• 제목/요약/키워드: Up-Conversion Mixer

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MMIC 모듈을 이용한 V-band 무선 송수신 시스템의 구축 (Development of V-band Wireless Transceiver using MMIC Modules)

  • 이상진;안단;이문교;고두현;진진만;김성찬;김삼동;박현창;박형무;이진구
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.575-578
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    • 2005
  • We report on a low-cost V-band wireless transceiver with no use of any local oscillator in the receiver block using a self-heterodyne architecture. V-band Microwave monolithic IC (MMIC) modules were developed to demonstrate the wireless transceiver using coplanar waveguide (CPW) and GaAs PHEMT technologies. The MMIC modules such as the MMIC low noise amplifier (LNA), medium power amplifier (MPA) and the up/down-mixer were installed in the transceiver system. To interface the MMIC chips with the component modules for the transceiver system, CPW-to-waveguide fin-line transition modules of WR-15 type were designed and fabricated. The fabricated LNA modules showed a $S_{21}$ gain of 8.4 dB and a noise figure of 5.6 dB at 58 GHz. The MPA modules exhibited a gain of 6.9 dB and a $P_1$ $_{dB}$ of 5.4 dBm at 58 GHz. The conversion losses of the up-mixer and the down-mixer module were 14.3 dB at a LO power of 15 dBm, and 19.7 dB at a LO power of 0 dBm, respectively. From the measurement of V-band wireless transceiver, a conversion gain of 0.2 dB and a P $_{1dB}$ of 5.2 dBm were obtained in the transmitter block. The receiver block showed a conversion gain of 2.1 dB and a P $_{1dB}$ of -18.6 dBm. The wireless transceiver system demonstrated a successful data transfer within a distance of 5 meters.

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위버구조 상향변환 혼합기의 스퓨리어스 신호 제거 방법 (A Novel Method for Rejection of the Spurious Signal in Weaver-Type Up-Conversion Mixer)

  • 김영완;송윤정;김유신;이창석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.661-668
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    • 2004
  • 본 논문은 위버구조 low-IF 송신부를 구성하는 위버구조 혼합기의 출력단에 나타나는 스퓨리어스 신호를 제거하기 위한 방법을 제안한다. 스퓨리어스 신호는 고주파 혼합기를 사용한I/Q경로 신호의 이득 및 위상 부정합 그리고 I/Q신호를 위한 국부 발진기의 90$^{\circ}$ 위상 부정합에 의해 위버구조 혼합기의 출력단에 나타난다. 고주파 I/Q 경로 신호의 부정합은 스퓨리어스 신호로부터 진폭 부정합과 위상 부정합으로 유도되어 진폭 및 위상 부정합 정도에 의한 부호와 크기 함수로 검출하였다. 제안된 방법은 low-IF상향 혼합기의 출력단에 나타나는 송신 신호를 부정합 검출 회로의 고주파 혼합기에 공급하여 얻어지는 하향 변환된 기저대역 신호와 디지털 신호 처리부에서 수정된 기저 대역 신호와의 상관도를 구하여 진폭 및 위상 부정합을 보상하고 스퓨리어스 신호를 제거한다. 진폭 및 위상 부정합의 크기와 부호는 A/D 변환 후에 디지털 영역에서 독립적으로 결정되며, 부정합의 크기와 부호를 이용하여 디지털 신호 처리부에서 I/Q 경로 신호의 크기와 위상을 연속적으로 조절하여 스퓨리어스 신호를 제거한다. 본 논문에서는 수식적 해석과 성능 시뮬레이션 통하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

