Design for Frequency Tripler Using Novel Bandpass Filter with Low Insertion Loss

낮은 삽입손실을 갖는 새로운 대역통과 필터를 이용한 주파수 3체배기 설계

  • 민준기 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실) ;
  • 조승용 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실) ;
  • 김현진 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실) ;
  • 김용환 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실) ;
  • 이경학 (광운대학교 전자통신공학과) ;
  • 김대희 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실) ;
  • 윤호석 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실) ;
  • 홍의석 (광운대학교 전파공학과 초고주파 연구실)
  • Published : 2006.10.31

Abstract

This paper proposes a novel BPF structure with less insertion loss and small size instead of the existing coupled line BPF for the output of the tripler using APDP (Anti-Parallel Diode Pair). This proposed BPF consists of the interdigital capacitor and spiral open stub. The proposed BPF has the insertion loss of less than 0.7dB within the band $(16.41{\sim}19.23GHz)$. The conversion loss of the tripler is about $16.6{\sim}18.5dB$ $(flatness<{\pm}1dB)$ at $5.72{\sim}6.28GHz$ of fundamental frequency. Its fundamental frequency and the fifth harmonic suppression characteristic at 6GHz are -32.16dBc and -44.6dBc, respectively And its phase noise attenuation characteristic is about 9.5dB at 100kHz.

본 논문은 APDP(Anti-Parallel Diode Pair)를 이용한 3체배기로서 출력단에 기존의 Coupled line BPF가 아닌 낮은 삽입손실과 작은 회로사이즈를 갖는 새로운 구조의 BPF를 제안하였다. 이 제안된 구조의 BPF는 인터디지털 캐패시터와 나선형 개방 스터브로 구성되어 있다. 제안된 BPF만의 삽입손실은 대역$(16.41{\sim}19.23GHz)$내에서 0.7dB이하의 특성을 나타내었다. 3체배기의 변환손실은 기본주파수 $5.72{\sim}6.28GHz$에서 약$16.6{\sim}18.5dB$(평탄도 ${\pm}1dB$)의 특성을 얻었으며 6GHz에서 기본주파수와 5차 고조파 억압특성은 각각 -32.16dBc와 -44.6dBc의 특성을 보였으며, 위상잡음 감쇠특성은 약 9.5dB@100kHz의 특성을 나타내었다.

Keywords

References

  1. S. A. Maas, Nonlinear Microwave Circuits, Artech House, 1988
  2. J. E. Johnson, G. R. Branner, J. P. Mirna, 'Design and optimization of large conversion gain active microwave frequency triplers', IEEE Trans. Microwave Wireless Com. Lett., vol.15, No.7, pp.457 -459, July 2005 https://doi.org/10.1109/LMWC.2005.851559
  3. S. S. Liao, H. Chen, P. T. Sun, C. Y. Lai, H. Y.Liao, Y. C. Chang, 'Novel design for small-size coplanar waveguide frequency tripler,' IEEE Trans. Microwave Wireless Com. Lett., vol.13, No.12, pp.529 -531, Dec. 2003 https://doi.org/10.1109/LMWC.2003.819381
  4. M. Cohn, J. E. Degenford, and B. A. Newman, 'Harmonic Mixing with an Antiparallel Diode Pair', IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, vol. 23, pp.667 -673, Aug. 1975 https://doi.org/10.1109/TMTT.1975.1128646
  5. 민준기, 김현진, 김용환, 유형수, 윤호석, 이근태, 홍의석, 'Sub-harmonic 혼합기를 이용한 점대점 시스템용 하향 변환기에 관한 연구', 한국통신학회논문지, Vol. 30 No. 10A pp.958-964, 2005
  6. R. Esfandiari, D. W. Maki, and M. Siracusa, 'Design of interdigitated capacitors and their application to GaAs monolithic filters', IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, vol. 31, pp.57-64, Jan. 1983 https://doi.org/10.1109/TMTT.1983.1131429
  7. G. D. Alley,'Interdigital capacitors and their application to lumped element microwave circuit', IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, vol. 18, pp.1028-1033, Dec. 1970 https://doi.org/10.1109/TMTT.1970.1127407