광대역 쇼트키 다이오드 수신기의 설계 = A Design of Wideband SBD (Schottky Barrier Diode) Receiver

국문 초록 (Abstract)

근거리 통신망의 전송속도는 해마다 빠르게 증가되고 있다. 유선 네트워크에서는 이미 10 기가 비트 이더넷 (Ethernet)이 적용되었다. 무선 환경에서도 10 Gbps 이상의 전송속도를 갖는 통신시스템이 적용될 것으로 전망된다. 무선 환경에서 10 Gbps 이상의 전송속도를 달성하기 위해 광대역 수신기의 구현 방법 중 하나로 쇼트키 다이오드 (Schottky Barrier Diode, SBD)에 의해 설계가 가능하다. 본 논문에서는 무선통신시스템에서 10 Gbps 이상의 무선 데이터 전송 신호를 수신할 수 있는 광대역 쇼트키 다이오드 수신기를 설계하였다. 광대역 쇼트키 다이오드 수신기는 안테나, 저역통과필터 (Low Pass Filter), 쇼트키 다이오드로 구성되어 있다. 수신기의 안테나와 저역통과필터는 하나의 평면상에 시스템을 구성하기 위해 CPW (Coplanar Waveguide) 형태로 설계되었다. 저역통과필터 설계 시 차단주파수를 베이스밴드 주파수로 설계하지 않았고, 수신된 주파수에서 S11 특성이 0 dB 근처에 가도록 차단주파수를 설정하였다. 이것은 수신주파수에서 저역통과필터의 임피던스를 크게 함으로써 RF 파워를 안테나와 쇼트키 다이오드에 모두 전달하기 위함이다. 이와 같은 설계는 수신기의 비디오 민감도를 높게 한 결과를 나타내었다. 따라서 최종 수신기 회로에서는 매칭회로와 저역통과필터를 이용하여 안정적인 수신 성능을 확보할 수 있었다. 이러한 수신기는 종래의 주파수 변환 수신기에 비해 간단하게 구성할 수 있다. 그러므로 수신기 가격을 저렴하게 제작할 수 있다. 본 논문의 설계 결과로부터 설계된 광대역 쇼트키 다이오드 수신기는 향후 밀리미터파 및 테라헤르츠파의 매우 우수한 수신기로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The transmission speed of local area networks is rapidly increasing every year. In wired networks, 10 Gigabit ethernet has already been applied. It is expected that a communication system with a transmission speed of 10 Gbps in a wireless environment. To achieve a transmission speed of 10 Gbps in a wireless environment, a wideband receiver can be designed using a schottky barrier diode (SBD) as one of the implementation methods. In this paper, we designed a broadband SBD receiver that can receive wireless data transmission signals of 10 Gbps in a wireless communication system. The wideband SBD receiver consists of an antenna, a low pass filter, and a schottky diode. The receiver's antenna and low pass filter were designed in CPW (Coplanar Waveguide) form to construct a system on one plane. When designing the low pass filter, the cutoff frequency was not designed as the baseband frequency, and the cutoff frequency was set so that the S11 characteristic was near 0 dB at the received frequency. This is to transmit RF power to both the antenna and schottky diode by increasing the impedance of the low pass filter at the receiving frequency. This design resulted in increased video sensitivity of the receiver. Therefore, the final receiver circuit was able to secure stable reception performance by using a matching circuit and low pass filter. These receivers can be constructed more simply than conventional frequency conversion receivers. Therefore, the receiver can be manufactured inexpensively. Based on the design results of this paper, it is believed that the designed wideband SBD receiver can be used as an excellent receiver for millimeter waves and terahertz waves in the future.