V-band Self-heterodyne Wireless Transceiver using MMIC Modules

  • An, Dan;Lee, Mun-Kyo;Lee, Sang-Jin;Ko, Du-Hyun;Jin, Jin-Man;Kim, Sung-Chan;Kim, Sam-Dong;Park, Hyun-Chang;Park, Hyung-Moo;Rhee, Jin-Koo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제5권3호
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    • pp.210-219
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    • 2005
  • We report on a low-cost V-band wireless transceiver with no use of any local oscillator in the receiver block using a self-heterodyne architecture. V-band millimeter-wave monolithic IC (MMIC) modules were developed to demonstrate the wireless transceiver using coplanar waveguide (CPW) and GaAs PHEMT technologies. The MMIC modules such as the MMIC low noise amplifier (LNA), medium power amplifier (MPA) and the up/down-mixer were installed in the transceiver system. To interface the MMIC chips with the component modules for the transceiver system, CPW-to-waveguide fin-line transition modules of WR-15 type were designed and fabricated. The fabricated LNA modules showed a $S_{21}$ gain of 8.4 dB and a noise figure of 5.6 dB at 58 GHz. The MPA modules exhibited a gain of 6.9 dB and a $P_{1dB}$ of 5.4 dBm at 58 GHz. The conversion losses of the up-mixer and the down-mixer module were 14.3 dB at a LO power of 15 dBm, and 19.7 dB at a LO power of 0 dBm, respectively. From the measurement of V-band wireless transceiver, a conversion gain of 0.2 dB and a $P_{1dB}$ of 5.2 dBm were obtained in the transmitter block. The receiver block showed a conversion gain of 2.1 dB and a $P_{1dB}$ of -18.6 dBm. The wireless transceiver system demonstrated a successful data transfer within a distance of 5 meters.

주파수 상향 변환을 이용한 전치왜곡 전력 증폭기 설계 (A Design of Predistortion HPA using Frequency Up-Conversion Mixing Operation)

  • 정용채;김영;김철동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.480-485
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    • 2004
  • 본 논문에서는 혼합기의 주파수 상향 변환 동작을 이용한 새로운 전치왜곡 선형화 기법을 제안하였다. 이 선형화 기법은 주파수 상향 혼합 동작을 이용함에도 불구하고 추가적인 신호원을 필요로 하지 않는다. 대신 입력 신호로부터 2차 저주파 혼변조 왜곡 신호를 추출하여 주파수 상향 변환에 필요한 신호원으로 사용하였다. 제안한 전치왜곡 선형화 기법의 타당성을 보이기 위해 주파수가 1.8544 ㎓와 1.8556 ㎓인 2-톤 신호를 개인휴대 통신용 전력 증폭기에 인가하여 22 ㏈m/tone 출력시에 (CR) 비를 26 ㏈ 개선하였으며, 출력 신호레벨을 17 ㏈ 변화시키는 동작 영역에서 (C/I) 비를 20 ㏈ 이상 개선시켰다. 또한 IS-95A 1FA 신호를 인가하여 출력이 26.5 ㏈m일 때 885 KHz 및 1.25 MHz 이격 지점에서 인접 채널 전력비를 각각 10.8 ㏈, 6.4 ㏈ 개선시켰다.

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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C-BAND WLAN용 SiGe HBT MMIC 이중평형형 상향주파수 혼합기 (Design of a SiGe HBT MMIC Double Balaned Up-converter for WLAN Applications)

  • 서정욱;정병희;오영수;채규성;김창우
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 I
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    • pp.346-349
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    • 2003
  • A SiGe HBT MMIC double balaced up-converter has been designed and fabricated for C-band WLAN applications. The up-converter is based on the Gilbert cell mixer with an active baluns for differential inputs of LO and IF signals. The designed up-converter exhibits a conversion gain 12.5dB for a -10 dBm LO power. It also exhibits LO-RF isolation of 19.3dBc, and IF-RF isolation of 23.3 dBc at a 1-dB compression point of -14.2dBm

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전류 모드 동작에 기반한 2.4GHz 저전력 직접 변환 송신기 (A 2.4-GHz Low-Power Direct-Conversion Transmitter Based on Current-Mode Operation)

  • 최준우;이형수;최치훈;박성경;남일구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권12호
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    • pp.91-96
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    • 2011
  • 본 논문에서는 전류 모드 동작에 기반한 IEEE 802.15.4 규격을 만족하는 2.4GHz 저전력 직접 변환 송신기를 제안하고 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 제안된 송신기는 디지털-아날로그 변환기, 저역통과 필터, 가변 이득 I/Q 상향 혼합기, 구동 증폭기 및 LO 버퍼를 포함하는 주파수 나누기 2회로로 구성되어 있다. 디지털-아날로그 변환기와 저역통과 필터(LPF), 가변이득 I/Q 상향 혼합기의 트랜스컨덕터 단을 하나의 전류 미러 회로로 합친 간단한 구조를 제안하여 전력 소모를 줄이면서 선형성을 향상할 수 있도록 하였다. 구동 증폭기는 캐스코드 타입의 증폭기로 제어 신호를 이용하여 이득을 조절할 수 있게 하였고, 외부 4.8GHz 신호를 받아 주파수 나누기 2 전류 모드 로직 (CML) 회로를 사용하여 2.4GHz I/Q 차동 LO 신호를 생성하도록 설계하였다. 구현한 송신기는 30dB의 이득 조정 범위를 가지면서 0dBm의 최대 출력 신호에서 33dBc의 LO 누설 성분, 40dBc의 3차 하모닉 성분의 특성을 보이며, 구현한 칩의 면적은 $1.76mm{\times}1.26mm$으로 전력소모는 1.2V 단일 전원 전압으로부터 10.2mW이다.

