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바렉터 다이오드를 이용하지 않은 광대역 Push-Push 전압제어 발진기
이문규,문성모,민상보,Lee Moon-Que,Moon Seong-Mo,Min Sangbo 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.4
본 논문에서는 저가형 구조에 이용 가능한 X-band 대역의 push-push형 VCO를 제안하였다. 제작된 push-push형 발진기는 부가적인 바렉터 다이오드를 사용하지 않고, 컬렉터 바이어스를 가변하여 X-band에서 넓은 주파수 가변을 얻었다. 측정 결과 컬렉터 바이어스 전압을 $4\~9V$ 가변하였을 때 $10.9\cal{GHz}\~11.8\cal{GHz}$의 $900\cal{MHz}$의 주파수 가변, $-30\;\cal{dBc}$ 이하의 우수한 $f_0$ 억압 특성, $-115\;\cal{dBc/Hz}\;@\;1\;\cal{MHz}$의 위상 잡음 특성을 가졌다. An X-band push-push VCO for low cost applications is proposed. The designed push-push oscillator achieves a wide tuning range in the X-band by the collector bias tuning instead of extra varactor diodes. The measurement shows a wide tuning bandwidth of $900\;\cal{MHz}\;from\;10.9\;\cal{GHz}\;to\;11.8\;\cal{GHz}$ with a drain bias voltage varying from 4 to 9 V, excellent fudamental suppression of $-30\;\cal{dBc}$ and good phase noise of $-115\;\cal{dBc/Hz}\;@\;1\;\cal{MHz}$ offset.
소스 궤환 저항을 이용한 직교 신호 발생 CMOS 전압제어 발진기 설계
문성모,이문규,김병성,Moon Seong-Mo,Lee Moon-Que,Kim Byung-Sung 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.12
본 논문에서는 직교신호를 발생할 수 있는 새로운 구조의 전압제어 발진기를 설계 제작하였다. 정확한 직교 신호 특성과 낮은 위상잡음 특성을 동시에 얻기 위하여 결합 증폭기의 source단자에 저항 궤환을 이용하여 차동 발진기를 결합시켰다. 발진기는 0.18 um 표준 CMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 제작한 발질기의 위상잡음 특성은 -120 dBc/Hz @ 1 MHz 0$\~$1.8 V 전압을 가변하였을 때, 2.34 GHz$\~$2.55 GHz의 210 MHz 주파수 가변을 얻었다. 또한 낮은 IF 주파수 혼합기와 결합하여 측정한 결과 직교신호의 위상 오차는 0.5도, 진폭 오차는 0.2 dB 이하를 보였다. 바이어스 전류는 1.8 V 공급전압에 대해 전압제어발진기의 Core 부분 5 mA를 포함하여 전체적으로는 19 mA를 요구한다. A new schematic of quadrature voltage controlled oscillator(QVCO) is designed and fabricated. To obtain quadrature characteristic and low phase noise simultaneously, two differential VCOs are forced to un in quadrature mode by using coupling amplifier with a source degeneration resistor, which is optimized to obtain quadrature accuracy with minimum phase noise degradation. The designed QVCO was fabricated in standard CMOS technology. The measured performance showed the phase noise of below -120 dBc/Hz at 1 MHEz frequency offset, tuning bandwidth of 210 MHz from 2.34 GHz to 2.55 GHz with a tuning voltage varying form 0 to 1.8 V Quadrature error of 0.5 degree and amplitude error of 0.2 dB was measured with conjunction with low-lF mixer. The fabricated QVCO requires 19 mA including 5 mA in the VCO core part fiom a 1.8 V supply.
BPSK 복조를 위한 K-Band CMOS Four-Port 직접 변환 수신기 설계
문성모(Seong-Mo Moon),박동훈(Donghoon Park),유종원(Jong-Won Yu),이문규(Moon-Que Lee) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.2
본 논문에서는 K-band 응용을 위한 0.18 ㎛ CMOS 공정을 기반으로 한 새로운 방색의 four-port BPSK 직접 변환 수신기를 제안하고 검증한다. 제안한 직접 변환 수신기는 두 개의 능동 결합기, 집중 소자 LC 발룬, 두 개의 전력 검출기, 그리고 아날로그 디코더로 구성되어 있다. 설계된 직접 변환 수신기는 K-bnad 반송파 주파수의 데이터율 40 Mbps까지의 BPSK 변조 신호를 성공적으로 복조하였다. In this paper, we propose and demonstrate a new four-port BPSK direct conversion receiver based on 0.18 ㎛ CMOS technology for K-band applications. The proposed direct conversion receiver is composed of two active combiners, an lumped LC balun, two power detectors and an analog decode. The designed direct conversion receiver is successfully demodulated BPSK signal with 40 Mbps in the K-band.
