SiGe HBT 기반 22–30 GHz 위상 천이기를 위한 주파수 조정 가능한 광대역 I/Q 신호 생성기 설계
Design of Tunable Broadband I/Q Signal Generator for a 22-30 GHz Phase Shifter Based on SiGe HBT Process
- 주제(키워드) I/Q 신호 생성기 , 위상 천이기
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 주인찬
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 지능형반도체공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035022
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 저궤도 위성통신 송/수신기에 적합한 초저 위상 및 낮은 이득 오차 특성을 갖는 5비트 K/Ka 대역 주파수 조정 가능한 능동 벡터 변조기 방식 위상 천이기(Active Vector Modulator Phase Shifter, AVMPS)를 제안한다. 광대역 동작을 위해 PIN 다이오드를 조정 소자로 활용한 2단 루프형 차동 쿼드 러처 하이브리드(Tunable Two-section lumped model differential Quadrature Hybrid, TTQH)를 설계하였다. 이는 역전압에 따른 PIN 다이오드의 커패시턴스 변화 특성을 활용해 반사파를 제어함으로써 22-30 GHz의 넓은 주파수 대역에서 89.0±1.2°의 위상 차이와 우 수한 I/Q 신호의 진폭 균형을 유지했다. 제안된 회로는 0.13-μm SiGe HBT BiCMOS 공정을 이용해 구현되었으며 11.25°의 위상 해상도 단위로 360° 전 범위의 위상 천이를 지원한다. 별도의 디 지털 단의 보정 과정 없이 22-30 GHz 전 대역에서 제곱평균제곱근(Root Mean Square, RMS) 기준 이득 오차는 0.65 dB 미만, 위상 오차는 1.7° 미만으로 측 정되었으며 안정적인 동작을 입증하였다. 이러한 특성은 초저 RMS 위상 오차 및 이득 오차를 만족하며 22-30 GHz 주파 수 대역의 다중 채널 저궤도 위성시스템과 정확한 빔 형성이 요구되는 위성통신 시스템에 매력적인 위상 천이기로 실용 가능성을 제공한다.
more목차
1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 기존 위상 천이기 연구의 한계 및 제안한 연구 5
2. 22-30 GHz 대역 SiGe HBT 주파수 조정 가능한 능동 벡터 변조기설계 10
2.1 Lumped Element 기반 QH의 진폭 균형과 위상 오차의 영향 분석 10
2.2 22-30 GHz 대역 SiGe HBT 주파수 조정 가능한 능동 벡터 변조기 회로 구성 13
2.3 조정형 Lumped Element 방식의 Quadrature Hybrid 회로 설계 14
2.4 5비트 공통 베이스 기반 SiGe HBT I/Q 가변 증폭기 설계 19
3. 22-30 GHz 대역 SiGe HBT 주파수 조정 가능한 능동 벡터 변조기 측정 25
3.1 제작된 칩 사진과 측정 환경 25
3.2 S-파라미터 측정 결과 27
3.3 제안한 구조의 문제점 및 향후 연구 방안 35
4. 결론 36
참고문헌 37
