 페이딩이 커다란 문제가 될 수 있는 데 이를 해결하기 위한 방안으로 루프구조의 자계 안테나 특성을 갖는 광대역 소형 MSA(Microstrip Antenna)를 설계 제작하였다. 2단 저잡음 증폭기는 잡음 특성이 우수한 NE32584C를 사용하여 첫단에서 0.4dB 이하의 잡음지수를 갖도록 최적화 하였으며, 두 번째 단은 충분한 이득을 얻을 수 있도록 설계하였다. 그 결과 전체 잡음 지수는 중심 주파수에서 약 0.5dB, 이득은 39dB를 얻었다. 분포형 주파수 혼합기는 Dual-Gate GaAs MESFET를 사용하여 입력단에 하이브리드를 사용하지 않고 10dB 이상의 LO/RF 분리도를 얻었고, 회로의 크기를 최소화하였다. 또한, 선형적인 혼합 신호를 출력하여 베이스밴드에서의 신호왜곡을 감소 시켰으며, 주파수 혼합작용과 증폭작용이 동시에 이루어지므로 변환이득을 얻을 수 있고 분포형 증폭이론을 적용하여 광대역특성을 갖도록 설계하였다. VCO(voltage control oscillator)의 설계는 대신호 해석을 통한 발진기 이론을 도입하여 비교적 안정된 신호를 출력할 수 있도록 설계 제작하였다. 베이스밴드 처리부의 변복조 시스템은 선호의 대역폭을 넓히고 내잡음 간섭성 등에 우수한 방식으로 알려져 있는 DS/SS(Direct Sequence/spread Spectrum) 방식의 시스템 설계이론을 적용하였다. 본 연구에서는 BER 특성이 우수하고 고속 디지털 신호처리에 유리한 DQPSK 변/복조방식을 채택하였으며 PN 부호 발생기는 m-계열 부호를 출력하도록 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.339-342
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• 2004

본 논문은 밀리미터파 대역 무선통신 시스템 송신부의 응용을 위해 CPW 구조를 이용하여 V-band용 상향 주파수 혼합기와 2단 구동증폭기를 설계$\cdot$제작하였다. 능동소자는 본 연구실에서 제작한 $0.1{\mu}m$ 게이트 GaAs Pseudomorphic HEMTs(PHEMTs)를 사용하였으며 입$\cdot$출력단은 CPW를 사용해 정합 회로를 설계하였다. 제작된 상향 주파수 혼합기는 LO power 5.4 dBm, 2.4 GHz IF 신호를 -10.25 dBm으로 입력하였을 때 Conversion Loss 1.25 dB, LO-to-RF Isolation은 58 GHz에서 13.2 dB의 특성을 나타내었다 2단 구동 증폭기는 측정결과 60 GHz에서 S21 이득 13 dB, $58\;GHz\;\~\;64\;GHz$ 대역에서 S21 이득 12 dB 이상을 유지하는 광대역 특성을 얻었고 증폭기의 Pl dB는 3.8 dBm, 최대 출력전력은 6.5 dBm의 특성을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.670-680
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• 2010

본 논문에서는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여, 이동단말기 탑재에 적합한 저 전력, 저 잡음 구조 개별 소자 (LNA, Mixer, VCO, frequency doubler, signal generator, down converter)들을 제안하고, 나아가 이를 하나의 칩으로 집적화 시킨 60 GHz 단일 칩 수신기 구조를 제안한다. 저전력화를 위해 current re-use 구조를 적용시킨 LNA의 경우, 11.6 mW 의 전력 소모 시, 56 GHz부터 60 GHz까지 측정된 잡음지수(NF)는 4 dB 이하이다. 저전력화를 위한 resistive mixer의 경우, Cgs의 보상 회로를 통하여 낮은 LO 신호 크기에서도 동작 가능하도록 하였다. -9.4dB의 변환 이득을 보여주며, 20 dB의 LO-RF isolation 특성을 가진다. Ka-band VCO는 4.99 mW 전력 소모 시측정된 출력 신호 크기는 27.4 GHz에서 -3 dBm이 되며, 26.89 GHz에서부터 1 MHz offset 기준으로 -113 dBc/Hz의 phase noise 특성을 보인다. 49.2 dB의 원신호 억제 효과를 보이는 Frequency Doubler는 총 전력 소모가 9.08 mW일 경우, -4 dBm의 27.1 GHz 입력 신호 인가 시 -53.2 dBm의 fundamental 신호(27.1 GHz)와 -4.45dBm의 V-band second harmonic 신호(54.2 GHz)를 얻을 수 있었으며, 이는 -0.45 dB의 변환 이득을 나타낸다. 60 GHz CMOS 수신기는 LNA, resistive mixer, VCO, frequency doubler, 그리고 drive amplifier로 구성되어 있으며, 전체 전력 소모는 21.9 mW이다. WLAN과의 호환 가능성을 위하여, IF(Intermediate Frequency) bandwidth가 5.25GHz(4.75~10 GHz)이며, RF 3 dB bandwidth는 58 GHz를 중심으로 6.2 GHz이다. 이때의 변환 손실은 -9.5 dB이며, 7 dB의 NF와 -12.5 dBm의 높은 입력 P1 dB를 보여주고 있다. 이는 60 GHz RF 회로의 저전력화, 저가격화, 그리고 소형화를 통한 WPAN용 이동단말기의 적용 가능성을 입증한다.