طراحی و ساخت نوسانساز کم نویز با استفاده از ساختار مشدد دی الکتریک فعال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

 در این مقاله، تئوری طراحی یک نوسانساز با مشدد دی الکتریک فعال در فرکانس GHz8 با ساختاری جدید نشان داده شده است. این ساختار تکیه بر کاهش نویز فاز به وسیله تنها یک عنصر فعال دارد در حالی که در ساختارهای پیشنهادی قبلی از دو عنصر فعال استفاده می شده است. ساختار پیشنهاد شده از یک فیدبک اضافی بین تقویت کننده و مشدد به منظور افزایش ضریب کیفیت بهره می برد. نتایج اندازه گیری نشان می دهد که نویز فاز به مقدار dBc/Hz 145- در آفست kHz 100 کاهش پیدا کرده که بیانگر dB12 بهبود در مقایسه با نوسانساز با مشدد دی الکتریک غیر فعال می باشد.  هم چنین، در مقایسه با نوسانسازهایی با مشددهای فعال معمول، منبع نویز تقویت کننده دوم که موجب نوسان های ناخواسته می شود، حذف گردیده و هم چنین سایز و توان مصرفی کاهش یافته است. این ساختار دارای پائین ترین مقدار نویز فاز در مقایسه با نوسانساز با مشددهای دی الکتریک دیگر می باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Z. Li, Y. Liu, and J. Bao, “A phase noise reduction method in microwave oscillator using a high‐ Q transmission line loaded with active SIW resonator”, Microw. Opt. Technol. Lett., vol.58, no.1, Nov. 2015.
[2] M.Takbiri, A. Bijari, S.M.Razavi, “CMOS differential low noise amplifier with low power level and high power for ultra-band frequency application,” Journal of Applied electromagnetics, vol.4, pp.47-56, 2016(In Persian).
[3] L. K. Hady, A. A. Kishk, and D. Kajfez, “Dielectric resonator antenna in a polarization filtering cavity for dual
function applications,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol. 56, no. 12, pp. 3079-3085, Dec. 2008.
[4] J.K. Plourde and C.L. Ren, “Application of Dielectric Resonators in Microwave Components”, IEEE Trans.
Microw. Theory Techn., vol.29, no.8, pp. 754–769, Aug.1981.
[5] S. J. Fiedziuszko and S. Holme, “Dielectric resonators raise your high-Q,” IEEE Microw. Mag., vol. 2, no. 3, Sep. 2001.
[6] D. Kajfez and P.Guillon, Dielectric Resonators. Norwood, MA: Artech House, 1986.
[7] S.B. Cohn, “Microwave bandpass filters containing high-Q dielectric resonators”, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.16, no.4, pp. 218–227, Apr.1968.
[8] C.Y. Chang and T. Itoh, “Microwave active filters based on coupled negative resistance method,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol. 38, pp. 1879–1884, Dec. 1990.
[9] H. Du, X. Yu, H. Zhang, and P Chen, “A method to improve phase noise of oscillator based on triangular SIW resonators”, Microw. Opt. Technol. Lett., vol.60, no.5, May. 2018.
[10] M. Nick and A. Mortazawi, “Low phase-noise planar oscillators based on low-noise active resonators,” IEEE
Trans. Microw. Theory Techn., vol. 58, no. 5, pp. 1133-1139, May. 2010.
[11] M. Nick, “New Q-Enhanced Planar Resonators for Low Phase-Noise Radio Frequency Oscillators,” Ph.D.
dissertation, Dept. Electrical Eng., Michigan Univ., Ann Arbor, MI, 2011.
[12] J. Choi, M. Nick, and A. Mortazawi, “Low phase noise planar oscillators employing elliptic response bandpass filters,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.57, no.8, pp. 1959–1965, 2009.
[13] J. Lee, Y.T. Lee, and S. Nam, “A phase noise reduction technique in microwave oscillator using high-Q active filter,” IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol.12, no.11, pp. 426–428, 2002.
[14] B. Madrangeas, B. Jarry, P. Guillon, J. Larroque, B. Theron, and D. Parise, “Three-pole dielectric resonator microwave bandpass active filter,” IEE Proc H, Microw. Antennas Propag., vol. 139, no.2, pp. 205–207, Apr. 1992.
[15] J. Lee, Y.T. Lee, and S. Nam, “High-Q active resonator using amplifiers and their applications to low phase-noise free-running and voltage-controlled oscillators,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.52, no.11, pp. 2621–2626, 2004.
[16] Z. Chen, W. Hong, J. X. Chen, J. Zhou, and L. Sheng Li, “Low phase noise oscillator utilizing high-Q active resonator based on substrate integrated waveguide technique,” IET Microw. Antennas Propag., vol.8, no.3, pp.137-144, 2014.
[17] D. B. Leeson, “A simple model of feedback oscillator noise spectrum”, Proc. IEEE, vol.54, no.2, pp. 329-330, Feb. 1966.
[18] A. Khanna and Y. Garault, “Determination of loaded, unloaded, and external quality factors of a dielectric resonator coupled to a microstrip line”, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol.31, no. 3, pp. 261–264, 1983.
[19] R. Soares, J. Graffeuil, and J. Obregon, Applications of GaAs MESFETs. Artech House, Norwood, MA, 1983.
[20] Z.Soltani, S. Asadi, E. Mehrshahi, “Single Transistor Low Phase Noise Active Dielectric Resonator Oscillator,” INT J MICROW WIREL T., Aug.2019.
[21] D. M. Pozar, Microwave engineering. USA, NY, New York: Wiley, 2012.
[22] M. Tiebout, “Low-power low phase noise differentially tuned quadrature VCO design in standard CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 36, no. 7, pp. 1018- 1024, Jul. 2001.
[23] P. Vryonides, S. Nikolaou, and H. Haralambous, “24 GHz low phase noise HBT dielectric resonator oscillator,” IEEE 11th annual Wireless and Microwave Technology Conference, pp. 1-4, Apr. 2010.
[24] C. Perez, D. Floriot, P. Maurin, P. Bouquet, P. M. Guitierrez, J. Obregon, and S. A. Delage, “Extremely low noise InGaP/GaAs HBT oscillator at C-band,” IEE Electron Lett., vol. 34, no. 8, pp. 813-814, Apr. 1998.
[25] M. Q. Lee, K. K Ryu, and I. B Yom, “Phase noise reduction of microwave HEMT oscillators using a dielectric resonator coupled by a high impedance inverter,” ETRI Journal, vol. 23, no. 4, Dec. 2001.
[26] N. M Mahyuddin and N. L. A. Latif, “A 10 GHz low phase noise Split-Ring resonator oscillator,” International Journal of Information and Electronics Engineering, vol. 3, no. 6, pp. 584-589 Nov. 2013.