CMOS 기반 BPSK 수신기와 반사형 위상 천이기를 이용한 QPSK 복조기 설계
문성모(Seong-Mo Moon),박동훈(Donghoon Park),유종원(Jong-Won Yu),이문규(Moon-Que Lee) 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.8
본 논문에서는 일반적인 six-port 수신기의 한 구성 성분인 BPSK 수신기와 반사형 위상 천이기를 이용하여 QPSK 신호를 복조하는 방법을 제안, 검증하고자 한다. 기존의 일반적인 곱셈 혼합 방식이나 덧셈 혼합 방식의 I/Q 복조기는 혼합기부터 parallel-to-serial 변환기까지 I/Q 경로가 분리되어 있다. 본 논문에서는 I/Q baseband 신호경로의 분리가 없는 새로운 I/Q 복조기를 제안한다. 이는 일반적인 수신기에 비하여 baseband 경로의 회로 크기와 전력 소모를 반으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 데이터 복조 후 parallel-to-serial 변환기가 사용될 필요가 없다. 설계된 복조기 모듈은 L-band 반송파 주파수의 데이터 율 20 Mbps까지의 QPSK 변조 신호를 성공적으로 복조하였다. We propose and demonstrate an I/Q demodulator using four-port BPSK demodulator base on additive mixing and reflection-type phase shifter using hybrid technique. Previously, the conventional I/Q demodulator base on multiplicative or additive mixing method divides I/Q signal path from mixer to parallel-to-serial converter. In this paper, we propose new I/Q demodulator without dividing I/Q baseband signal path. The proposed schematic requires half size in implementation and half power consumption in baseband path compared with the conventional receiver. Also, the proposed receiver eliminates parallel-to-serial converter after data decoding. The proposed circuit has been successfully demodulated a QPSK signal with the L-band carrier frequency and 20 Mbps data rate.
Software Defined Radio를 위한 I/Q 부정합 보정 기능을 갖는 이중 대역 Six-Port 직접변환 수신기
문성모(Seong-Mo Moon),박동훈(Donghoon Park),유종원(Jong-Won Yu),이문규(Moon-Que Lee) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.6
본 논문에서는 software defined radio(SDR) 기반의 고속의 다중 모드, 다중 대역을 위한 새로운 six-port 직접변환 수신기를 제안한다. 설계한 수신기는 2개의 CMOS four-port BPSK 수신기와 직교 LO 신호 발생을 위한 이중 대역 1단 polyphase 필터로 구성되어 있다. 0.18 ㎛ CMOS 공정을 이용하여 마이크로파 대역에서 처음으로 개발한 four-port 수신기는 두 개의 능동 결합기, 능동 발룬, 두 개의 전력 검출기 및 아날로그 디코더로 구현되어 있다. 제안한 polyphase 필터는 type-I 구조를 선택하였으며, LO 신호의 전력 손실을 줄이기 위하여 1단으로 구현 하였고, 커패시터를 사용하는 것 대신하여 LC 공진구조를 적용하여 이중 대역 동작을 구현하였다. 제안한 sixport 수신기의 RF 가용범위를 확장하기 위하여, six-port junction과 전력 검출기에 I/Q 위상 및 크기를 보정하는 회로를 추가하였다. 제안한 회로에서 위상과 크기 부정합의 보정 범위는 각각 8도와 14 dB이다. 제작한 six-port 수신기는 이중 대역인 900 MHz와 2.4 ㎓ 대역에서 M-QAM, M-PSK의 40 Msps의 변조 신호를 성공적으로 복조하였다. In this paper, a new six-port direct conversion receiver for high-speed multi-band multi-mode wireless communication system such as software defined radio(SDR) is proposed. The designed receiver is composed of two CMOS four-port BPSK receivers and a dual-band one-stage polyphase filter for quadrature LO signal generation. The four-port BPSK receiver, implemented in 0.18 ㎛ CMOS technology for the first time in microwave-band, is composed of two active combiners, an active balun, two power detector, and an analog decoder. The proposed polyphase filter adopt type-I architecture, one-stage for reduction of the local oscillator power loss, and LC resonance structure instead of using capacitor for dual-band operation. In order to extent the operation RF bandwidth of the proposed six-port receiver, we include I/Q phase and amplitude calibration scheme in the six-port junction and the power detector. The calibration range of the phase and amplitude mismatch in the proposed calibration scheme is 8 degree and 14 ㏈, respectively. The validity of the designed six-port receiver is successfully demonstrated by modulating M-QAM, and M-PSK signal with 40 Msps in the two-band of 900 ㎒ and 2.4 ㎓.