본 논문에서는 위상천이가 없이 발진기간의 결합을 통해 빔을 주사하는 이차원 발진기형 능동 위상배열 안테나의 결합소자로 이차원 슬롯라인 결합구조를 제안하여 실험을 통해 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 슬롯라인 결합구조는 방사소자인 마이크로스트립 패치 안테나의 E-면과 H-면을 각각 결합하기 위하여 방사소자의 뒷면인 접지면에 $|{=}|$ 형태의 슬롯라인으로 구성되어졌으며, 슬롯라인의 폭, 실이 그리고 개수등에 의한 결합정도를 조사하여 최적의 결합구조를 제안하고 이를 $2{\times}5$ 소자 배열 안테나에 적용하여 실험하였다. 실험을 통하여, 2개의 소자가 배열된 H-면은 빔폭이 약 $42^{\circ}$이고 5개의 소자가 배열된 E-면은 빔폭이 약 $15^{\circ}$이며, 빔이 브로드사이드로부터 $-20^{\circ}$에서 $15^{\circ}$까지 주사함을 확인하였다. 따라서, 이차원 슬롯라인 결합을 이용한 발진기형 능동 위상배열 안테나가 실제로 이차원 평면배열 안테나로의 응용이 가능하다는 것을 알 수 있다.
본 논문에서는 마이크로스트립 라인에 포토닉 밴드갭(photonic bandgap: PBG) 구조를 구현할 경우 저지대역 내에 형성되는 통과대역의 부분대역폭(fractional bandwidth)을 효과적으로 조절할 수 있는 PBG 구조의 설계에 관하여 연구하였다. 이 구조는 결함을 갖는 통상적 PSG 구조의 기본 PSG 셀(cell)에 스텁(stub)을 더하여 구현한 것으로 PBG 셀에 첨가된 스텁 길이가 증가함에 따라 스컷(skirt) 특성이 현저하게 개선됨을 볼 수 있었다. 이때 차단주파수(cutoff- frequency), 저지대역 및 통과대역의 중심주피수는 저주파 쪽으로 이동하였고 통과대역폭은 감소하였다. 이러한 결과는 PBG 셀에 스텁을 활용함으로써 저지대역 내에 형성되는 통과대역의 부분대역폭을 효과적으로 조절할 수 있음을 보여준다. 또한 스텁을 갖는 PBG 구조를 응용하여 우수한 스컷 특성을 갖는 듀플렉서를 설계할 수 있음도 보였다.
본 논문은 S-라인(비방사 마이크로 스트립)을 이용하여 무선 가입자 회선(WLL) 및 지역 다지점 분배 서비스(LMDS) 등 광대역 무선 가입자 망으로의 기술 적용을 위한 밀리미터 대역의 중심주파수 37GHz에서 세라믹을 이용한 대역 통과 필터에 관한 것이다. 아래 위가 도체로 덮인 유전체 기판 위의 선로 사이에 세라믹 공진기를 삽입시켜, 구조적 공진 특성을 이용함으로써 필터 특성을 얻어내는 방법으로 제작하였다. 이러한 필터 구조와 특성을 근거로 한 시뮬레이션을 하여, 1단 세라믹 공진기의 공진주파수를 찾는 공식과 4단 세라믹 공진기의 대역을 구하는 공식을 일반화 하였다. 또한, 4단 세라믹 공진기의 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제작된 실험 구조물을 Network Analyzer를 사용하여 실험을 실시하였으며, 시뮬레이션 결과의 대역은 36.58GHz-37.650GHz, 리플과 손실은 -ldB 이내. Cutoff 특성은 S(2,1)그래프의 대역 좌우로 -35dB밑으로 1GHz이내인 것에 대하여 실험 결과의 대역은 36.6GHz-37.65GHz, 손실은 -ldB이내, 리플은 -3dB이내, Cutoff 특성은 S(2,1)그래프의 대역 좌우로 -30dB밑으로 1GHz 이내인 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 모노폴과 같은 방사특성을 갖고 인체 표면 간 통신을 위한 $TM_{31}$ 고차 모드 반원-링 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 단락 핀을 이용하여 $TM_{31}$ 고차 공진 모드를 형성하였고, 평면형임에도 불구하고 모노폴과 같은 방사특성을 갖는다. 패치안테나의 좁은 대역폭을 확장하기 위해 $TM_{31}$ 모드 C-형 반링 패치를 반원 패치에 인접시켰으며, 소형화를 위해 half mode를 사용하였다. 인체 착용환경을 고려하여 마이크로스트립 라인을 이용하여 급전하였다. 제안된 안테나는 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 2.45 GHz 대역(2.4~2.485 GHz)에서 $0.25{\lambda}_0{\times}0.46{\lambda}_0{\times}0.025{\lambda}_0$의 크기를 갖고, 2.38~2.49 GHz에서 4.24 %의 10-dB 반사손실 대역폭을 갖는다. 인체의 영향을 고려하기 위해 2/3 근육-등가 반고체형 모의인체를 제작하고, 이를 이용하여 안테나에 미치는 인체의 영향을 분석, 검증하였다. 또한, 실제 인체 상황에서 제안된 안테나를 통해 인체 표면 간 링크의 통신 성능 분석을 위한 실험을 수행하였다.
