T E L K O M N I K A ,   V o l . 9 ,   N o . 2 ,   A u g u s t   2 0 1 1 ,   p p .   3 5 1 ~ 3 5 6   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           3 5 1       R e c e i v e d   F e b r u a r y   1 s t ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   M a y   1 6 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   J u n e   9 th ,   2 0 1 1   S e l f   O s c i l l a t i n g   M i x e r   w i t h   D i e l e c t r i c   R e s o n a t o r   f o r   L o w   N o i s e   B l o c k   A p p l i c a t i o n       A c h m a d   M u n i r * ,   E n d o n   B h a r a t a   R a d i o   T e l e c o m m u n i c a t i o n   a n d   M i c r o w a v e   L a b o r a t o r y   Sc h o o l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   I n f o r m a t i c s ,   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   Ba n d u n g   ( I T B)   J a l a n   G a n e s h a   1 0   B a n d u n g ,   4 0 1 3 2 ,   I n d o n e s i a ,   P h . / F a x :   + 6 2 2 2 - 2 5 0 1 6 6 1 / 2 5 3 4 1 3 3   e - m a i l :   m u n i r @ i e e e . o r g * 1 ,   e n d o n b @ s t e i . i t b . a c . i d 2       A b s t r a k   D a l a m   m a k a l a h   i n i ,   p e n g e m b a n g a n   p e n c a m p u r   b e r o s i l a s i   d i r i   ( s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r ,   SO M )   s e b a g a i   b a g i a n   d a r i   b l o k   d e r a u   r e n d a h   ( l o w   n o i s e   b l o c k ,   L N B)   u n t u k   p e n e r i m a   t e l e v i s i   s a t e l i t   d i t e l i t i   s e c a r a   n u m e r i k   d a n   e k s p e r i m e n t a l .   Be r b e d a   d e n g a n   p e n c a m p u r   l a i n ,   SO M   y a n g   d i k e m b a n g k a n   t i d a k   m e m e r l u k a n   p e r a n g k a t   o s i l a t o r   l o k a l   s e c a r a   t e r p i s a h   k a r e n a   SO M   i n i   m e n g h a s i l k a n   s i n y a l   o s i l a t o r   l o k a l   s e n d i r i .   SO M   i n i   d i s u s u n   m e n g g u n a k a n   r a n g k a i a n   t e r i n t e g r a s i   g e l o m b a n g   m i k r o   m o n o l i t i k   ( m o n o l i t h i c   m i c r o w a v e   i n t e g r a t e d   c i r c u i t ,   M M I C )   y a n g   d i d a l a m n y a   t e r d i r i   d a r i   d u a   b u a h   t r a n s i s t o r   b i p o l a r   y a n g   d i s u s u n   s e b a g a i   s e b u a h   p a s a n g a n   D a r l i n g t o n   d a n   s e b u a h   p e r e s o n a n s i   d i e l e k t r i k   u n t u k   m e m b a n g k i t k a n   s i n y a l   o s i l a t o r   l o k a l .   SO M   i n i   d i r a n c a n g   u n t u k   b e r o s i l a s i   p a d a   f r e k u e n s i   3 , 6 2 G H z   y a n g   d i k e n d a l i k a n   d a r i   5 0 W   p e m b a n g k i t   s i n y a l .   Pu r w a r u p a   SO M   i n i   d i f a b r i k a s i   p a d a   s e b u a h   s u b s r a t   d i e l e k t r i k   p a p a n   l a m i n a s i   h i d r o k a r b o n / k e r a m i k   ( R O 4 3 5 0 B)   y a n g   d i p e r k u a t   d e n g a n   k a c a   y a n g   m e m i l i k i   k e t e b a l a n   0 , 7 6 2 m m   d a n   p e r m i t i v i t a s   r e l a t i f   3 , 6 6 .   Pr o t o t i p e   i n i   k e m u d i a n   d i k a r a k t e r i s a s i   s e c a r a   e k s p e r i m e n t a l   d a n   m e n g h a s i l k a n   p e n g u a t a n   k o n v e r s i   s e b e s a r   8 d d e n g a n   p e r b a n d i n g a n   g e l o m b a n g   t e g a n g a n   b e r d i r i   ( v o l t a g e   s t a n d i n g   w a v e   r a t i o ,   VSW R )   p a d a   t e r m i n a l   m a s u k a n   d a n   k e l u a r a n   k u r a n g   d a r i   2   p a d a   p i t a   f r e k u e n s i   o p e r a s i   d a r i   2 5 2 0 M H z   s a m p a i   2 6 7 0 M H z .     K a t a   k u n c i :   b l o k   d e r a u   r e n d a h ,   M M I C ,   p e n c a m p u r   b e r o s i l a s i   d i r i ,   p e r e s o n a n s i   d i e l e k t r i k       A b s t r a c t   I n   t h i s   p a p e r ,   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   a   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   ( SO M )   a s   p a r t   o f   a   l o w   n o i s e   b l o c k   ( L N B)   f o r   a   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   i s   i n v e s t i g a t e d   n u m e r i c a l l y   a n d   e x p e r i m e n t a l l y .   