• 제목/요약/키워드: 임피던스 조절

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CPS구조를 갖는 910MHz 대역 RFID Tag용 마이크로스트립 패치 안테나 설계 (A CPS-type Microstrip Patch Antenna Design for 910MHz RFID Tags)

  • 손명식;조병모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.144-150
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    • 2008
  • 본 논문에서는 비아홀(via hole) 구조가 필요 없는 910MHz RFID 태그용 CPS(coplanar stripline) 형태의 마이크로스트립 패치 안테나를 HFSS 안테나 설계 시뮬레이션을 통해 최적 설계한 과정 및 그 결과를 나타내었다. 단순한 마이크로스트립 패치 안테나의 제작 구조를 얻기 위해서 비아홀 구조가 없고 대역통과(bandpass) 필터를 사용하지 않았으며, RFID 태그 칩과 안테나간의 임피던스 정합을 위해서만 임피던스 정합 네트워크 회로를 사용하였고, 안테나 크기를 조절해가며 최적 시뮬레이션을 수행하였다. 안테나 설계 시뮬레이션의 신뢰성을 확보하기 위하여 우선 기존에 발표된 5.8GHz에서의 안테나 결과를 이용해 최적화된 HFSS 시뮬레이션 파라미터를 결정하였다. 이를 토대로 비아홀 구조가 필요 없는 910MHz의 중심주파수를 갖는 CPS구조의 마이크로스트립 패치 안테나를 최적 설 계하였으며, 본 논문에서 제안된 CPS구조의 패치 안테나가 910MHz RFID 태그에 적용 가능함을 보였다.

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X-대역 GaN HEMT Bare-Chip 펄스-전압 펄스-RF 수동 로드-풀 측정 (Pulsed-Bias Pulsed-RF Passive Load-Pull Measurement of an X-Band GaN HEMT Bare-chip)

  • 신석우;김형종;최길웅;최진주;임병옥;이복형
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.42-48
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    • 2011
  • 본 논문에서는 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) bare-chip을 이용하여 X-대역에서 수동로드 풀(Passive load-pull)을 수행하였다. 열로 인한 특성 변화가 최소화 된 동작 조건을 얻기 위해 드레인 바이어스 전압과 입력 RF 신호를 펄스로 인가하였다. 전자기장 시뮬레이션과 회로 시뮬레이션을 병행하여, 와이어 본딩 효과를 고려하여 드레인 경계면에서의 정확한 임피던스 정합 회로를 구현하였다. 임피던스를 변화시키기 위해 마이크로스트립 라인 스터브의 길이가 조절 가능한 회로를 설계하였다. 펄스 로드 풀 실험 결과 8.5 GHz에서 9.2 GHz 대역에서 최대 42.46 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 58.7%의 드레인 효율 특성을 얻었다.

T자 모양 슬릿 구조를 이용한 이중 대역 공진 주파수 변환 삼각형 마이크로스트립 안테나 (A Triangular Microstrip Antenna with T-Shaped Slits for Tunable Dual-Band Applications)

  • 이건명;성영제;김영식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.141-146
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    • 2009
  • 본 논문에서는 인위적인 커패시턴스 값의 변화에 따라서 공진 주파수가 이동하여 다중 대역을 포함하는 이중 대역 공진 주파수 변환 안테나를 제안하였다. 인위적인 커패시턴스 값의 변화는 버랙터 다이오드 조절의 선행연구로써, 칩 커패시터를 이용해 주파수 변환 범위와 안테나 특성에 관해 분석하였다. T자 모양 슬릿의 짧은 부분에 장착된 서로 다른 칩 커패시터는 안테나의 입력 임피던스의 변화를 준다. 변화된 입력 임피던스는 안테나의 방사 패턴의 변화 없이, 일정한 범위 내에서 이중 대역 공진주파수를 유지하면서 가변함을 실험을 통해 검증하였다. 제안한 안테나의 공진 주파수는 저주파 대역과 고주파 대역에서 각각 400 MHz, 200 MHz의 범위안에서 변화가 가능하다. 또한, 10 dB 반사 손실 대역폭은 저주파 대역에서 $0.78{\sim}1.21\;GHz$, 대역폭 10 MHz를 가지며, 고주파 대역에서는 $1.97{\sim}2.17\;GHz$, 대역폭 50 MHz를 가진다. 제안한 안테나는 저주파 대역에서 0 dBi, 고주파 대역에서 3 dBi의 안테나 이득을 갖는다.

정밀 토크 제어를 위한 SMPM 전동기의 약자속 영역에서 자기 돌극성 추정 (Magnetic Saliency Estimation of SMPM Motor for Precise Torque Control using State-Filter in Flux-Weakening Operation)

  • 장주영;최찬희;석줄기
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.67-73
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    • 2009
  • 본 논문에서는 고속에서 토크 제어 시 표면 부착형 전동기에 발생되는 자기 포화 현상으로 인한 돌극 현상을 분석하고 해석한다. 인덕턴스 추정을 위한 State-Filter를 고안하여 d축과 q축의 임피던스를 추정하며 추정된 d축과 q축의 임피던스 차이로 자기 포화로 인한 돌극성이 존재한다는 것을 증명한다. 또한, 약자속 영역에서 토크 제어를 수행함에 있어서 돌극성 효과를 고려한 전류제어 방법을 제안한다. 릴럭턴스 토크를 가지는 전동기 모델을 기반으로 하여 제안된 제어기는 전류 제한원에서 토크 곡선을 따라 d축과 q축의 전류를 조절한다. 제안된 전류제어의 타당성을 증명하기 위해 600[W] 상용 SMPM 전동기를 대상으로 실험을 수행하였다.