본 논문에서는 5 GHz 대역 무선랜용 광대역, 고이득 패치 안테나를 설계 제작하였다. 마이크로스트립 안테나의 대역폭을 개선하기 위해서 첫 번째 직사각형 패치에 U-Slot을 삽입하여 마이크로스트립 라인-동축 프로브 급전방식으로 급전시켰으며, 두 번째 안테나를 $2{\times}2$ 배열 형태로 구현하여 이득을 개선하였다. 따라서 결과적으로 본 연구에서는 5 GHz 대역 광대역 U-Slot $2{\times}2$ 배열 패치 안테나를 설계 제작한다. 제작된 안테나는 Anritsu 37169A VNA(Vector Network Analyzer)를 사용하여 측정한 결과 입력 반사손실 VSWR 2:1인 범위가 $5.110 GHz{\sim} 6.142 GHz$까지 약 1 GHz라는 광대역 특성을 나타내었다. 또한 5.15 GHz, 5.35 GHz, 5.50 GHz, 5.85 GHz에 대하여 방사패턴을 측정한 결과 E-평면과 H-평면에서 안테나 이득 13 dBi 이상,3 dB 빔폭 $30^{\circ}$이상이라는 특성을 나타내었다.
고속 저전력 디지털 시스템을 위해 클록 스큐를 최소화하고 동적 파워 소모를 줄이는 새로운 클록 분배 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 접힌 라인구조(FCL)과 위상 섞임 회로(phase blending circuit)을 이용하여 Zero-skew 특성을 갖는다. FCL에 적합한 라인 구조를 분석하기 위해, 마이크로 스트립과 코플라너 라인을 FCL형 클록 라인으로 분배되었다. 시뮬레이션 결과는 l0㎜ 떨어져 있는 두 리시버 사이의 최대 클록 스큐가 1㎓에서 10psec보다 적고 20㎜ 떨어져 있는 두 리시버 사이의 최대 클록 스큐는 1㎓에서 60 psec보다 작음을 보였다. 또한, 공정, 전압, 온도 변화에 무관하게 클록 신호들의 스큐가 변하지 않음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 우선 지그재그 와이어 다이폴 안테나 공진 특성을 모멘트법을 사용하여 분석함으로써, 직선형 와이어 안테나의 공간 점유 길이를 단축시킬 수 있음을 보였다. 이 단축 효과를 고려하여, 간소화된 마이크로스트립 급전부를 갖는 집적화된 지그재그 다이폴 안테나를 설계하였다. 집적화시 안테나 라인 폭의 급격한 구부림 각도에 의해 불연속이 존재하므로 chamfer를 적용함으로써 보상시키고, 유전체 기판의 영향을 고려하여 기판 양면에 기생소자 역할을 하는 지그재그 라인을 부가함으로써 공진특성을 개선시켰다. UHF와 ISM 대역에서 설계된 결과들의 타당성을 실험을 통해 입증하였다.
In this paper, we present the results of the design and fabrication of the VCO(Voltage controlled Oscillator) using RF circuit simulator GENESYS and electromagnetic field simulator EMpower Frequency range is fabricated VCO is 850 MHz ~ 950 MHz, which is used Colpitts Circuit. the fabricated VCO is consisted of resonator, oscillator and MSL(Microstrip Line) is used in LC tuning circuit.(operated by negative feedback) MSL(Microstrip Line), Varactor(Plastic package), low noise TR(SOT-23), chip inductor(1608), chip capacitor(1005), chip resistance(1005). 1005 type is used for sample fabrication of VCO. In the fabrication process, circuit pattern is screen printed on the alumina substrates of over 99.9% purity. Center frequency of the sample VCO is 850MHz at $V_T=1.5V$, while the simulated value was 1.0GHz at $V_T=1.5V$. Variable frequency range of the sample is 860~950MHz in contrast to the 1068~1100MHz of the simulated values.
In this paper, we present the results of the design and fabrication of the VCO(Voltage controlled Oscillator) using RF circuit simulator GENESYS and electromagnetic field simulator EMpower Frequency range is fabricated VCO is 850 MHz ~ 950 MHz, which is used Colpitts Circuit. the fabricated VCO is consisted of resonator, oscillator and MSL(Microstrip Line) is used in LC tuning circuit.(operated by negative feedback) MSL(Microstrip Line), Varactor(Plastic package), low noise TR(SOT-23), chip inductor(1608), chip capacitor(1005), chip resistance(1005). 1005 type is used for sample fabrication of VCO. In the fabrication process, circuit pattern is screen printed on the alumina substrates of over 99.9% purity. Center frequency of the sample VCO is 850MHz at $V_T$=1.5V, while the simulated value was 1.0GHz at $V_T$=1.5V. Variable frequency range of the sample is 860~950MHz in contrast to the 1068~1100MHz of the simulated values.
SIW (Substrate Integrated Waveguide) cavity 공진기의 구조는 유전체기판에 다수의 via-hole 을 이용함으로써 나타낼 수 있으며, rectangular waveguide 와 유사한 특성을 갖는다. 그리고 $50-{\Omega}$ 마이크로스트립라인과 SIW cavity 공진기 중앙간의 결합구조를 통하여 대역저지 특성이 나타나도록 하였다. 이러한 특성을 갖는 SIW cavity 공진기를 이용하여 X-band(9.45 GHz) 발진기를 제작하였고, 위상잡음은 100kHz offset에서 -98.1 dBc/Hz 로 측정되었다. SIW cavity 공진기는 높은 QL 값을 갖고, 2차원 구조이기 때문에 저비용에 우수한 위상잡음 특성을 갖는 발진기 설계에 응용할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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