I n   c o n t r a s t   t o   o t h e r   m i x e r s ,   t h e   d e v e l o p e d   SO M   r e q u i r e s   n o   s e p a r a t e   l o c a l   o s c i l l a t o r   a s   i t   g e n e r a t e s   o w n   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l .   T h e   SO M   i s   d e v e l o p e d   u s i n g   a   m o n o l i t h i c   m i c r o w a v e   i n t e g r a t e d   c i r c u i t   ( M M I C )   c o m p r i s e d   o f   t w o   b i p o l a r   t r a n s i s t o r s   c o u p l e d   a s   a   D a r l i n g t o n   p a i r   a n d   a   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   t o   e s t a b l i s h   a   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l .   T h e   SO M   i s   d e s i g n e d   t o   o s c i l l a t e   a t   3 . 6 2 G H z   d r i v e n   f r o m   5 0 W   s i g n a l   g e n e r a t o r .   T h e   p r o t o t y p e   o f   SO M   i s   f a b r i c a t e d   o n   a   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e   o f   g l a s s - r e i n f o r c e d   h y d r o c a r b o n / c e r a m i c   l a m i n a t i o n   ( R O 4 3 5 0 B)   b o a r d   w h i c h   h a s   a   t h i c k n e s s   o f   0 . 7 6 2 m m   a n d   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   o f   3 . 6 6 .   T h e   p r o t o t y p e   i s   t h e n   c h a r a c t e r i z e d   e x p e r i m e n t a l l y   a n d   e x h i b i t s   a   c o n v e r s i o n   g a i n   o f   8 d w i t h   t h e   i n p u t   a n d   o u t p u t   v o l t a g e   s t a n d i n g   w a v e   r a t i o   ( VSW R )   l e s s   t h a n   2   a c r o s s   t h e   2 5 2 0 M H z   t o   2 6 7 0 M H z   o p e r a t i n g   f r e q u e n c y   b a n d .     K e y w o r d s :   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r ,   l o w   n o i s e   b l o c k ,   M M I C ,   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r       1 .     I n t r o d u c t i o n   A   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   i s   e q u i p m e n t   w h i c h   i s   d e s i g n e d   t o   r e c e i v e   b r o a d c a s t e d   t e l e v i s i o n   s i g n a l s   w h i c h   t r a n s m i t   d i r e c t l y   f r o m   a   s a t e l l i t e .   T e l e v i s i o n   b r o a d c a s t i n g   t h r o u g h   s a t e l l i t e   h a s   b e e n   c o n d u c t e d   b y   T e l e v i s i   R e p u b l i k   I n d o n e s i a   ( T V R I )   t o   c o v e r   t h e   a r e a s   o r   i s l a n d s   t h o s e   a r e   n o t   s e r v e d   b y   c o n v e n t i o n a l   b r o a d c a s t i n g   s y s t e m .   U n f o r t u n a t e l y ,   n o t   a l l   p e o p l e   a r e   a b l e   t o   h a v e   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   d u e   t o   i t s   h i g h   p r i c e .   T h i s   i s   b e c a u s e   o f   t h e   u s e d   s a t e l l i t e   i s   a   c o m m u n i c a t i o n   s a t e l l i t e   w h i c h   h a s   a   l o w   t r a n s m i t t i n g   p o w e r ;   t h e r e f o r e   t h e   r e c e i v e r   r e q u i r e s   a   l a r g e   s i z e   o f   a n d   e x p e n s i v e   a n t e n n a .   T h i s   s i t u a t i o n   h a s   b e e n   e x p l o i t e d   b y   t h e   p r i v a t e   s e c t o r   t o   i n i t i a t e   t o   b u i l d   a   n e t w o r k   o f   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   b r o a d c a s t i n g   u s i n g   S - b a n d   f r e q u e n c y   w i t h   h i g h   p o w e r .   A s   a   r e s u l t ,   t h e   p r i c e   o f   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   g o e s   d o w n   r e l a t i v e l y   i n e x p e n s i v e   a l l o w i n g   r e s i d e n t s   c a n   h a v e   t h e i r   o w n   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r .   I n   M a y   2 0 1 0 ,   I n d o s t a r - 2   s a t e l l i t e   w a s   l a u n c h e d   t o   s e r v e   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   b r o a d c a s t i n g   i n   I n d o n e s i a .   