Single Balanced passive Mixer Design

소개글

본 과제에서는 Down conversion 용 2.6GHz에서 동작하는 단일 평형 혼합기를 제작 하여 측정하였다. lO 주파수 2.4GHz , RF 주파수 2.6GHz, 그리고 IF 주파수 200MHz에서 변환손실(typical conversion loss)이 -16.54 dBm, 1-dB compression point가 -6 dBm 그리고 LO/RF 격리도 15 dB 이상, LO/IF 격리도 26dB 이상의 결과를 구하였다. 90도 hybrid branch line coupler를 사용할 경우 “입력단의 정합특성은 우수 하지만 RF/LO의 Isolation 특성은 나쁘다“ 점을 확인하였다.

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 회 로 설 계
1. Branch Line coupler design
2 . Lowpass filter design
3. output part matching
Ⅲ. 실험 및 측정 결과
참 고 문 헌

본문내용

주파수 혼합기는 어떤 전기적인 신호의 주파수를 변환 하는 장치로서, LO(Local oscilator) 신호와 RF(Radio Frequency) 신호를 입력으로 받아서, 이 두신호 주파수의 합 또는 차를 주파수로 갖는 IF(intermediate frequency) 신호를 출력으로 내어 보내는 회로이다. 주파수 혼합은 비선형 소자에 의하여 이루어지며, 비선형 소자는 RF 신호에 비하여 상대적으로 크기가 훨씬 큰 DC 바이어스 전압과 LO 신호에 의하여 비선형 조건이 결정된다. 다이오드 또는 FET 등이 비선현 소자로 사용될 수 있다.
혼합기에서는 다이오드의 회로 구성 방법에 따라서, 각기 다른 특성의 고조파 상쇠가 이루어지기 때문에, 이 고조파 상쇄에 관한 성질은 혼합기의 종류를 분류하는 기준이 된다.[1] 본 과제에서는 한 개의 다이오드를 사용한 Sinlgle- Balanced Mixer (SBM)의 기본 구조는 한 개의 다이오드와 RF 신호를 이 다이오드에 균일하게 분해시키는 3dB 방향성 결합기 (Directional coupler), 임피던스 정합회로, 그리고 IF신호를 선택하는 저역 통과 여파기(LPF)로 구성되며, 그림 1에서 그 구성도를 보였다. 본 과제에서는 180도 하이브리드 결합기를 채택하였다. 이 경우 LO와 RF 신호가 정현파(sinusoidal wave)이며 다이오드 특성이 이상적이라고 가정하면, 결합기의 ∑-port에 인가되는 RF 또는 LO 신호의 우수(even) 고조파가 IF 회로에서 상쇄된다.[3]

일반적인 평형혼합기의 특성은 다이오드의 방향, RF/LO 신호의 위상차에 의해 spurious 응답 및 LO 작음의 제거, LO/RF isolation, VSWR 특성이 좋다. 다이오드 컨덕턴스 g(t)에 대해 다이오드 D1, D2에 걸린 전압 가 동상이면 IF가 동사이면 IF출력이 있고 LO의 AM잡음은 g(t)에 대해 이상이 되어 IF단자에서 상쇄된다. 90도 Hybrid branch line을 사용한 평형 혼합기의 경우 입력 VSWR은 양호하지만 RF/LO isolation은 좋은 편은 아니다. 반면 180도 hybrid 평형혼합기는 RF/LO isolation 은 좋고 입력 VSWR이 좋지 않다.

참고 자료

[1] B. Henderson, "Mixer design considerations improve permance," MSN, PP. 103-118, Oct, 1981.
[2] www. RFDH. com
[3] S. A. Mass, Microwave Mixers, Artech house, 1986
[4] 전중창, “초고주파 단일 평형 다이오드 주파수 단일 평형 다이오드 주파수혼합기의 구현.” 포항공과대학 석사논문, 1991
[5] David M. porar " Microwave and RF Design of wireless systems"