서브하모닉 믹서를 이용한 무선통신 시스템의 설계
Design of Wireless Communication System Using Sub-Harmonic Mixer
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초록
기존의 이동통신 네트워크 시장이 4G에서 5G로 발전함에 따라 현재의 기술 추세는 고속의 데이터 전송을 요구하고 있다. 기가 비트 단위의 데이터를 전송하는 광대역 통신시스템은 앞으로 계속 발전할 전망이다. 본 논문은 쇼트키 다이오드를 이용하여 서브하모닉 수동믹서를 구현하였다. 또한, 무선통신시스템에 적용하여 서브하모닉 믹서의 설계 타당성을 증명하였다. 기가비트의 무선통신시스템은 낮은 중간주파수 대역으로 30 GHz – 300 GHz 대역의 신호를 주파수 변환할 것을 요구하고 있다. 100 GHz 이상의 높은 국부발진기 신호로 발진기를 증폭하는 일이 용이하지 않기 때문에 그 절반의 주파수로 주파수를 변환 가능하게 하는 서브하모닉 믹서에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 220 GHz 대역의 고주파 신호와 100 GHz의 국부발진기 신호를 인가하여 이 믹서가 갖는 특성을 변환 이득, 격리도, 임피던스, 잡음지수 측면에서 시뮬레이션하고 그 결과를 분석하였다. 설계된 서브하모닉 믹서는 220 – 335 GHz의 입력 주파수, 7 dBm의 국부 발진기 신호의 파워에 –7.8 dB에서 –8.3 dB의 변환 이득을 갖고, 6.278 dB의 단측파대 잡음 지수를 갖는다. 설계된 서브하모닉 믹서의 결과를 EHF (Extremely High Frequency) 무선통신시스템 시뮬레이션에 적용하여 시스템이 잘 동작함을 확인하였다.
Abstract
As the existing mobile communication network market develops from 4G to 5G, current technology trends require high-speed data transmission. Broadband communication systems that transmit data in gigabit units are expected to continue to develop in the future. In this paper, a sub-harmonic passive mixer was implemented using a schottky diode. In addition, the design feasibility of the sub-harmonic mixer was proven by applying it to a wireless communication system. Gigabit wireless communication systems require frequency conversion of signals from 30 GHz to 300 GHz band with a low IF band. Because it is not easy to amplify an oscillator with a high LO signal of 100 GHz or higher, research is being actively conducted on sub-harmonic mixers that enable frequency conversion to half that frequency. By applying a 220 GHz band RF signal and a 100 GHz LO signal, the characteristics of this mixer were simulated in terms of conversion gain, isolation, impedance, and noise figure (NF), and the results were analyzed. The designed sub-harmonic mixer has an input frequency from 220 to 335 GHz, a conversion gain of -7.8 dB to -8.3 dB at the power of the local oscillator signal of 7 dBm, and an SSB (Single Side Band) noise figure of 6.278 dB. The results of the designed sub-harmonic mixer were applied to an EHF (Extremely High Frequency) wireless communication system simulation and it was confirmed that the system operates well.
참고문헌 (15)
- J. L. Hesler, "Planar schottky diodes in submillimeter wavelength wave guide receivers", Ph. D., pp.1996
- A 78-114 GHz monolithic subharmonically pumped GaAs based HEMT diode mixer, "Y. J. Hwang", MWCL, ~ (2002)
- A W-band subharmonically pumped monolithic GaAs HEMT gate mixer, "Y. J. Hwang", MWCL, ~ (2004)
- A low-noise fixed tuned 300-360GHz subharmonic mixer using planar schottky diodes, "B. Thomas", MWCL, ~ (2005)
- A unique 520-590 GHz biased subharmonically pumped schottky mixer, "E. Schlecht", MWCL, ~ (2007)
- Terahertz : new opportunities for industry, "T. Nagatsuma", EPFL, 11~13 (2013)
- W-H. Lee, "Horn-type components based on optical devices at terahertz frequencies", 2016 Photonics West, SPIE (2016)
- C. Jastrow, "300 GHz transmission system", Electronics Letters, 44(3), pp.213~214 (2008)
- H. J. Song, "8 Gbit", s wireless data transmission at 250 GHz, 2009, pp.45(22), 1121~1122
- T. Nagatsuma, "Towards 100-Gbits", s wireless using terahertz wave, 2009, ~
- T. Nagatsuma, "Giga-bit wireless link using 300-400 GHz band", IEEE international Topical Meeting Microwave Photonics (MWP), pp.1~4 (2009)
- 구지훈, "OFDM 통신 시스템을 위한 경량 SNR 추정 알고리즘", 한국지식정보기술학회 논문지, 14(5), pp.527~534 (2019), 한국지식정보기술학회[DOI]
- 최재연, "A Design and Analysis of Dipole Antenna for wireless Communication Network", 한국지식정보기술학회 논문지, 10(2), pp.231~236 (2015), 한국지식정보기술학회
- K. Fujimoto, "Mobile antenna systems handbook" (1994), Artech House Inc.
- J. D. Kraus, "Elecromagnetics" (1973), McGrow-Hill Inc