Microwave dielectric properties of 0.15(B $a_{x}$S $r_{0.05}$)O-0.15(S $m_{2}$(1-y)N $d_{2y}$) $O_{3}$-0.7Ti $o_{2}$(x=o.9~0.1[mol.], y=6[m/o]) ceramics were investigated with BaO compositional ratio. Sintered density and resistivity of specimens were independent on the BaO compositional ratio. In the specimen with x=0.975[mol.], dielectric constant, quality factor and temperature coefficient of resonant frequency had good values of 76.52, 3001(at 3[GHz]) and +0.71[ppm/.ceg. C], respectively. By comparing with the stoichiometric compositions of 78.14, 2938(at 3[GHz])+14.19[ppm/.ceg. C], dielectric constant and quality factor showed similar properties, but the temperature coefficient of resonant frequency was highly improved. (author). refs., figs., tabs.s.s.
0.15(B $a_{0.95}$ S $r_{0.05}$)O-0.15(S $m_{2(1-x}$/N $d_{2x}$) $O_{3}$-0.7Ti $O_{2}$(x=0-10[m/o]) ceramics were fabricated by mixed oxide method. Microwave dielectric properties were investigated with contents of N $d_{2}$$O_{3}$. In the case of specimen with N $d_{2}$$O_{3}$(6[m/o]), dielectric constant, quality factor and temperature coefficient of resonant frequency were 78.14, 2938(at 3[GHz]) and +14.19[ppm/.deg. C], respectively. By comparison its properties with undoped specimen, dielectric constant and quality factor were highly improved, but the temperature coefficient of resonant frequency was increased to positive value......
본 연구에서는 근접장 마이크로파 현미경을 이용하여 NaCl 용액의 농도검출센서로의 응용 가능성에 대해 알아보았다. 근접장 마이크로파 현미경은 높은 Q 인자를 갖는 유전체 공진기를 이용하여 고감도 특성을 갖는다. 측정과정에저 탐침이 액체 시료표면에 근접했을 때 발생할 수 있는 표면장력의 영향을 피하기 위해 튜닝폭 피드백시스템을 이용하여 탐침과 시료 사이의 거리를 $1{\mu}m$로 유지하였다. 측정은 4GHz에서 이루어졌으며 NaCl 용액의 농도 변화, 농도 및 온도 변화, 부피 변화에 따른 마이크로파 반사계수($S_{11}$)을 관측하여 농도를 측정하였다. 또한 선택적 반응 감도 특성을 알아보기 위하여 NaCl과 글루코스의 혼합용액에서 글루코스의 농도 및 NaCl 용액의 농도를 관측하였다.
본 논문은 마이크로파발진기의 위상잡음 특성에 영향을 미치는 P-HEMT의 비선형 파라미터를 선정하고, 3개의 비선형 파라미터와 최소 위상잡음을 분석하였다. 분석된 P-HEMT가 저 위상잡음을 가지는 최적의 바이어스 동작점을 선정하여, 선정된 바이어스 동작점에서 두 가지 형태의 발진기를 설계하므로 서 발진기의 물리적 구조에 의한 위상 잡음의 영향을 비교하고 위상잡음의 감소방안을 제시하였으며, 이를 이용하여 ku-대역 위상동기유전체공진 발진기를 설계 제작하였다.
본 논문에서는 새롭게 제안되는 L-형 모노폴 슬롯 공진기를 이용한 X-band용 평면형 트랜지스터 발진기를 제안하였다. 평면형 설계를 위해 끝이 개방된 L자형 모노폴 슬롯을 트랜지스터 발진기의 공진기로 사용하였다. 3단계를 통한 공진기의 모의 실험 설계 결과 1169.84의 높은 Q 값과 49.934 dB의 높은 삽입 손실을 확인하였다. 최종 설계 및 제작된 발진기의 측정결과 7 dBm 이상의 발진 출력과 100 kHz 오프셋에서 - 58 dBc/Hz의 양호한 위상 잡음 특성을 가지는 것을 확인하였다. 제안된 발진기는 평면형으로 마이크로파 집적회로 기술에 직접 적용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 DRO(유전체 공진 발진기)의 경우처럼 3D 구조의 금속 공동, 튜닝 스크류 등 추가 기기 없이 마이크로스트립 형태로만 구현할 수 있어 크기를 줄일 수 있다는 장점도 있다.
위상 잡음 특성이 마이크로파 발진기에서 중요한 설계 요소가 되면서 위상잡음을 줄이기 위한 여러 방법의 연구 결과가 제안되었다. 이러한 방법들은 위상잡음을 줄이기 위해 공진기의 Q 값을 증대시키는데 초점을 맞추었다. 유전체 공진기는 높은 Q 값을 갖기 때문에 그동안 낮은 위상잡음을 갖는 마이크로파 발진기에 널리 사용되어 왔다. 그러나 이것은 입체적 구조로 되어 있기 때문에 초고주파 집적회로(MMIC)에 적용할 수가 어려웠다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 평면형 구조이면서 위상잡음 특성을 개선할 수 있는 새로운 구조의 개방 링형 DGS 공진기를 제안하고, 이것을 이용하여 위상잡음 특성이 개선된 5.8GHz 대역의 발진기를 설계하였다. 개방 링형 DGS 공진기는 $50{\Omega}$ 전송선로 밑면에 링 모양으로 식각된 접지면을 갖는 구조로 되어있다. 발진기의 특성은 5.8GHz의 기본 주파수에서 6.1dBm의 출력레벨과 -82.7 dBc@100kHz의 위상잡음 특성을 나타내었다. 이것은 ${\lambda}/4$ 마이크로스트립 공진기를 이용한 것보다 위상잡음 특성이 96.5dB 정도 개선되었다.