I t   c a r r i e s   1 0   t r a n s p o n d e r s   f o r   S - b a n d   w h i c h   w o r k s   a t   f r e q u e n c y   b a n d   o f   2 5 2 0 - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                                I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 5 1     3 5 6   3 5 2 2 6 7 0 M H z   a n d   2 2   t r a n s p o n d e r s   f o r   K u - b a n d   a t   f r e q u e n c y   b a n d   o f   1 1 . 4 5 - 1 1 . 7 G H z .   T h e   s a t e l l i t e   i s   t h e   r e p l a c e m e n t   f o r   C a k r a w a l a - 1   o r   I n d o s t a r - 1   s a t e l l i t e   w h i c h   h a s   b e e n   o p e r a t e d   s i n c e   1 9 9 7   a t   o r b i t   s l o t   o f   1 0 7 . 7 o   e a s t   l o n g i t u d e .   A c t u a l l y ,   t h e   m a r k e t   f o r   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   i n   I n d o n e s i a   i s   v e r y   l a r g e   d u e   t o   o n l y   a   s m a l l   n u m b e r   o f   I n d o n e s i a s   p o p u l a t i o n   h a s   t h e   r e c e i v e r .   H o w e v e r ,   t h i s   o p p o r t u n i t y   i s   c u r r e n t l y   e x p l o i t e d   b y   f o r e i g n   c o m p a n i e s   b y   f l o o d i n g   I n d o n e s i a   w i t h   t h e i r   p r o d u c t s   a s   n o   n a t i o n a l   i n d u s t r y   i n v o l v e s   i n   d e v e l o p i n g   o r   a s s e m b l i n g   i t s   o w n   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v i n g   s y s t e m .   T h e r e f o r e ,   i n   t h i s   p a p e r ,   a   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   ( S O M )   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   a s   p a r t   o f   l o w   n o i s e   b l o c k   ( L N B )   i s   p r o p o s e d   t o   b e   d e v e l o p e d   a s   a n   a l t e r n a t i v e   o r   s u p p l e m e n t   p r o d u c t   a n d   t o   h e l p   n a t i o n a l   i n d u s t r y   t o   f i l l   t h e   m a r k e t   i n   I n d o n e s i a   w i t h   t h e i r   o w n   d e s i g n   o f   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r .   T h e   d e v e l o p e d   S O M   t h a t   r e q u i r e s   n o   s e p a r a t e   l o c a l   o s c i l l a t o r   i s   u s i n g   a   m o n o l i t h i c   m i c r o w a v e   i n t e g r a t e d   c i r c u i t   ( M M I C )   a n d   a   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r .   B a s i c a l l y ,   a n   S O M   h a s   a   f u n c t i o n   t o   s i m p l i f y   s o m e   r e c e i v e r   l a y o u t   b y   c o m b i n i n g   m i x e r   a n d   l o c a l   o s c i l l a t o r   i n   a   s a m e   b o a r d   [ 1 ] - [ 4 ] .   A   b a l a n c e d   l a y o u t   a l l o w s   g e n e r a t i n g   t h e   m i x i n g   s i g n a l   w i t h   l o w   c o s t   c o m p o n e n t s .   H e n c e ,   t h e   u s e   o f   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   a s   a   b a l a n c i n g   e l e m e n t   c o n t r i b u t e s   i n   p h a s e   s t a b i l i t y   w h i c h   i s   r e q u i r e d   i n   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r .   B y   u s i n g   t h e s e   i t e m s   a   s e l f - c o n t a i n e d   r e c e i v e r   f o r   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   p u r p o s e s   c a n   b e   r e a l i z e d .   S o m e   i n v e s t i g a t i o n   o f   S O M   h a s   b e e n   s t u d i e d   e x t e n s i v e l y ,   s u c h   a s   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   s t a b i l i z e d   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r s   f o r   f u n d a m e n t a l   f r e q u e n c y   [ 1 ] ,   b a l a n c e d   q u a s i o p t i c a l   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r s   o f   f u n d a m e n t a l   f r e q u e n c y   [ 5 ] ,   a n d   s e l f   o s c i l l a t i n g   s i n g l e   d e v i c e   m i x e r   o f   s e c o n d   h a r m o n i c   [ 6 ] .   I n   c o n t r a s t   t o   o t h e r   m i x e r s ,   t h e   S O M   d e v e l o p e d   h e r e   i s   d e s i g n e d   t o   o s c i l l a t e   a t   3 . 