KR100857242B1 - High Order Frequency Multiplier - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고차 주파수 체배기에 관한 것으로서, 개방, 단락 전송 선로의 길이를 반절로 감소시켜, 전체 전송 선로의 길이가 기본 주파수 신호에서 일정 길이를 갖도록 하여 원하지 않는 신호들을 변형 손실이 감소되도록 제거시키며, 전원을 개방 전송 선로를 이용한 바이어스 회로로 비선형 소자로 유도시키는 기능을 수행시키고, 기본 주파수 신호의 파장보다 감소된 길이를 가지는 개방 전송 선로와 단락 전송 선로의 합이 전원에 인가되는 부분과 연결되어 기본 주파수 신호를 제거하는 특성을 가지므로, 발진없이 안정된 동작을 유지할 수 있으며, 회로의 크기 및 제작 단가를 감소시킬 수 있고, 저손실 특성 및 적은 대역통과 여파기를 사용할 수 있는 고차 주파수 체배기를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 입력되는 기본 주파수 신호에 고조파를 형성시키는 비선형 소자; 상기 고조파 중에서 불요 신호를 감쇠시키는 제1 개방 전송 선로; 상기 개방 전송 선로의 길이와의 합이 상기 기본 주파수 신호에 따른 일정 길이를 이루며 선로를 단락시키는 단락 전송 선로; 상기 기본 주파수 신호에 따른 일정 길이를 이루어 교류적으로 단락시키는 제2 개방 전송 선로;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a higher frequency multiplier, which reduces the length of an open or shorted transmission line by half so that the length of the entire transmission line has a certain length in the fundamental frequency signal, thereby eliminating unwanted signals so that strain loss is reduced. A bias circuit using an open transmission line is used to guide a nonlinear element, and the sum of an open transmission line and a short transmission line having a length that is shorter than the wavelength of the fundamental frequency signal is connected to a portion that is applied to the power supply. It is intended to provide a high frequency multiplier that can maintain stable operation without oscillation, reduce circuit size and manufacturing cost, and use low loss characteristics and low bandpass filters. The technical configuration is based on the fundamental frequency signal Non-linear element to form the wave; A first open transmission line for attenuating unwanted signals among the harmonics; A short transmission line shorting the line with a sum of the length of the open transmission line having a predetermined length according to the fundamental frequency signal; And a second open transmission line configured to alternately short-circuit by forming a predetermined length according to the fundamental frequency signal.
주파수 체배기, 혼합기, 발진기, 고조파, 불요 신호, 바이어스, 비선형 소자 Frequency Multipliers, Mixers, Oscillators, Harmonics, Undesired Signals, Bias, Nonlinear Elements
Description
도 1은 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기의 개략적인 개념도.1 is a schematic conceptual diagram of a higher-order frequency multiplier according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기의 개략적인 회로도와 기존 주파수 체배기의 개략적인 회로도를 비교한 도.2 is a schematic circuit diagram of a higher frequency multiplier according to the present invention and a schematic circuit diagram of a conventional frequency multiplier.
도 3은 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기와 기존 주파수 체배기에서의 주파수에 따른 감쇠를 나타내는 도.Figure 3 is a diagram showing the attenuation with frequency in the higher frequency multiplier and the existing frequency multiplier according to the present invention.
