A Study on the Design and Implementation of the Oscillator Using a Miniaturized Hairpin Ring Resonator

소형화된 헤어핀 링 공진기를 이용한 발진기 설계 및 제작에 관한 연구

In this paper, an S-band oscillator of the low phase noise property using miniaturized microstrip hairpin shaped ring resonator has been designed and implemented. The TACONIC's RF-35 substrate has a dielectric constant ${\varepsilon}_r$=3.5 a thickness h=20mil a copper thickness t=17 um and loss tangent $tan{\delta}$=0.0025. The designed and implemented 2.45 GHz oscillator shows low phase performance of -100.5 dBc/Hz a 100kHz offset. Output power 20.9 dBm at center frequency 2.45 GHz and harmonic suppression -32 dBc. The circuit was implemented with hybrid technique. But can be fully compatible with the RFIC's, MIC and MMIC due to its entirely planar structure.

본 논문에서는 마이크로스트립 헤어핀 형태의 링 공진기를 이용하여 저위상 잡음을 개선한 소형화된 S 대역에 사용가능한 발진기를 설계 및 제작하였다. 기판은 고조파 특성이 우수한 유전율 ${\varepsilon}_r$=3.5 기판두께 h=20mil 금속두께 t=17um 손실 탄젠트 $tan{\delta}$=0.0025 인 TACONIC사의 RF-35를 사용하였다. 측정된 결과 발진 주파수는 2.45 GHz에서 출력전력은 20.9 dBm으로서 기존의 발진기에 비하여 상당히 높은 출력을 얻었고, 위상 잡음 특성은 100 kHz offset에서 -100.5 dBc/Hz 로서 기존의 발진기 성능과 비교하면 우수한 특성이 있음을 확인할 수 있었고, 고조파 억압 특성은 32 dBc 이상으로서 우수한 특성을 갖는 발진기임을 보여주었다. 본 논문에서 제안된 발진기의 형태를 이용하여 RFIC, MIC, MMIC 형태로 제작한다면 발진기를 소형화할 수 있을 것이며, 이 제작된 발진기는 S-밴드의 주파수원으로 이용 가능할 수 있을 것으로 사료된다.