6 2 G H z   d r i v e n   f r o m   5 0 W   s i g n a l   g e n e r a t o r   a n d   i s   c o m p r i s e d   o f   a n   M M I C   c o m p r i s e d   o f   t w o   b i p o l a r   t r a n s i s t o r s   c o u p l e d   a s   a   D a r l i n g t o n   p a i r   a n d   a   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   t o   e s t a b l i s h   a   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l .   T h e   p r o t o t y p e   o f   S O M   i s   t h e n   f a b r i c a t e d   o n   a   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e   o f   g l a s s - r e i n f o r c e d   h y d r o c a r b o n / c e r a m i c   l a m i n a t i o n   ( R O 4 3 5 0 B )   b o a r d   w i t h   t h e   t h i c k n e s s   o f   0 . 7 6 2 m m   a n d   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   o f   3 . 6 6   [ 7 ] .       2 .     S e l f   O s c i l l a t i n g   M i x e r   D e s i g n   I n   g e n e r a l ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 ,   t h e   f u n c t i o n   o f   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   ( S O M )   a s   p a r t   o f   L N B   i s   t o   c h a n g e   t h e   f r e q u e n c y   o f   r e c e i v e d   s i g n a l s   i n t o   t h e   l o w e r   f r e q u e n c y   w i t h   t h e   h e l p   o f   a   M M I C   c o m p o n e n t   a n d   a   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r ,   b e f o r e   f e e d i n g   t h e   s i g n a l s   i n t o   s o m e   d e c o d e r   f o r   a n   a d v a n c e d   p r o c e s s i n g   t o   o b t a i n   i m a g e s   a n d   s o u n d s .   H e r e ,   t h e   p r o p o s e d   S O M   r e q u i r e s   n o   s e p a r a t e   l o c a l   o s c i l l a t o r   a s   i t   g e n e r a t e s   o w n   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l .   T h i s   t y p e   o f   c o n v e r t e r   i s   l o w   c o s t   a n d   c o m p a c t   f o r   u s i n g   i n   t h e   l o w   n o i s e   b l o c k   o f   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r .         F i g u r e   1 .     B l o c k   d i a g r a m   o f   a   l o w   n o i s e   b l o c k       T h e   d e s i g n   o f   S O M   i s   d e v e l o p e d   f r o m   t h e   d e s i g n   e x p l a i n e d   i n   [ 8 ] - [ 1 0 ] .   I t   c o n s i s t s   o f   a   M M I C   a n d   a   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r .   T h e   M M I C   c o n t a i n s   o f   t w o   b i p o l a r   t r a n s i s t o r s   c o u p l e d   a s   a   D a r l i n g t o n   p a i r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   I n   t h e   c o n f i g u r a t i o n   o f   D a r l i n g t o n   p a i r ,   t h e   b a s e   o f   f i r s t   t r a n s i s t o r   ( T R 1 )   t h a t   a c t s   a s   t h e   i n p u t   r e c e i v e s   t h e   i n c o m i n g   s i g n a l   a n d   t h e   c o l l e c t o r   o f   b o t h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0         S e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   f o r   l o w   n o i s e   b l o c k   a p p l i c a t i o n   ( A c h m a d   M u n i r )   3 5 3   t r a n s i s t o r s   t h a t   a r e   c o n n e c t e d   t o g e t h e r   a r e   a p p l i e d   a s   t h e   o u t p u t   t o   f e e d   t o   n e x t   c i r c u i t s .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   o u t p u t   i s   a l s o   u s e d   t o   g i v e   a   f e e d b a c k   l o o p   t h a t   i s   o p e r a b l e   f o r   c o u p l i n g   s i g n a l s   a t   t h e   f r e q u e n c y   o f   l o c a l   o s c i l l a t o r   f r o m   t h e   o u t p u t   s i d e   t o   t h e   i n p u t   s i d e   o f   t r a n s i s t o r s .   T h e   D a r l i n g t o n - c o n n e c t e d   t r a n s i s t o r s   p e r f o r m   t h r e e   f u n c t i o n s ,   n a m e l y   m i x i n g ,   a m p l i f y i n g   a n d   o s c i l l a t i n g .   T h e   c o n f i g u r a t i o n   m i x e s   t h e   i n p u t   a n d   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l s ,   a n d   t h e n   a m p l i f i e s   t h e   o b t a i n e d   o u t p u t   s i g n a l .   