<도면에 따른 도면 부호의 간단한 설명> <Simple description of reference numerals according to the drawings>
1: 고차 주파수 체배기 10: 비선형 소자1: Higher Order Frequency Multiplier 10: Nonlinear Device
20: 제1 개방 전송 선로 30: 단락 전송 선로20: first open transmission line 30: short circuit transmission line
40: 제2 개방 전송 선로 50: 전원40: second open transmission line 50: power source
본 발명은 고차 주파수 체배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개방, 단락 전송 선로의 길이를 반절로 감소시켜, 전체 전송 선로의 길이가 기본 주파수 신호에서 일정 길이를 갖도록 하여 원하지 않는 신호들을 변형 손실이 감소되도록 제거시키며, 전원을 개방 전송 선로를 이용한 바이어스 회로로 비선형 소자로 유도시키는 기능을 수행시키고, 기본 주파수 신호의 파장보다 감소된 길이를 가지는 개방 전송 선로와 단락 전송 선로의 합이 전원에 인가되는 부분과 연결되어 기본 주파수 신호를 제거하는 특성을 가지므로, 발진없이 안정된 동작을 유지할 수 있으며, 회로의 크기 및 제작 단가를 감소시킬 수 있고, 저손실 특성 및 적은 대역통과 여파기를 사용할 수 있는 고차 주파수 체배기에 관한 것이다.The present invention relates to a higher frequency multiplier, and more particularly to reducing the length of an open, shorted transmission line in half, so that the length of the entire transmission line has a constant length in the fundamental frequency signal, thereby reducing the distortion loss of unwanted signals. Removes the power, and induces the power to the nonlinear element by the bias circuit using the open transmission line, and the sum of the open transmission line and the short transmission line having the length reduced from the wavelength of the fundamental frequency signal is applied to the power supply. The high frequency multiplier can be used to reduce the size and manufacturing cost of the circuit, and to reduce the size and manufacturing cost of the circuit. It is about.
일반적으로, 주파수 체배기(周波數遞倍器, Frequency Multiplier)는 주파수를 정수배하는 장치로서, 비선형 특성을 이용하여 출력 파형을 일그러지게 한 다음, 이 중에서 필요한 고조파(Harmonic)을 이끌어내고, 이는 비선형 특성에 의하여 형성되어 나머지 모든 주파수 성분은 걸러내어 특정한 고조파 주파수만 손실을 최소화하여 출력시킨다.In general, a frequency multiplier is a frequency multiplying device that uses a nonlinear characteristic to distort an output waveform and then derive the necessary harmonic from among them. And all other frequency components are filtered out so that only certain harmonic frequencies are minimized and output.
그래서, 특정한 고조파 주파수의 손실을 출력을 최소화하는데 있어서, 고조파 출력 자체가 입력되는 기본 주파수 신호(Fundamental Frequency Signal)의 출력보다 기본 주파수 신호에서 비선형 특성을 이용하여 나머지 고조파들을 출력한다.Thus, in minimizing the output of a specific harmonic frequency, the harmonic output itself outputs the remaining harmonics using a nonlinear characteristic in the fundamental frequency signal rather than the output of the fundamental frequency signal.
그러나, 상기 기본 주파수 신호를 제외한 나머지 고조파들은 출력 자체가 급격히 감소하므로, 체배기의 주파수 배수 변환상에서 발생하는 변환 손실이 증가하 며, 고조파 출력 자체가 주파수가 증가할수록 감소하므로, 높은 배율을 출력해야 하는 경우에는 변환 손실이 계속적으로 증가하였으며, 고차 대역 통과 여파기를 사용하여 불요 신호를 제거함으로써, 높은 손실 특성으로 인하여 체배기의 크기가 증가하는 등의 문제점이 있었다.However, the other harmonics except for the fundamental frequency signal have a sharp decrease in output, so that the conversion loss occurring in the frequency multiplier conversion of the multiplier increases, and the harmonic output itself decreases as the frequency increases, so a high magnification must be output. In this case, the conversion loss is continuously increased, and there is a problem that the size of the multiplier is increased due to the high loss characteristic by removing the unnecessary signal using a high-order band pass filter.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 개방, 단락 전송 선로의 길이를 반절로 감소시켜, 전체 전송 선로의 길이가 기본 주파수 신호에서 일정 길이를 갖도록 하여 원하지 않는 신호들을 변형 손실이 감소되도록 제거시키며, 전원을 개방 전송 선로를 이용한 바이어스 회로로 비선형 소자로 유도시키는 기능을 수행시키고, 기본 주파수 신호의 파장보다 감소된 길이를 가지는 개방 전송 선로와 단락 전송 선로의 합이 전원에 인가되는 부분과 연결되어 기본 주파수 신호를 제거하는 특성을 가지므로, 발진없이 안정된 동작을 유지할 수 있으며, 회로의 크기 및 제작 단가를 감소시킬 수 있고, 저손실 특성 및 적은 대역통과 여파기를 사용할 수 있는 고차 주파수 체배기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and reduces the length of open and short transmission lines in half, so that the length of the entire transmission line has a certain length in the fundamental frequency signal, thereby