본 논문에서는 complementary 나선형 공진 구조와 인터디지털 구조 기반의 메타물질 전송 선로가 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄이기 위해서 제안되었다. 이와 같은 메타물질 전송 선로는 접지 면에 식각된 complementary 나선형 공진 구조의 배열과 신호 면의 인터디지털 전송 선로를 적용하여 구현되었다. 신호 면의 인터디지털 전송 선로는 인터디지털 구조가 없는 일반적인 전송 선로보다 더 높은 공진 Q 특성을 얻기 위해서 사용되었다. 제안된 메타물질 전송 선로의 공진 특성과 Q 특성의 고유 포화 특성이 신호 면의 전송 선로의 폭, complementary 나선형 공진 구조의 크기, complementary 나선형 공진 구조 사이의 전류 방향, complementary 나선형 공진 구조의 단위 셀 쌍의 수를 변화시킴으로써, 그리고 인터디지털 구조의 유무에 의해서 분석되어졌다. 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음과 주파수 조절 범위는 -127.50~-125.33 dBc/Hz @ 100 kHz와 5.744~5.852 GHz이다.
In this paper, the metamaterial transmission line (TL) based on the complementary spiral resonators (CSRs) and interdigital structure is presented for reducing the phase noise of the voltage-controlled oscillator (VCO). The metamaterial TL is realized by adopting the array of the CSRs etched on the ground plane and the interdigital transmission line on the signal plane. The interdigital TL on the signal plane has been used to obtain higher Q value than the conventional TL without the interdigital structure. The resonance properties and inherent saturation of Q value of the proposed metamaterial TL have been analyzed by varying the width of the TL on the signal plane, dimensions of the CSRs, current directions between the CSRs, number of the unit cell-pair of the CSRs, and whether or not there is the interdigital structure in this paper. The phase noise and tuning range of the proposed VCO are -127.50~-125.33 dBc/Hz at 100 kHz and 5.744~5.852 GHz.