혈액백용 UHF RFID Tag 안테나와 혈액관리용 시스템 (UHF RFID Tag Antenna for a Blood Bag and BIS (Blood Information System))

  • 최재한;전병돈;정유정
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권1호
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    • pp.102-107
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    • 2011
  • 헌혈원에서 현재 헌혈원 혈액백에 부착된 바코드를 하나씩 스캔하여 관리하는 것을, 관리의 효율성을 높이고 정확성을 높이기 위해 UHF RFID 혈액관리시스템 BIS(Blood information system)을 구현하였고, 고유전율인 혈액이 들어있는 헌혈용 혈액백 (blood bag)에 부착 가능한 UHF RFID Tag 안테나를 설계하였다. RFID Tag 안테나는 부착된 물체의 전기적인 특성으로 인하여 영향을 받으므로, 고유전율인 혈액에 근접 시 태그 안테나의 임피던스 성분이 변하게 되어 태그의 반사손실 및 대역폭에 영향을 주게 된다. 고유전율에 부착된 일반 태그가 냉장고 안에서 인식률이 20%도 미치지 못한다. 그래서 이러한 영향을 고려하여 일반 다이폴 형태의 태그에 반사판을 사용하여 설계하였다. 반사판이 있을 때와 없을 때, 반사판과 다이폴 태그와의 간격, 다이폴 안테나에 T 매칭 구조의 존재에 따라 임피던스를 조절하여 칩과의 정합 회로를 구성하여 최적화된 태그를 설계 및 제작하였으며 제작된 태그의 특성과 인식거리 패턴을 측정 비교하였다. 또한 본 태그를 사용하여 BIS를 구현하여 혈액관리가 실시간으로 되도록 하였다.

$\lambda$/4 Hairpin 공진기를 이용한 2.4 GHz 대역 LTCC 대역통과 필터의 설계 (The Design of 2.4 GHz Band LTCC Bandpass Filter using $\lambda$/4 Hairpin Resonators)

  • 성규제
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.7-11
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    • 2004
  • 본 논문에서는 $\lambda$/4 헤어핀 공진기를 2.4 GHz 대역의 LTCC(Low Temperature Co-fire Ceramic) 대역통과 필터의 설계에 적용하였다. $\lambda$/4 헤어핀 공진기는 전송선로의 폭을 일정하게 유지한 상태로 특성임피던스를 변화시킬 수 있어, 등가적으로 SIR(Stepped Impedance Resonator)로 동작한다. $\lambda$/4 헤어핀 공진기는 평행결합 선로와 전송선로 부분으로 구성된다. 따라서 공진기의 두 부분의 특성임피던스는 서로 다른 값을 갖는다. 또한 공진기 사이의 결합량을 조절하기 위하여 사용하는 부가적인 결합 패턴은 결합위치에 따라 결합량을 다르게 할 수 있다. 평행 결합선로의 결합 구조와 부가적인 결합 패턴을 모두 고려한 대역통과 필터를 설계하기 위해서 두 결합구조의 등가회로를 하나의 인버터로 통합하는 과정을 제시하였다. 2.4GHz 대역에서 150 MHz 대역폭의 대역통과 필터를 적층 구조로 설계하여 설계 결과와 잘 일치하는 특성을 얻었다.

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UHF 대역 CP 스파이럴 RFID 리더 안테나 설계 (Design of a CP Spiral RFID Reader Antenna in UHF Band)

  • 이주용;추호성;박익모;한원근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.562-571
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    • 2008
  • 본 논문에서는 스파이럴 구조를 이용하여 UHF 대역에서 원형 편파 특성을 가지는 RFID 리더 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 FR-4 기판에 스트립 라인으로 인쇄되어 대량 생산이 용이한 평면 구조이며, UHF RFID 주파수 대역폭($860{\sim}960$ MHz)을 만족시킬 수 일도록 설계하였다. 또한, 본체를 스파이럴 구조로 제작하여 원형 편파 특성이 광대역($860{\sim}960$ MHz)에서 일어날 수 있도록 하였으며, 급전 부분은 0.25 $\lambda$ 정합기를 사용하여 임피던스 정합이 이루어지도록 하였다. 제안된 안테나는 복사 이득과 복사 패턴의 조절이 용이하고, 크기가 소형화되었음에도 불구하고 광대역에서 임피던스 정합 및 원형 편파 특성을 유지할 수 있다. 측정 결과, 제작된 안테나는 반사 손실 대역폭 13%, 원형 편파 대역폭 23%의 특성을 가지고, 동작 주파수 대역에서 약 6.5 dBi의 복사 이득을 가져, RFID 리더 안테나로 활용할 수 있음을 확인하였다.