reducing the distortion loss of unwanted signals. Removes the power, and induces the power to the nonlinear element by the bias circuit using the open transmission line, and the sum of the open transmission line and the short transmission line having the length reduced from the wavelength of the fundamental frequency signal is applied to the power supply. It has the characteristic of eliminating the fundamental frequency signal in connection with the, so that it can maintain stable operation without oscillation, reduce the size and manufacturing cost of the circuit, and have a high-order frequency multiplier that can use low loss characteristics and low bandpass filter. It aims to provide.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력되는 기본 주파수 신호에 고조파를 형성시키는 비선형 소자; 상기 고조파 중에서 불요 신호를 감쇠시키는 제1 개방 전송 선로; 상기 개방 전송 선로의 길이와의 합이 상기 기본 주파수 신호에 따른 일정 길이를 이루며 선로를 단락시키는 단락 전송 선로; 상기 기본 주파수 신호에 따른 일정 길이를 이루어 교류적으로 단락시키는 제2 개방 전송 선로;를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a non-linear element for forming harmonics to the input fundamental frequency signal; A first open transmission line for attenuating unwanted signals among the harmonics; A short transmission line shorting the line with a sum of the length of the open transmission line having a predetermined length according to the fundamental frequency signal; And a second open transmission line configured to alternately short-circuit by forming a predetermined length according to the fundamental frequency signal.
그리고, 상기 제1 개방 전송 선로의 길이는 λ/8 인 것을 특징으로 한다.The length of the first open transmission line is λ / 8.
또한, 상기 단락 전송 선로의 길이는 λ/8 인 것을 특징으로 한다.In addition, the short transmission line is characterized in that the length of lambda / 8.
여기서, 상기 제2 개방 전송 선로의 길이는 λ이하인 것을 특징으로 한다.Here, the length of the second open transmission line is characterized by being less than [lambda].
더불어, 상기 제1 개방 전송 선로의 길이와 상기 단락 전송 선로의 길이의 합은 상기 기본 주파수에서 공진을 위하여 λ/4 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the sum of the length of the first open transmission line and the length of the short transmission line may be λ / 4 for resonance at the fundamental frequency.
그리고, 상기 제1 개방 전송 선로는 전원을 상기 비선형 소자에 공급시키는 것을 특징으로 한다.The first open transmission line may be configured to supply power to the nonlinear element.
이때, 상기 전원은 상기 단락 전송 선로와 상기 제2 개방 전송 선로에 병렬로 연결되어, 상기 제2 개방 전송 선로로 인하여 공급되는 것을 특징으로 한다.In this case, the power is connected in parallel to the short transmission line and the second open transmission line, characterized in that supplied by the second open transmission line.
또한, 상기 제2 개방 전송 선로는 상기 기본 주파수 신호를 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second open transmission line is characterized in that for removing the fundamental frequency signal.
더불어, 상기 제2 개방 선로는 DC 전원을 인가시키기 위한 바이어스 회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second open line is characterized in that for forming a bias circuit for applying a DC power source.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기의 개략적인 개념도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 주파수 체배기(周波數遞倍器, Frequency Multiplier)는 주파수를 정수배하는 장치로서, 비선형 특성을 이용하여 출력 파형을 일그러지게 한 다음, 이 중에서 필요한 고조파(Harmonic)을 이끌어낸다.1 is a schematic conceptual diagram of a high-order frequency multiplier according to the present invention. As shown in the figure, a frequency multiplier is a frequency multiplier, which uses a nonlinear characteristic to distort an output waveform and then derive the necessary harmonics from among them. Serve
여기서, 상기 고조파는 비선형 소자의 비선형 특성에 의하여 형성되고, 원하는 고조파 주파수에 매칭시켜, 나머지 모든 주파수 성분은 걸러내어 특정한 고조파 주파수만 손실을 최소화하여 출력시킨다.In this case, the harmonics are formed by the nonlinear characteristics of the nonlinear element, and match the desired harmonic frequencies to filter out all remaining frequency components, thereby minimizing the loss and outputting only a specific harmonic frequency.