16-QAM-Based Highly Spectral-Efficient E-band Communication System with Bit Rate up to 10 Gbps

  • Kang, Min-Soo;Kim, Bong-Su;Kim, Kwang Seon;Byun, Woo-Jin;Park, Hyung Chul
    • ETRI Journal
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    • 제34권5호
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    • pp.649-654
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    • 2012
  • This paper presents a novel 16-quadrature-amplitude-modulation (QAM) E-band communication system. The system can deliver 10 Gbps through eight channels with a bandwidth of 5 GHz (71-76 GHz/81-86 GHz). Each channel occupies 390 MHz and delivers 1.25 Gbps using a 16-QAM. Thus, this system can achieve a bandwidth efficiency of 3.2 bit/s/Hz. To implement the system, a driver amplifier and an RF up-/down-conversion mixer are implemented using a $0.1{\mu}m$ gallium arsenide pseudomorphic high-electron-mobility transistor (GaAs pHEMT) process. A single-IF architecture is chosen for the RF receiver. In the digital modem, 24 square root raised cosine filters and four (255, 239) Reed-Solomon forward error correction codecs are used in parallel. The modem can compensate for a carrier-frequency offset of up to 50 ppm and a symbol rate offset of up to 1 ppm. Experiment results show that the system can achieve a bit error rate of $10^{-5}$ at a signal-to-noise ratio of about 21.5 dB.

16-QAM OFDM-Based W-Band Polarization-Division Duplex Communication System with Multi-gigabit Performance

  • Kim, Kwang Seon;Kim, Bong-Su;Kang, Min-Soo;Byun, Woo-Jin;Park, Hyung Chul
    • ETRI Journal
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    • 제36권2호
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    • pp.206-213
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    • 2014
  • This paper presents a novel 90 GHz band 16-quadrature amplitude modulation (16-QAM) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) communication system. The system can deliver 6 Gbps through six channels with a bandwidth of 3 GHz. Each channel occupies 500 MHz and delivers 1 Gbps using 16-QAM OFDM. To implement the system, a low-noise amplifier and an RF up/down conversion fourth-harmonically pumped mixer are implemented using a $0.1-{\mu}m$ gallium arsenide pseudomorphic high-electron-mobility transistor process. A polarization-division duplex architecture is used for full-duplex communication. In a digital modem, OFDM with 256-point fast Fourier transform and (255, 239) Reed-Solomon forward error correction codecs are used. The modem can compensate for a carrier-frequency offset of up to 50 ppm and a symbol rate offset of up to 1 ppm. Experiment results show that the system can achieve a bit error rate of $10^{-5}$ at a signal-to-noise ratio of about 19.8 dB.

A System-in-Package (SiP) Integration of a 62GHz Transmitter for MM-wave Communication Terminals Applications

  • Lee, Young-Chul;Park, Chul-Soon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제4권3호
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    • pp.182-188
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    • 2004
  • We demonstrate a $2.1\;{\times}\;1.0\;{\times}\;0.1cm^3$ sized compact transmitter using LTCC System-in-Package (SiP) technology for 60GHz-band wireless communication applications. For low-attenuation characteristics and resonance suppression of the SiP, we have proposed and demonstrated a coplanar double wire-bond transition and novel CPW-to-stripline transition integrating air-cavities as well as novel air-cavities embedded CPW line. The fabricated transmitter achieves an output of 13dBm at a RF frequency of 62GHz, an IF frequency of 2.4GHz, and a LO frequency of 59.6GHz. The up-conversion gain is 11dB, while the LO signal is suppressed with the image rejection mixer below -21.4dBc, and the image and spurious signals are also suppressed below -31dBc.