کاهش نویز فاز در نوسان سازهای کنترل شونده با ولتاژ (VCO)در باند L با استفاده از ساختارهای فرامواد ابررسانا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی ومهندسی، دانشگاه شاهد، تهران

چکیده

امروزه با توجه به پیشرفت‌های که در مخابرات بی‌سیم رخ داده، تقاضا برای نوسان‌سازهای کنترل شونده با ولتاژ (VCO) با نویز فاز بسیار کم، به عنوان یکی از اجزای اساسی سنتز کننده‌های فرکانسی، افزایش چشمگیری پیداکرده است. نویز فاز نوسان‌ساز کنترل شونده با ولتاژ به ضریب کیفیت رزوناتور وابسته است که در این کار، این موضوع با بکارگیری رزوناتورهای فرامواد ابررسانا محقق شده است. به‌کارگیری ابررساناها در فرامواد سبب سه خاصیت منحصربه‌فرد تلفات بسیار کم، کوچک‌تر شدن ابعاد ساختار و هم‌چنین افزایش ضریب کیفیت رزوناتور می‌شود. در این مقاله با بکار گیری این خواص، در ساختار رزوناتور توانسته‌ایم در باند فرکانسی L به نویز فاز dBc/Hz150- در آفست‌ 100KHz برای VCO با محدوده تغییرپذیری فرکانسی 150MHz دست یابیم. این رزوناتور را در دو حالت فراموادی با مس و فرامواد ابررسانا بررسی و نتایج را با یکدیگر مقایسه کرده‌ایم. نهایتا نشان داده خواهد شد چگونه بکارگیری ابررسانا می تواند سبب کاهش نویز فاز در VCO شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Phase Noise Reduction in Voltage Controlled Oscillators (VCO) in L Band using Superconducting Metamaterial Structures

نویسندگان [English]

  • Ali Keshvari
  • Seyed Mohammad Hassan Javadzadeh
Faculty of Engineering, Shahed University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Recently, the advances in wireless communications increase demand for low phase noise voltage controlled oscillators (VCO) as one of the most important building block of any frequency synthesizers. Voltage controlled oscillator phase noise is depend on the resonator quality factor. Using superconductors in the metamaterial leads to three unique features of very low losses, smaller dimensions of the structure, and increased resonator quality factor. In this paper, by using these properties in the resonator structure, we have been able to reduce the phase noise in superconducting metamaterial at offset frequency of 100 kHz, in the L band frequency with a tuning range of 150 MHz to value of -150 dBc/Hz. The resonator has been discussed in two types of copper and superconducting metamaterial, and the results are compared with each other. It will be shown how phase noise of voltage controlled oscillators can be reduced by using superconducting microwave resonators.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oscillators
  • Phase noise
  • Superconducting Metamaterial
  • Q factor
  • Metamaterial