CMOS 공정 기반의 X-대역 위상 배열 시스템용 다기능 집적 회로 설계

구본현; 홍성철

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자료유형: 학술저널

저자정보: 구본현 홍성철

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지-TC 電子工學會論文誌第46卷 TC編第12號

발행연도: 2009.12

수록면: 6 - 13 (8page)

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X-대역의 위상 배열 시스템에 응용 가능한 전력 증폭기, 6-bit 위상 변위기, 6-bit 디지털 감쇠기 및 SPDT 송수신 스위치를 각각 설계 및 측정하였다. 모든 회로는 CM°S 0.18 um 공정을 사용하여 구현되었다. 전력 증폭기는 2-단 차동 및 casc°de 구조를 가지며, 20 ㏈m 의 P1㏈, 19 %의 PAE 의 성능을 8-11 ㎓ 주파수 대역에서 보였다. 6-bit 위상 변위기는 Embedded switched filter 구조를 가지며, 스위치용 nM°S 트랜지스터 및 마이크로스트립 선로로 인덕턴스를 구현하였다, 360° 위상 제어가 가능하며 위상 해상도는 5.6° 이다. 8-11 ㎓ 주파수 대역에서 RMS phase 및 amplitude 오차는 5° 및 0.8 ㏈ 이하이며, 삽입손실은 약 ?15.7 ± 1,1 ㏈ 이다. 6-bit 디지털 감쇠기는 저항 네트워크와 스위치가 결합된 Embedded switched Pi-및 T-구조이며, 위상 배열 시스템에서 요구하는 낮은 통과 위상 변동 특성을 가지는 구조가 적용되었다. 최대 감쇠는 31.5 ㏈ 이며 진폭 해상도는 0.5 ㏈ 이다. 8-11 ㎓ 주파수 대역에서 RMS amplitude 및 phase 오차는 0.4 ㏈ 및 2° 이하이며, 삽입손실은 약 ?10.5 ± 0.8 ㏈ 이다. SPDT 송수신 스위치는 series 및 shunt nM°S 트랜지스터의 쌍으로 구성되었으며 회로의 면적을 최소화하기 위해 1개의 수동 인덕터만으로 SPDT 기능을 구현하였다. 삽입손실은 약 ?1.5 ㏈, 반사손실은 ?15 ㏈ 이하이며, 송수신 격리 특성은 -30 ㏈ 이하이다. 각각의 칩 면적은 1.28 ㎟, 1.9㎟, 0.34 ㎟, 0.02㎟ 이다.

#phased array #CMOS #power amplifier #phase shifter #digital attenuator

참고문헌 (12)

참고문헌 신청

1. [학술대회논문] - N. Billström / 2004 / T/R core chips for S-, C- and X-band radar system / European Microwave Conference Proceedings : 1029 ~ 1032

2. [학술대회논문] - F.E. van Vliet / 2002 / Highly-Integrated X-band Multi-function MMIC with Integrated LNA and Driver Amplifier / GaAs Symp. Dig.

3. [학술대회논문] - A. de Boer / 2000 / GaAs Mixed Signal Multi-function X-band MMIC with 7-bit Phase and Amplitude Control and integrated Serial to parallel Converter / GaAs 2000 Symposium Digest : 476 ~ 479

4. [학술대회논문] - M. van Heijningen / 2006 / Multi Function and High Power Amplifier Chipset for X-Band Phased Array Frontends / European Microwave Integrated Circuits Comference : 237 ~ 240

5. [학술지(정기간행물)] - Jonathan P. Comeau / 2008 / A Silicon-Germanium Receiver for X-Band Transmit/Receive Radar Modules / IEEE Journal of Solid State Circuits 42 (9)

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