그래서, 특정한 고조파 주파수의 손실을 출력을 최소화하는데 있어서, 고조파 출력 자체가 입력되는 기본 주파수 신호(Fundamental Frequency Signal, fo)의 출력보다 기본 주파수 신호에서 비선형 특성을 이용하여 출력된 나머지 고조파들은 급격히 감소하므로, 출력 자체가 줄어든다.Thus, in minimizing the output of a particular harmonic frequency, the remaining harmonics outputted using nonlinear characteristics in the fundamental frequency signal are drastically reduced than the output of the fundamental frequency signal (f o ) to which the harmonic output itself is input. As a result, the output itself is reduced.
또한, 상기 체배기는 입력 주파수와 출력 주파수가 상이하므로, 믹서(Mixer)와 같이 주파수 변환의 개념에서 특정 지표를 정의하는데, 체배기의 주파수 배수 변환상에서 발생하는 손실을 변환 손실(Conversion Loss)라 하고, 이는 적을수록 좋은 특성을 나타내지만, 고조파 출력 자체가 주파수가 증가할수록 작아지므로, 2배, 3배 이상으로 높은 배율을 출력해야하는 경우일수록 변환 손실은 증가한다.In addition, since the multiplier has an input frequency and an output frequency different from each other, a specific index is defined in the concept of frequency conversion, such as a mixer, and a loss occurring in a multiplier frequency conversion of the multiplier is called a conversion loss. The lower the value, the better the characteristics, but the harmonic output itself becomes smaller as the frequency increases, so the conversion loss increases when the output power is increased more than 2 times, 3 times or more.
그리고, 체배기 출력 매칭에서 원하지 않는 출력인 불요 신호 주파수 출력은 억제하고, 원하는 고조파 주파수를 최대로 구현하기 위하여, 고조파 매칭이 이 루어지는데, 상기 고조파 매칭 자체가 중심 주파수를 가진 일종의 필터와 같이 입, 출력의 주파수가 다르므로 S 파라미터로 주요 특성을 확인하지 않고, 입, 출력 주파수 스펙트럼으로 그 전력값을 측정한다. In order to suppress unwanted signal frequency output, which is an undesired output in the multiplier output matching, and to realize the desired harmonic frequency to the maximum, harmonic matching is performed. The harmonic matching itself is like a kind of filter having a center frequency. Since the frequency of the output is different, the power value is measured from the input and output frequency spectrum without checking the main characteristic with the S parameter.
따라서, 주로 수 Ghz 에서 수십 Ghz 이상의 높은 주파수에서 사용되는 체배기는 소스(Source)로 사용하는 주파수원은 안정적이어야 하고, 높은 주파수일수록 주파수를 안정화시키는 구조를 구현하도록 이루어져야하므로, 낮은 주파수에서 안정화된 주파수원을 생성하고, 이를 체배기의 고조파 계산을 통해 정확한 배율로 높임으로써, 초고조파 통신에서 필요한 주파수원을 확보한다.Therefore, the multiplier mainly used at high frequencies of several Ghz to tens of Ghz or more should be stable and the frequency source used as a source should be stable, and the higher frequency should be made to realize a structure that stabilizes the frequency. By generating a circle and raising it to the correct magnification through the harmonic calculation of the multiplier, it secures the frequency source necessary for the microwave communication.