H e n c e ,   i n   c o m b i n a t i o n   w i t h   t h e   f e e d b a c k   l o o p ,   t h e   c o n f i g u r a t i o n   o s c i l l a t e s   a t   t h e   f r e q u e n c y   o f   l o c a l   o s c i l l a t o r .   T h e   f i r s t   t r a n s i s t o r   ( T R 1 )   w i l l   l i m i t   t h e   a m p l i t u d e   o f   o s c i l l a t i o n s   a n d   g e n e r a t e   t h e   p r o d u c t   o f   f r e q u e n c i e s ,   w h i l s t   t h e   s e c o n d   t r a n s i s t o r   ( T R 2 )   a c t s   a s   a n   a m p l i f i e r .   T h e   f e e d b a c k   l o o p   o f   c o n f i g u r a t i o n   i n c l u d i n g   a   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   w i l l   d e t e r m i n e   t h e   f r e q u e n c y   o f   l o c a l   o s c i l l a t o r .           F i g u r e   2 .     C o n f i g u r a t i o n   o f   D a r l i n g t o n   p a i r       T h e   d o w n   c o n v e r s i o n   o f   r e c e i v e d   s i g n a l   o f   2 . 5 2 G H z - 2 . 6 7 G H z   t o   t h e   I F   f r e q u e n c y   s i g n a l   o f   9 5 0 M H z - 1 1 0 0 M H z   i s   a c c o m p l i s h e d   u s i n g   a   r a d i o   f r e q u e n c y   i n t e g r a t e d   c i r c u i t   ( R F I C )   f r e q u e n c y   c o n v e r t e r   M S A - 0 8 3 6   f r o m   A g i l e n t .   T h e   R F   s i g n a l   i s   p r o v i d e d   t o   t h e   i n p u t   o f   M M I C   b y   p r e c e d i n g   l o w   n o i s e   a m p l i f i e r   s t a g e s .   T h e   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l   i s   c r e a t e d   b y   e s t a b l i s h i n g   a   f e e d b a c k   l o o p   a r o u n d   t h e   M S A - 0 8 3 6   u s i n g   a   3 . 6 2 G H z   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r .   T h i s   l o o p   h a s   t o   p r o v i d e   3 6 0   d e g r e e   p h a s e   s h i f t   a r o u n d   t h e   M M I C   a t   t h e   l o c a l   o s c i l l a t o r   f r e q u e n c y   o f   3 . 6 2 G H z   a n d   h a s   a   l o s s   l e s s   t h a n   t h e   M M I C   g a i n   a t   t h a t   f r e q u e n c y ,   a s   g i v e n   b y   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n s .     n C R A p 2 = F + F + F ,   w h e r e   ,   . . . ,   ,   n 2 1 0 =   ( 1 )     d B 0 > - - C R A L L G   ( 2 )     w h e r e   Φ A ,   Φ R   a n d   Φ C   a r e   t h e   i n s e r t i o n   p h a s e   o f   M M I C ,   t h e   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   a n d   t h e   r e m a i n i n g   p a r t   o f   f e e d b a c k   c i r c u i t   a t   f 0 ,   r e s p e c t i v e l y .   G A ,   L R   a n d   L C   a r e   t h e   M M I C   g a i n ,   t h e   r e s o n a t o r   l o s s   a n d   t h e   l o s s   o f   o t h e r   f e e d b a c k   c o m p o n e n t s ,   a l l   o f   t h e m   i n   d e c i b e l   u n i t .         F i g u r e   3 .     S c h e m a t i c   d i a g r a m   o f   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   ( S O M )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                                I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 5 1     3 5 6   3 5 4 T h e   p r o p o s e d   S O M   i s   d e s i g n a t e d   t o   o s c i l l a t e   a t   r e s o n a n t   f r e q u e n c y   o f   3 . 6 2 G H z   w h i c h   i s   d r i v e n   f r o m   5 0 W   g e n e r a t o r   s i g n a l   a n d   l o a d e d   w i t h   5 0 W   t e r m i n a t i o n .   A s   a   c o n s e q u e n t ,   t h e   i n p u t   a n d   o u t p u t   t e r m i n a t i o n s   t h a t   c o u p l e   w i t h   5 0 W   l o a d   i n t o   t h e   S O M   c i r c u i t   a t   3 . 6 2 G H z   h a v e   t o   b e   i n c l u d e d   b e t w e e n   t h e   S O M   a n d   t h e   i n p u t   f i l t e r   a s   w e l l   a s   b e t w e e n   t h e   S O M   a n d   t h e   o u t p u t   f i l t e r .   T h e   s c h e m a t i c   d i a g r a m   o f   S O M   c i r c u i t   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   3   [ 1 1 ] .   