UAV 공중 네트워크를 위한 손실 없는 Polyphase I/Q 네트워크 및 능동 벡터 변조기 기반 빔-포밍 수신기

본 논문은 무인기(UAV) 기반 공중 네트워크 시스템을 위한 polyphase In-phase/Quadrature-phase(I/Q) 네트워크 기반 빔-포밍 수신부를 제안한다. 제안하는 polyphase I/Q 네트워크는 낮은 Q-factor와 높은 임피던스를 갖기 때문에 작은 손실로 벡터 변조기를 구동할 수 있다. 벡터 변조기는 가변 이득 증폭기(VGA)로 구성되며, In-phase 및 Quadrature-phase 위상 신호의 진폭 제어 및 벡터 합을 통해 위상을 가변한다. 제안하는 빔-포밍 수신부는 TSMC 0.18㎛ CMOS 공정을 통해 구현하였다. 프로토타입은 5-6㎓ 주파수 대역(-40㏈ 입력)에서 검증하였다. 6bit 벡터 변조기 제어를 통해 5.6° LSB (least significant bit)로 360° 위상 가변이 가능하다. 위상 오차는 평균 1.6°이며, 진폭 오차는 평균 0.3㏈이다.