다시 말하면, 상기 체배기를 구현하기 위하여 능동 소자 또는 수동 소자의 비선형 특성을 이용하므로 체배기 회로의 출력단에서는 원하는 체배 신호 이외에 원하지 않는 불요신호가 존재하는데, 예를 들어 3차 체배기 회로의 동작의 경우에는 체배기 회로의 출력단에서는 3차 체배 신호(3-Order Multiplier Signal, 3fo) 뿐만 아니라, 불필요한 고조파 신호 성분(fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo)들도 동시에 발생된다.In other words, in order to implement the multiplier, since the nonlinear characteristic of the active element or the passive element is used, there is an unwanted unwanted signal in addition to the desired multiplier signal at the output of the multiplier circuit. At the output of the circuit, unnecessary harmonic signal components (f o , 2f o , 4f o , 5f o .... nf o ) are generated simultaneously as well as the third-order multiplier signal (3f o ).
그래서, 3차 체배 신호(3fo)를 제외하고 신호의 크기가 상대적으로 높은 불필요한 고조파 신호 성분(fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo)들은 체배기 회로에 발진을 발생시킬 수 있으며, 다른 주파수 신호 성분들과 혼합이 되어 체배기 회로의 성능을 저하시키므로, 출력측에 발생되는 원하지 않는 신호 성분들을 효과적으로 제거해야한다.Thus, except for the third multiplication signal (3f o ), unwanted harmonic signal components (f o , 2f o , 4f o , 5f o .... nf o ) with relatively high magnitudes generate oscillations in the multiplier circuit. It can be mixed with other frequency signal components and degrade the multiplier circuit's performance. Therefore, it is necessary to effectively remove unwanted signal components generated at the output side.
마지막으로, 원하는 3차 체배 신호(3fo)는 선택하고, 신호 크기가 상대적으 로 높은 불필요한 신호 성분(fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo)을 제거하기 위한 방법으로 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기를 이용하는 것이다.Finally, the method for selecting the desired third order multiplier signal (3f o), and removing the relatively high signal level unwanted signal components in (f o, 2f o, 4f o, 5f o .... nf o) By using the higher frequency multiplier according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기의 개략적인 회로도와 기존 주파수 체배기의 개략적인 회로도를 비교한 도이다. 도 2의 (b)의 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 고차 주파수 체배기(1)는 비선형 소자(10)와 제1 개방 전송 선로(20)와 단락 전송 선로(30)와 제2 개방 전송 선로(40)와 전원(50)을 포함하여 이루어진다.2 is a schematic circuit diagram of a higher frequency multiplier according to the present invention and a schematic circuit diagram of a conventional frequency multiplier. As shown in the diagram of Fig. 2 (b), the high-
여기서, 상기 고차 주파수 체배기는 도 1에서 언급한 바와 같이, 원하는 3차 체배 신호(3fo)는 선택하고, 신호 크기가 상대적으로 높은 불필요한 신호 성분(fo , 2fo, 4fo , 5fo ....nfo)을 제거하기 위하여, 상기 비선형 소자(10)에서 생성된 고조파 중에서 상기 높은 불필요한 신호 성분(fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo)을 제거하기 위하여, 상기 제1 개방 전송 선로(20)와 단락 전송 선로(30)와 제2 개방 전송 선로(40)를 이용한다.Here, as mentioned in FIG. 1, the higher-order frequency multiplier selects a desired third-order multiply signal 3f o , and has unnecessary signal components f o , 2f o, 4f o , 5f o . ... nf o) in order to remove, in order to remove the
그리고, 상기 제1 개방 전송 선로(20)는 상기 비선형 소자(10)에서 출력하는 고조파 중에서 불요 신호를 감소시키도록 이루어지는데, 상기 제1 개방 전송 선로(20)의 길이는 λ/8 로 이루어지고, 상기 비선형 소자(10)에 입력되는 기본 주파수 신호(Fundamental Frequency Signal, fo)에 따라 결정된다.The first