T h e   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   i s   t h e n   c o u p l e d   b e t w e e n   t h e   i n p u t   a n d   o u t p u t   o f   M S A - 0 8 3 6   w i t h   t h e   c o u p l i n g   c o e f f i c i e n t   w i l l   c o n t r o l   t h e   o v e r a l l   c o n v e r s i o n   g a i n   a n d   o u t p u t   o f   1 d B   c o m p r e s s i o n   p o i n t .   I n   t h e   s c h e m a t i c   d i a g r a m   s h o w n   i n   F i g u r e   3 ,   t h e   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   i s   p l a c e d   a t   a n   a r b i t r a r y   d i s t a n c e   f r o m   e a c h   m i c r o s t r i p   t r a n s m i s s i o n   l i n e   w i t h   t h e   c o u p l i n g   t h a t   i s   o p t i m i z e d   b y   v a r y i n g   s p a c i n g   b e t w e e n   t h e   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   a n d   t h e   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e   f o r   o p t i m u m   p e r f o r m a n c e .   T h i s   i s   a c c o m p l i s h e d   b y   s u b s t i t u t i n g   l o w   l o s s   s p a c e r s   o f   d i f f e r e n t   t h i c k n e s s .   T h e   l e n g t h   o f   l 1   s h o u l d   b e   9 0   d e g r e e s   a t   t h e   o s c i l l a t i o n   f r e q u e n c y .   T h i s   c o n s t r u c t i o n   w i l l   r e f l e c t   l o w   i m p e d a n c e ;   h e n c e   a   c u r r e n t   w i l l   r e a c h   a   m a x i m u m   v a l u e   a t   t h e   p o i n t   w h e r e   t h e   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   i s   c o u p l e d   t o   t h e   t r a n s m i s s i o n   l i n e .   T h e   l e n g t h   o f   ( l 1 + l 2 )   s h o u l d   b e   e q u a l   t o   1 8 0   d e g r e e s   a t   t h e   R F   f r e q u e n c y ,   w h i c h   w i l l   r e f l e c t   h i g h   i m p e d a n c e   a t   t h e   R F   i n p u t   t o   p r e v e n t   l o a d i n g .   W h i l s t ,   t h e   l e n g t h   o f   ( 2 l 2 + 2 l 3 )   t o g e t h e r   w i t h   t h e   p h a s e   s h i f t   t h r o u g h   t h e   d e v i c e   s h o u l d   b e   3 6 0   d e g r e e s   a t   t h e   o s c i l l a t i o n   f r e q u e n c y .   T o   o b t a i n   e a c h   l e n g t h ,   e . g .   l 1 ,   l 2   a n d   l 3 ,   t h e   a n a l y s i s   i s   c a r r i e d   o u t   n u m e r i c a l l y .   B y   u s i n g   a   g l a s s - r e i n f o r c e d   h y d r o c a r b o n / c e r a m i c   l a m i n a t e   ( R O 4 3 5 0 B )   b o a r d   w i t h   t h e   t h i c k n e s s   a n d   t h e   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   o f   0 . 7 6 2 m m   a n d   3 . 6 6 ,   r e s p e c t i v e l y   a n d   a n   M S A - 0 8 3 6   M M I C   p l a c e d   o n   i t ,   t h e   n u m e r i c a l   a n a l y s i s   r e s u l t   s h o w s   t h a t   t h e   l e n g t h   o f   l 1 ,   l 2   a n d   l 3   s h o u l d   b e   1 2 . 1 5 m m ,   2 1 . 2 1 m m   a n d   1 . 4 9   m m   r e s p e c t i v e l y .       3 .     E x p e r i m e n t a l   R e s u l t   B a s e d   o n   t h e   d e s i g n   e x p l a i n e d   i n   t h e   p r e v i o u s   s e c t i o n ,   t h e   p r o t o t y p e   o f   p r o p o s e d   S O M   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   m o u n t e d   o n   t h e   b o a r d   i s   t h e n   f a b r i c a t e d   t o   b e   c h a r a c t e r i z e d   e x p e r i m e n t a l l y e   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .   W h i l s t   F i g u r e   5   s h o w s   a   p i c t u r e   o f   p r i n t e d   c i r c u i t   b o a r d   o f   S O M   m a d e   o f   a n   R O 4 3 5 0 B   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e   w i t h   t h e   t h i c k n e s s   a n d   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   a r e   0 . 7 6 2 m m   a n d   3 . 6 6 ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   r e s u l t s   a r e   d e p i c t e d   i n   F i g u r e s   6   a n d   7   f o r   t h e   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   o f   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   a n d   o f   M S A - 0 8 3 6   M M I C ,   r e s p e c t i v e l y .       F i g u r e   4 .     