바이어스 동조를 이용한 위상 고정 유전체 공진 발진기에 관한 연구

A Study on the Phase-looked Dielectric Resonator Oscillator using Bias Tuning

본 논문에서는 PLL(Phase Locked Loop)의 궤환 성질을 이용한 Ku-band ($10.95\sim11.70Hz$)용 위상고정 유전체공진 발진기를 설계 및 제작하였다. 유전체 공진 발진기에 인가되는 바이어스 중 게이트 바이어스의 변화에 대한 중심 주파수의 변화를 이용하여 전압제어 주파수 변화부를 제거하였고 위상 s비교를 위해서는 샘플링 위상 비교기를 이용하였다. 위상고정 유전체 공진 발신기는 X-band 주파수 대역의 유전체 공진 발진기 신호를 샘플링 위상 비교기에 인가하여 VHF대역의 기준 신호에 위상고정 시켜 높은 주파수 안정도를 얻는 것으로 유럽형 FSS(Fixed Satellite Service)를 위한 10.00GHz로 구현하였다. 측정 결과 본 논문의 위상고정 유전체 공진 발진기는 유전체 공진 발진기보다 높은 주파수 안정도를 보였으며, 10.00GHz 에서 출력전력 8.67dBm과 2차 고조파는 -42dBc이하이었고, carrier로 보터 10kHz 벗어난 점에서 -81 dBc/Hz 이하의 위상 잡음을 얻었다.

We implemented a PLDRO(Phase Locked Dielectric Resonator Oscillator) using the concept of the feedback property of PLL(Phase Locked Loop) for Ku-band(10.95-11.70 GHz). The conventional approaches to a PLDRO design use varactor diode tuning method.. But in theis paper, the PLDRO has the advantage of the frequency sensitivity to changes in the supple voltage of the oscillating device without the frequency-variable part by varactor diode voltage-control. and uses a SPD(Sampling Phase Detector) for phase-comparision. The PLDRO is composed of the DRO phase-locked to the reference signal of UHF band by using a SPD for high frequency stability and can be available for European FSS(Fixed Satellite Service) at 10.00GHz. The PLDRO generates the output power of 8.67 dBm at 10.00 GHz and has a phase noise of -81 dBc/Hz at 10 kHz offset from carrier. The hamonic and spurious characteristics have -42.33 dBc and -65dBc respectively. This PLDRO has much better frequency stability, lower phase noise, and more economical effect for a satellite system than conventional DRO.