이때, 광속(c=3*108m/s)을 상기 기본 주파수 신호(fo)로 나눈 파장을 λ라 하고, 이는 상기 기본 주파수 신호(fo)에 따라 변경될 수 있으며, 이를 8로 나누어 상기 제1 개방 전송 선로(20)의 길이를 결정한다.In this case, the wavelength obtained by dividing the luminous flux (c = 3 * 10 8 m / s) by the fundamental frequency signal f o is referred to as λ, which may be changed according to the fundamental frequency signal f o , which is equal to eight. The length of the first
상기한 바와 같은 과정으로 형성된 상기 제1 개방 전송 선로(20)는 λ/8의 길이를 가지는 전송 선로로 이루어지는데, 상기 비선형 소자(10)에서 출력하는 고조파 신호 중에서 불요 신호(fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo)를 제거하도록 이루어지며, 상기 제1 개방 전송 선로(20)의 길이(λ/8)와의 합이 상기 기본 주파수 신호에 따른 일정 길이를 이루며 선로를 단락시키는 단락 전송 선로(30)를 더 포함한다.The first
그리고, 상기 단락 전송 선로(30)는 상기 제1 개방 전송 선로(20)의 불요 신호 제거를 수행하도록 선로를 단락시키도록 이루어지는데, 상기 단락 전송 선로(30)의 길이는 λ/8 로 이루어지고, 상기 비선형 소자(10)에 입력되는 기본 주파수 신호(Fundamental Frequency Signal, fo)에 따라 결정된다.In addition, the
이때, 광속(c=3*108m/s)을 상기 기본 주파수 신호(fo)로 나눈 파장을 λ라 하고, 이는 상기 기본 주파수 신호(fo)에 따라 변경될 수 있으며, 이를 8로 나누어 상기 단락 전송 선로(30)의 길이를 결정한다.In this case, the wavelength obtained by dividing the luminous flux (c = 3 * 10 8 m / s) by the fundamental frequency signal f o is referred to as λ, which may be changed according to the fundamental frequency signal f o , which is equal to eight. The length of the
상기한 바와 같은 과정으로 형성된 상기 단락 전송 선로(30)는 λ/8의 길이를 가지는 전송 선로로 이루어지는데, 상기 비선형 소자(10)에서 출력하는 고조파 신호 중에서 불요 신호(fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo)를 제거하는 상기 제1 개방 전송 선로(20)의 길이(λ/8)와의 합은 상기 광속(c=3*108m/s)을 기본 주파수 신호(fo)로 나눈 파장인 λ를 4로 나눈 길이로 이루어진다.The short-
다시 말하면, 상기 제1 개방 전송 선로(20)의 길이와 상기 단락 전송 선로(30)의 길이와의 합은 광속(c=3*108m/s)을 상기 기본 주파수 신호(fo)로 나눈 파장인 λ을 4로 나눈 값과 동일하다는 것이다.In other words, the sum of the length of the first
이는, 제1 개방 전송 선로(20)와 상기 단락 전송 선로(30)의 전체 길이가 기본 주파수 신호(fo)에서 λ/4의 길이를 갖도록 하여 원하는 신호인 3차 체배 신호(3fo)를 제외한 고조파 신호를 제거시키며 전원(50)을 적절하게 상기 비선형 소자(10)에 공급시키는 기능을 수행한다.This causes the entire length of the first
또한, 상기 제2 개방 전송 선로(40)는 상기 전원(50)이 인가되도록 바이어스 회로를 형성시키는데, 상기 제2 개방 전송 선로(40)의 길이는 λ 로 이루어지고, 상기 비선형 소자(10)에 입력되는 기본 주파수 신호(Fundamental Frequency Signal, fo)에 따라 결정된다.In addition, the second
이때, 광속(c=3*108m/s)을 상기 기본 주파수 신호(fo)로 나눈 파장을 λ라 하고, 이는 상기 기본 주파수 신호(fo)에 따라 변경될 수 있으며, 이는 상기 제2 개 방 전송 선로(40)의 길이를 결정한다.In this case, a wavelength obtained by dividing a light beam (c = 3 * 10 8 m / s) by the fundamental frequency signal f o is referred to as λ, which may be changed according to the fundamental frequency signal f o , The length of the two-
상기한 바와 같은 과정으로 형성된 상기 제2 개방 전송 선로(40)는 λ의 길이를 가지는 전송 선로로 이루어지는데, λ를 초과하지 않는 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.The second
이때. 상기 제2 개방 선로(40)는 바이 패스 회로(Bypass Circuit)의 커페시턴스의 역할을 수행하는데, 상기 제2 개방 선로(40)의 길이에 따라 상기 커페시턴스의 용량값이 변하며, λ의 길이의 50% 정도로 상기 제2 개방 선로(40)를 형성시켜도, 바이 패스의 역할을 수행하므로 λ의 길이를 초과하지 않는 범위 내에서 형상하는 것이 바람직하다.At this time. The second
더불어, 상기 λ의 길이의 제2 개방 선로(41)는 전체적인 성능을 열화시키지 않는 특성을 지닌다.In addition, the second open line 41 having a length of λ has a characteristic that does not deteriorate the overall performance.