P i c t u r e   o f   p r o t o t y p e   o f   S O M   i n   c a v i t y   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r       F r o m   t h e   r e s u l t   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   6 ,   i t   s h o w s   t h a t   t h e   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   h a s   t h e   r e s o n a n t   f r e q u e n c y   o f   3 . 6 2 G H z   t h a t   s a t i s f i e s   w i t h   t h e   d e s i g n   c r i t e r i a .   W h i l s t   f r o m   F i g u r e   7 ,   i t   i s   s e e n   t h a t   t h e   p r o t o t y p e   o f   S O M   b a s e d   o n   M S A - 0 8 3 6   M M I C   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   e x h i b i t s   t h e   c o n v e r s i o n   g a i n   o f   8 d B .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   m e a s u r e d   i n p u t   a n d   o u t p u t   V S W R   o f   t h e   p r o t o t y p e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0         S e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   f o r   l o w   n o i s e   b l o c k   a p p l i c a t i o n   ( A c h m a d   M u n i r )   3 5 5   a c r o s s   t h e   2 5 2 0 M H z   t o   2 6 7 0 M H z   o p e r a t i n g   f r e q u e n c y   b a n d   a r e   1 . 5   a n d   1 . 8 ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e r e f o r e ,   i t   s h o u l d   b e   n o t e d   t h a t   t h e   p r o t o t y p e   c a n   a c c o m p l i s h   t h e   s p e c i f i c a t i o n s   n e e d e d   b y   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r .         F i g u r e   5 .     P r i n t e d   c i r c u i t   b o a r d   o f   S O M   m a d e   o f   R O 4 3 5 0 B   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e                                   F i g u r e   6 .     M e a s u r e d   r e s u l t   o f   d i e l e c t r i c   F i g u r e   7 .     M e a s u r e d   r e s u l t   o f   M S A - 0 8 3 6   r e s o n a t o r   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   M M I C   f r e q u e n c y   r e s p o n s e       4 .     C o n c l u s i o n   A   s e l f   o s c i l l a t i n g   m i x e r   ( S O M )   b a s e d   o n   M S A - 0 8 3 6   M M I C   f r o m   A g i l e n t   w i t h   d i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   f u n c t i o n e d   t o   e s t a b l i s h   a   l o c a l   o s c i l l a t o r   s i g n a l   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d   n u m e r i c a l l y   a n d   e x p e r i m e n t a l l y .   T h e   p r o t o t y p e   h a s   a l s o   b e e n   f a b r i c a t e d   u s i n g   a   g l a s s - r e i n f o r c e d   h y d r o c a r b o n / c e r a m i c   l a m i n a t e   ( R O 4 3 5 0 B )   d i e l e c t r i c   s u b s t r a t e   w i t h   t h e   t h i c k n e s s   a n d   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   a r e   0 . 7 6 2 m m   a n d   3 . 6 6 ,   r e s p e c t i v e l y .   F r o m   e x p e r i m e n t a l   c h a r a c t e r i z a t i o n ,   i t   h a s   b e e n   d e m o n s t r a t e d   t h a t   t h e   p r o t o t y p e   e x h i b i t s   a   c o n v e r s i o n   g a i n   o f   8 d B   w i t h   t h e   i n p u t   a n d   o u t p u t   V S W R   l e s s   t h a n   2   a c r o s s   t h e   2 5 2 0 M H z   t o   2 6 7 0 M H z   o p e r a t i n g   f r e q u e n c y   b a n d .   I t   c a n   b e   c o n c l u d e d   t h a t   t h e   f a b r i c a t e d   p r o t o t y p e   c a n   s a t i s f y   t h e   r e q u i r e m e n t s   s p e c i f i e d   f o r   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   e s p e c i a l l y   f o r   I n d o s t a r - 2   s a t e l l i t e   t h a t   h a s   t r a n s p o n d e r s   w h i c h   w o r k s   a t   S - b a n d   f r e q u e n c y   o f   2 5 2 0 M H z - 2 6 7 0 M H z .   I n   a d d i t i o n ,   f u r t h e r   i n v e s t i g a t i o n   o n   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   o v e r a l l   L N B   f o r   s a t e l l i t e   t e l e v i s i o n   r e c e i v e r   i s   s t i l l   i n   p r o g r e s s   w h e r e   m o r e   r e l i a b l e   r e s u l t s   w i l l   b e   r e p o r t e d   l a t e r .       