본 논문에서는 pHEMT의 게이트 전압을 제어하여 저 위상잡음과 고 안정 특성을 나타내는 Ku-band위상 동기유전체공진 발진기를 설계하였다. 발진기를 설계에서 위상잡음에 영향을 주는 P-HEMT의 비선형소자를 선정하고 게이트 전압에 따라 최소 위상잡음을 나타내도록 최적화 시켰으며 바이어스에 따른 산란계수를 이용하여 전압제어 마이크로파 발진기를 설계한 후 안정특성을 위하여 위상동기회로를 적용하였다. 디지털마이크로파 통신시스템에 이용되는 10.75GHz의 주파수에서 동작되는 고안정 위상동기발진기는 전치분주기 형태로 제작하였으며 설계된 마이크로파 발진기는 9.17dBm 출력전력과 -88 dBc/Hz @10KHz의 위상잡음 특성을 나타내었다.
본 연구는 인체 귓불 생체조직을 유전체로 하는 평행판 커패시터를 이용한 새로운 방식의 공진기를 제안하였으며, 비 침습 방식으로 준 마이크로파 신호를 이용하여 생체조직의 혈당변화를 관찰할 수 있는 가능성을 연구하였다. 공진기는 마이크로스트립 선로의 접지면을 활용하여 용량성 슬롯(inductive slot)과 연결된 평행판 커패시터로 구성된다. 커패시터 도체판은 인체조직을 가상한 팬텀 박스(phantom box)를 포함한다. 시뮬레이션을 토대로 제안된 공진기를 설계하여 제작하였다. 혈당 농도 수준변화를 3단계(0, 250, 500 mg/dL)에서 실험하였고, 반사계수($S_{11}$)가 측정되었다. 100 이상의 높은 Q 값을 갖는 공진기를 통해, 900 MHz 대역 부근에서 250 mg/dL의 농도 수준변화 대비 약 9 MHz의 주파수 천이가 관찰되어 혈당 센서에 적용 가능성을 입증하였다.
공진주파수의 온도계수(.tau./sub f/)가 큰 양(+)의 값을 가졌거나 혹은 음(-)의 값을 지녀 실제 활용되지 못하고 있는 마이크로파 유전체를 대역통과 필터에 응용하기 위한 대역통과 필터의 설계 방법이 제안되었고, 이 방법에 따라 제작된 대역통과 필터의 온도 안정성이 확인되었다. 이 방법에서 유전체 대역통과 필터를 구성하는 각각의 유전체 공진기는 서로 상반된 유전율의 온도계수(.tau./sub .epsilon./)를 지닌 유전체를 접합시켜 만든 SIR(Stepped Impedance Resonator) 구조로 되어있으며, 공진조건으로부터 접합 SIR의 공진주파수가 온도 변화에 안정하기 위한 길이 조건과 필터 설계에 필요한 susceptance slope parameter가 구해졌다. 설계하고자 하는 접합 SIR을 이용한 대역통과 필터는 중심주파수 915 MHz에서 통과대역폭 20 MHz를 갖도록 하였으며, 접합 SIR의 유전재료는 유전율의 온도계수(.tau./sub .epilon./)가 양(+)의 값을 갖는 MgTiO/sub 3/(.tau./sub .epilon./=+99 ppm/.deg. C)와 음(-)의 값을 갖는 Ba(Zn/sub 1/3/Nb/sub 2/3/)O/sub 3/(.tau./sub .epilon./=-77 ppm/.deg. C)을 이용하였다. 최종적으로 필터 설계식에 따라 설계된 접합 SIR 대역통과 필토의 온도 안정성이 시뮬레이션과 실제 제작을 통해 확인되었다.
본 논문에서는 평면 유전체 기판의 유전율 측정을 위해 마이크로스트립 결함 접지구조를 기반으로 한 고감도 마이크로파 센서의 설계 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 센서는 H-모양 개구의 리지 구조를 커패시터 기호 모양으로 변형하여 설계하였다. 제안된 센서의 감도를 기존의 이중 링 상보형 분할 링 공진기를 기반으로 한 센서의 감도와 비교하였다. 두 센서는 피 시험 기판이 없는 상태에서 전송 계수가 1.5 GHz에서 공진하도록 0.76 mm 두께의 RF-35 기판 상에 설계하고 제작하였다. 피 시험 기판으로 비유 전율이 2.17에서 10.2 범위에 있는 타코닉 기판 5종을 선택하였다. 실험 결과, 전송계수 공진주파수의 이동으로 측정된 제안된 센서의 감도는 기존 이중 링 상보형 분할 링 공진기를 기반으로 한 센서와 비교할 때 1.31배에서 1.62배 증가하는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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