또한, 상기 기본 주파수 신호(fo)의 파장에 따른 길이에 비하여 감소된 길이를 갖는 제2 개방 전송 선로(40)와 상기 단락 전송 선로(30)의 합이 전원이 인가되는 부분과 연결되어 상기 기본 주파수 신호(fo)를 제거하도록 이루어지고, 상기 본 발명에 의한 고차 주파수 체배기(1)는 혼합기(Mixer) 또는 발진기(Oscillator) 등에 적용가능하다.In addition, the sum of the second
그리고, 상기 고차 주파수 체배기(1)는 기본 주파수 신호(fo)를 제거하기 위하여, 도 2a에서와 같은 길이가 λ/4 인 전송 선로를 사용하지 않았으므로, 고차 주파수 체배기(1)에서 발생될 수 있는 발진없이 안정된 동작을 구현할 수 있다.In addition, since the higher-
다시 말하면, 상기 고차 주파수 체배기(1)는 불필요한 고조파 성분(fo , 2fo , 4fo, 5fo ....nfo)들을 제거하는 기능과 함께 전원(50)을 고차 주파수 체배기(1)에 공급할 수 있는 기능을 가지므로, 총 길이의 합이 λ/2 인 도 2a와 같지 않게, 길이가 긴 개방, 단락 전송 회로를 형성하지 않는다.In other words, the
더불어, 상기 도 2a와 비교하면, 상기 도 2a에서 도시된 바와 같이, 비선형 소자의 출력에 고차 대역 통과 여파기를 사용하여, 기본 주파수와 다른 불필요한 신호 성분들을 효과적으로 제거할 수 있지만, 고차 대역 통과 필터의 높은 손실 특성으로 원하는 3차 체배 신호의 크기가 감소하고, 체배 회로의 크기가 증가하며, 상기 비선형 소자에 전원을 적절하게 공급하고, 원하는 3차 체배 신호를 선택할 수 있는 단락 전송 선로 및 3차 체배 신호를 바이패스(Bypass)시키는 커페시턴스로 구성되는 도 2a의 체배기와 다르게, 체배기가 소형화되고, 효율이 증가하도록 이루어진다.In addition, compared with FIG. 2A, as shown in FIG. 2A, a high-order bandpass filter is used at the output of the nonlinear element, so that the fundamental frequency and other unnecessary signal components can be effectively removed. High loss characteristics reduce the size of the desired third multiplication signal, increase the size of the multiplication circuit, provide short-circuit transmission lines and third multiplication to properly supply power to the nonlinear device, and select the desired third multiplication signal. Unlike the multiplier of FIG. 2A, which is composed of a capacitance for bypassing the signal, the multiplier is made smaller and the efficiency is increased.