A c k n o w l e d g e m e n t s   T h i s   w o r k   i s   s u p p o r t e d   b y   t h e   I n s t i t u t   T e k n o l o g i   B a n d u n g   R e s e a r c h   G r o u p   G r a n t   2 0 1 0   ( R i s e t   K K - I T B )   C o n t r a c t   N o .   1 3 7 / K 0 1 . 1 6 / P L / 2 0 1 0 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                                I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0     T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 5 1     3 5 6   3 5 6 R e f e r e n c e s   [ 1 ]   T a j i m a   T .   G a As   F ET   Ap p l i c a t i o n s   f o r   I n j e c t i o n - L o c k e d   O s c i l l a t o r s   a n d   S e l f -   O s c i l l a t i n g   M i x e r s .   I EEE   T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e .   1 9 7 9 ;   2 7 ( 7 ) :   6 2 9 - 6 3 2 .   [ 2 ]   G u n d   C F ,   L a z a r u s   M J .   An   I n d i u m - Ph o s p h i d e   Se l f - O s c i l l a t i n g   M i x e r   f o r   a   9 0 - G H z   M i l l i m e t e r - W a v e   R e c e i v e r   Ap p l i c a t i o n .   M i c r o w a v e   a n d   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e r s .   1 9 9 5 ;   8 ( 3 ) :   1 5 6 - 1 6 0 .   [ 3 ]   D u s s o p t   L ,   L a h e u r t e   J M .   C a v i t y - Ba c k e d   An t e n n a   I n t e g r a t i n g   a   Se l f   O s c i l l a t i n g   M i x e r .   M i c r o w a v e   a n d   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e r s .   1 9 9 9 ;   2 1 ( 2 ) :   1 5 6 - 1 5 8 .   [ 4 ]   F e r n a n d e z   M ,   Ve r   H o e y e   S,   H e r r a n   L F ,   L a s   H e r a s   F .   D e s i g n   o f   H i g h - G a i n   W i d e - Ba n d   H a r m o n i c   Se l f - O s c i l l a t i n g   M i x e r s .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C i r c u i t   T h e o r y   a n d   Ap p l i c a t i o n .   2 0 1 0 ;   3 8 :   5 5 1 5 5 8 .   [ 5 ]   H w a n g   VD ,   I t o h   T ,   Q u a s i - O p t i c a l   H EM T   a n d   M ESF E T   Se l f - O s c i l l a t i n g   M i x e r s .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e .   1 9 8 8 ;   3 6 ( 1 2 ) :   1 7 0 1 - 1 7 0 5 .   [ 6 ]   R o b e r t s   M J ,   I e z e k i e l   S,   Sn o w d e n   C M .   C o m p a c t   Su b h a r m o n i c a l l y   Pu m p e d   M M I C   Se l f   O s c i l l a t i n g   M i x e r   f o r   7 7   G H z   Ap p l i c a t i o n s .   Pr o c e e d i n g   o f   I EEE  M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e - So c i e t y   ( M T T - S) .   Ba l t i m o r e . 1 9 9 8 ;   1 4 3 5 - 1 4 3 8 .   [ 7 ]   R o g e r s   C o o p e r a t i o n   D a t a   Sh e e t .   R O 4 0 0 0 ®   S e r i e s   H i g h   F r e q u e n c y   C i r c u i t   M a t e r i a l s .   2 0 1 0 .   [ 8 ]   M i t c h e l l   M P,   Br a n n e r   G R .   N o v e l   L o w - N o i s e   D o w n   C o n v e r t e r   Sy s t e m   u s i n g   a   M i c r o s t r i p   C o u p l e d   T r a n s m i s s i o n - M o d e   D i e l e c t r i c   R e s o n a t o r .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e .   1 9 8 7 ;   3 5 :   5 9 1 - 5 9 4 .   [ 9 ]   Ki p n i s   I ,   K h a n n a   APS .   1 0   G H z   F r e q u e n c y   C o n v e r t e r   I C   u s i n g   a   S i l i c o n   B i p o l a r   D a r l i n g t o n - C o n n e c t e d   T r a n s i s t o r   Pa i r .   Pr o c e d d i n g   o f   I EEE  Bi p o l a r   C i r c u i t s   a n d   T e c h n o l o g y   M e e t i n g .   1 9 8 6 ;   6 1 - 6 2 .   [ 1 0 ]   Ki p n i s   I ,   K h a n n a   APS.   L a r g e - Si g n a l   C o m p u t e r - A i d e d   An a l y s i s   a n d   D e s i g n   o f   Si l i c o n   B i p o l a r   M M I C   O s c i l l a t o r s   a n d   Se l f - O s c i l l a t i n g   M i x e r s .   I EEE  T r a n s a c t i o n   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e .   1 9 8 9 ;   3 7 :   5 5 8 - 5 6 4 .   [ 1 1 ]   H e w l e t t   Pa c k a r d s   Ap p l i c a t i o n   N o t e   S 0 0 5 .   U s i n g   H e w l e t t - P a c k a r d   M SA  Se r i e s   M M I C   Am p l i f i e r s   a s   F r e q u e n c y   C o n v e r t e r s .   2 0 1 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.