PLL을이용한X-band용주파수합성기의설계및제작

Abstract

논문 요약

PLL을 이용한 X-band용 주파수 합성기의 설계 및 제작

정보전자공학과 노 성선

본 논문에서는 물체감지센서용으로 분배된 10.500~10.550㎓ 대역의 신호를 얻기 위하여 위상고정루프(Phase Locked Loop), 저역 통과 여파기 (Low Pass Filter)주파수 체배기(Frequency Multiplier)를 적용하여 X-band용 신호를 생성하기 위한 회로를 구성하였다. 일반적으로 마이크로파 및 밀리미터파 통신 시스템에서 사용하는 신호원은 높은 안정도와 저잡음 신호원을 요구하기 때문에 저주파 신호를 체배하여 사용한다. 따라서 본 논문에서도 주파수 체배기 입력은 중심주파수가 1.356GHz인 PLL을 이용하고, 차단주파수가 1.50GHz인 Elliptic 형태의 저역 통과 여파기를 사용하여, 고조파등을 제거한 후 주파수 체배기의 입력으로 인가하였다. 주파수 체배기에 사용한 회로는 논문의 신뢰성 및 추후 상용화 제품에 적용하여, Discrete형태를 사용하지 않고, MMIC로 판매되고 있는 Hittite사의 HMC444LPE(8f1)를 사용하여 10~10.56GHz의 최종 출력 신호를 확인하였다. 주파수 안정도, 온도변화율 및 위상잡음 특성을 확보하기 위하여 주파수 정밀도가 ±2.5ppm인 온도 보상형 수정발진기(Temperature Compensated Crystal Oscillator)를 적용하였다. Elliptic 형태의 저역 통과 여파기 시뮬레이션은 Eagleware사의 Genesys를 이용하였으며, 제작한 회로의 측정 결과는 PLL 출력 -0.36dBm, 대역통과여파기 삽입손실 -1.5dB을 감안한 주파수 체배기의 입력은 -1.86dBm이며, 주파수 체배기를 통과한 최종신호 전력은 +1.87dBm임을 확인하였다. Phase Noise는 입력 주파수인 1.317GHz에서 -100.22dBc@10KHz의 특성을 보였으며, 최종 출력 주파수인 10.536GHz에서는 -83.26dBc @10KHz의 특성을 나타내었다.