도 3은 본 발명에 따른 고차 주파수 체배기와 기존 주파수 체배기에서의 주파수에 따른 감쇠를 나타내는 도이다. 도 3b의 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 고차 주파수 체배기의 기본 주파수 신호(fo)를 3.7GHz라고 하면, 이는 도면에서 m1으로 도시되는데, 상기 본 발명에 의한 고차 주파수 체배기를 통과하면, 상기 고차 주파수 체배기의 비선형 소자의 출력단에서 원하는 3차 체배 신호(3-Order Mulitple Signal)인 11.1GHz(m3)는 감쇠가 일어나지 않고, 출력되는 반 면, 불필요한 불요신호인 (fo , 2fo , 4fo , 5fo ....nfo) 등은 m1(fo), m2(2fo), m4(4fo)...등은 감쇠되어 출력단에서 출력되지 않았다.3 is a diagram illustrating attenuation according to frequency in a higher frequency multiplier and a conventional frequency multiplier according to the present invention. As shown in the figure of FIG. 3B, when the fundamental frequency signal f o of the higher frequency multiplier according to the present invention is 3.7 GHz, it is shown as m1 in the figure, and passes through the higher frequency multiplier according to the present invention. On the other hand, 11.1 GHz (m3), which is a desired third-order multiplier signal (3-Order Mulitple Signal) at the output of the nonlinear element of the higher-order frequency multiplier, is not attenuated and is output, while it is an unnecessary unnecessary signal (f o , 2f). o , 4f o , 5f o .... nf o ) are m1 (f o ), m2 (2f o ), m4 (4f o ) ... etc. and are not output at the output stage.
이와 비교하여, 도 3a는 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 기본 주파수 신호(fo)를 3.7GHz라고 하면, 이는 도면에서 m1으로 도시되는데, 전송 선로의 반복성 특성으로 인하여 비선형 소자의 출력단에서 원하는 3차 체배 신호(3-Order Mulitple Signal, 3fo)인 11.1GHz(m3)가 감쇠가 일어나, 출력단에서 출력되지 못했음은 물론, 출력단에서 출력되지 말아야 할 불요 신호인 m2(2-Order Mulitple Signal, 2fo)와, m4(4-Order Mulitple Signal, 4fo)가 제거되지 않고 출력된다.In comparison, FIG. 3A shows the basic frequency signal f o as 3.7 GHz, as shown in the figure, which is shown as m1 in the figure, because the repeatability characteristic of the transmission line causes the desired 3 at the output of the nonlinear element. 11.1 GHz (m3), the multiplication signal (3-Order Mulitple Signal, 3f o ), is attenuated and not output at the output stage, as well as the m2 (2-Order Mulitple Signal, 2f) signal that should not be output at the output stage. o ) and m4 (4-Order Mulitple Signal, 4f o ) are output without being removed.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those skilled in the art are appropriate within the scope described in the claims of the present invention. It will be possible to change.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 개방, 단락 전송 선로의 길이를 반절로 감소시켜, 전체 전송 선로의 길이가 기본 주파수 신호에서 일정 길이를 갖도록 하여 원하지 않는 신호들을 변형 손실이 감소되도록 제거시키며, 전원을 개방 전송 선로를 이용한 바이어스 회로로 비선형 소자로 유도시키 는 기능을 수행시키고, 기본 주파수 신호의 파장보다 감소된 길이를 가지는 개방 전송 선로와 단락 전송 선로의 합이 전원에 인가되는 부분과 연결되어 기본 주파수 신호를 제거하는 특성을 가지므로, 발진없이 안정된 동작을 유지할 수 있으며, 회로의 크기 및 제작 단가를 감소시킬 수 있고, 저손실 특성 및 적은 대역통과 여파기를 사용할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.As described above, the present invention having the configuration as described above reduces the length of the open and short transmission lines by half, so that the length of the entire transmission line has a certain length in the fundamental frequency signal, thereby reducing the distortion loss of unwanted signals. Removes the power, and induces the power to the nonlinear element by the bias circuit using the open transmission line, and the sum of the open transmission line and the short transmission line having the length reduced from the wavelength of the fundamental frequency signal is applied to the power supply. It is connected to the part to remove the fundamental frequency signal, so it can maintain stable operation without oscillation, reduce the size and manufacturing cost of the circuit, and can use the low loss characteristic and the low bandpass filter. Can be harvested.
Claims (9)
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|---|---|---|---|
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