대한전자공학회논문지TC (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기

Low Phase Noise VCO using Output Matching Network Based on Harmonic Control Circuit

  • 최재원 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 서철헌 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Choi, Jae-Won (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University) ;
  • Seo, Chul-Hun (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University)
  • 발행 : 2008.02.25
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초록

본 논문에서는 위상 잡음 특성을 개선하기 위하여 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용한 전압 제어 발진기를 제안하였다. 위상 잡음은 2차, 3차 고조파 모두에서 단락 임피던스를 갖는 고조파 조절 회로를 통하여 억제되었으며, 출력 정합 회로에 연결되었다. 또한 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성을 더욱 더 개선하기 위하여 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR를 이용하였다. 위상 잡음 특성 개선을 위하여 높은 Q값을 갖는 공진기 대신에 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로를 이용하였기 때문에 낮은 Q값을 갖는 공진기를 통하여 넓은 주파수 조절 범위를 얻을 수 있다. 고조파 조절 회로를 기반으로 한 출력 정합 회로와 마이크로스트립 사각 개방 루프 다중 SRR를 이용한 제안된 전압 제업 발진기의 위상 잡음 특성은 주파수 조절 범위, $5.744{\sim}5.839$ GHz에서 $-127.5{\sim}-126.33$ dBc/Hz @ 100 kHz이다. 고조파 조절 회로가 없는 출력 정합 회로와 마이크로스트립 선로 공진기를 이용한 전압 제어 발진기와 비교했을 경우, 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성은 26.66 dB 개선되었다.

In this paper, a novel voltage-controlled oscillator(VCO) using the output matching network based on the harmonic control circuit is presented for improving the phase noise property. The phase noise suppression is achieved through the harmonic control circuit having the short impedances for both second-harmonic and third-harmonic components, which has been connected at the output matching network. Also, we have used the microstrip square open loop multiple split-ring resonator(OLMSRR) having the high-Q property to further reduce the phase noise of VCO. Because the output matching network based on the harmonic control circuit has been used for reducing the phase noise property instead of the High-Q resonator, we can obtain the broad tuning range by the low-Q resonator. The phase noise of the proposed VCO using the output matching network based on the harmonic control circuit and the microstrip square OLMSRR has been $-127.5{\sim}126.33$ dBc/Hz @ 100 kHz in the tuning range, $5.744{\sim}5.839$ GHz. Compared with the reference VCO using the output matching network without the harmonic control circuit and the microstrip line resonator, the phase noise property of the proposed VCO has been improved in 26.66 dB.

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