수정된 Inset 급전선과 단일 슬롯을 이용한 이중대역 마이크로스트립 안테나 (Dual Band Microstrip Antenna with Modified Inset Feeder and a Slot)

  • 이승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권9호
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    • pp.800-807
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    • 2016
  • 본 논문에서는 수정된 inset 급전 구조와 단일 슬롯이 장하된 이중대역 마이크로스트립 안테나에 대해 연구하였다. 수정된 inset 급전선은 x방향의 수직 inset 급전선과 전체 inset 급전선의 길이를 줄이기 위해 추가된 y방향의 수평 inset 급전선으로 구성된다. 임피던스 정합을 위한 급전선의 전체 길이는 수평 inset 급전선의 길이를 조절함으로써 구현된다. 낮은 공진 주파수와 높은 공진 주파수 간의 비율도 슬롯의 치수를 변화시킴으로써 쉽게 얻을 수 있었다. 또한, 슬롯의 길이와 위치가 안테나 대역폭, 입력 임피던스 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 안테나를 제작하여 실험한 결과, 공진 주파수 간의 비율을 1.25에서 1.88까지 변하게 하였다. 그리고 높은 공진 주파수 방사 패턴인 $TM_{30}$은 낮은 공진 주파수 방사패턴인 $TM_{10}$과 거의 같았으며, E평면에서 -20.0 dB 이하의 교차 편파 특성을 보였다. 이러한 결과들로써 본 연구에서 제안된 안테나는 단일 급전 이중 대역 안테나로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

1.8GHz 대역용 CPWG 안테나 연구 (Study on the CPWG Antenna of 1.8GHz)

  • 박용욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.259-264
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    • 2016
  • 본 논문에서는 코프래너 그라운드 도파관(CPWG)에 의해 급전되는 패치 안테나의 설계 방법 및 안테나 특성을 연구하였다. 안테나의 패치 길이, 폭, 위치를 조절하여 안테나와 CPWG 급전선이 임피던스 정합 되도록 하였다. 또한 안테나의 특성을 향상시키기 위해 CPWG 안테나의 설계 변수인 패치 길이. 패치 넓이, 패치 위치 및 그라운드 포지션에 따른 안테나 특성 변화를 HFSS 프로그램을 사용하여 안테나의 주파수 특성을 시뮬레이션 하였다. 이 결과를 바탕으로 1.8GHz LTE 대역에서 사용 가능한 CPWG 안테나를 설계하고, 설계 된 안테나를 유전율 4.4, 두께 0.8mm인 FR4-epoxy 기판을 사용 하여 포토리소그래피 방법으로 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 최종적으로 회로망 분석기(Network Analyzer)를 통해 안테나 특성을 분석하였다. 측정된 안테나의 주파수 특성은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하여 본 연구의 타당성을 확인 할 수 있었다. 제작된 CPWG 안테나는 중심주파수 1.80 GHz, 입력반사손실 -32.1 dB, 대역폭 22 MHz, 임피던스 $50.2{\Omega}$의 결과 값을 보였다. 본 연구에서 제안된 안테나는 LTE 대역에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

결합계수 및 주파수 튜너블 다중대역 내장형 안테나에 관한 연구 (A Study on Coupling Coefficient and Resonant Frquency tunable Multi-band Internal Antenna)

  • 이문우;이상현
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권8호
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    • pp.59-66
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    • 2010
  • 본 논문은 안테나 구조체의 물리적 변화없이 안테나의 단락점에 연결되어있는 인덕터 값에 따라 급전점과 단락점 사이의 결합계수 뿐 아니라 안테나의 공진 주파수를 조절할 수 있는 이동통신용 안테나를 구현하였다. 설계된 안테나는 3중 대역 이상의 주파수 조절이 가능하고 동작 주파수 대역은 GSM(880~960MHz), GPS(1575MHz), DCS(1710~1800MHz), US-PCS(1850~1990MHz), WCDMA(1920~2170MHz) 대역을 포함한다. 제작된 안테나는 반파장 로디드 라인 안테나와 PIFA 구조를 결합한 형태이고 두 개의 단란점과 하나의 급전점을 공유한다. 두 개의 단락점 각각에 인덕터를 추가하여 하나의 인덕터는 급전점과 단락점 사이의 결합계수를 조절하고 다른 하나의 인덕터는 높은 주파수 대역의 공진 주파수를 조절한다. 안테나의 입력 임피던스 조절을 위한 인덕턴스의 범위는 0nH ~ 6.8nH 이고 이득의 변화는 GSM 대역에서는 0.15dBi, GPS 대역에서는 0.73dBi, WCDMA 대역에서는 0.29dBi 이내이다. 또한 공진 주파수 조절을 위한 인덕턴스의 범위는 0nH ~ 4.7nH의 범위에서 1640~2500 MHz (VSWR 3:1 기준)이고 이득의 변화는 GSM 대역에서는 0.46dBi, GPS 대역에서는 0.53dBi, DCS/US-PCS/WCDMA 대역에서는 0.59dBi 이내이다.