• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권2호
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• pp.47-55
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• 2012

본 논문에서는 능동-가중치 전하 샘플링을 이용하는 고차의 시간상 이동평균 필터가 제안된다. 샘플링되는 전하의 비율을 바꾸기 위해서 가변 트랜스컨덕턴스 증폭기(variable transconductance OTA)가 전하 샘플러 앞단에 사용되며, 전하의 비율은 OTA의 제어 트랜지스터들을 스위칭하여 효과적으로 변하게 된다. 그 결과, 능동-가중치 샘플링을 이용하는 고차의 시간상 이동평균 연산이 가능해진다. 또한, OTA의 트랜스컨덕턴스는 제어 트랜지스터들의 크기를 통해 비율이 조절되므로 비교적 정확하며 공정 변화에 안정적이다. 고차의 시간상 이동평균 필터는 소수의 스위치와 샘플링 커패시터를 사용하므로 작은 크기와 높은 전압 이득을 가지며 기생 성분의 발생을 줄일 수 있다. 제안된 고차의 시간상 이동평균은 2차-2입력 시간상 이동평균 (TMA-$2^2$) 필터로 TSMC $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현되었다. 설계된 필터의 전압 이득은 약 16.7 dB이며 P1dB와 IIP3는 각각 -32.5 dBm과 -23.7 dBm으로 시뮬레이션된다. 출력 버퍼를 포함한 전체 직류 전류 소모는 약 9.7 mA이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1566-1573
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• 2016

본 논문은 무인기(UAV) 기반 공중 네트워크 시스템을 위한 polyphase In-phase/Quadrature-phase(I/Q) 네트워크 기반 빔-포밍 수신부를 제안한다. 제안하는 polyphase I/Q 네트워크는 낮은 Q-factor와 높은 임피던스를 갖기 때문에 작은 손실로 벡터 변조기를 구동할 수 있다. 벡터 변조기는 가변 이득 증폭기(VGA)로 구성되며, In-phase 및 Quadrature-phase 위상 신호의 진폭 제어 및 벡터 합을 통해 위상을 가변한다. 제안하는 빔-포밍 수신부는 TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 통해 구현하였다. 프로토타입은 5-6GHz 주파수 대역(-40dB 입력)에서 검증하였다. 6bit 벡터 변조기 제어를 통해 $5.6^{\circ}$ LSB (least significant bit)로 $360^{\circ}$ 위상 가변이 가능하다. 위상 오차는 평균 $1.6^{\circ}$이며, 진폭 오차는 평균 0.3dB이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.715-720
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• 2016

본 논문에서는, 휴대기기를 위한 PWM(Pulse Width Modulation), 전압모드 DC-DC 승압형 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 현재 소형화 되어가고 있는 휴대기기 시장에 적합하도록 1 MHz의 스위칭 주파수를 사용하여 칩 면적을 줄였다. 제안하는 DC-DC 컨버터는 전력단과 제어단으로 이루어지며 전력단은 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터 등으로 구성되며 제어단은 연산증폭기, 밴드갭 회로, 소프트 스타트 블록, 히스테리시스 비교기와 비겹침 드라이버로 구성된다. 설계된 회로는 히스테리시스 비교기와 논오버랩 드라이버를 사용하여 낮은 전압에서 구동되는 휴대기기의 잡음의 영향을 줄이고 출력전압 리플을 감소시켰다. 제안하는 회로는 1-poly 6-metal CMOS 매그나칩/하이닉스 $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 레이아웃을 진행하였다. 설계된 컨버터는 입력 전압 3.3 V, 출력전압 5 V, 출력전류 100 mA 출력전압 대비 1%의 출력 전압 리플과 1 MHz의 스위칭 주파수의 특성을 갖는다. 본 논문에서 제안하는 승압형 DC-DC 컨버터는 PDA, 휴대폰, 노트북 등 휴대용 전자기기 시장에 맞는 고효율, 소형화 컨버터로서 유용하게 사용 될 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.315-321
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• 2003

고온, 고압에서 운용되고 있는 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용시간 동안 열화된 물성을 정기적으로 점검하여 설비의 잔여수명을 평가해야 한다. 본 연구에서는 교류 섭동 자기장을 인가하여 구한 가역투자율 값을 이용하여 1Cr-1Mo-0.25V 강의 잔여수명을 평가하기 위한 자기적 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 자기이력곡선의 미분값인 가역투자율이 보자력에서 첨두 값을 갖는 특성을 이용하였으며, 측정원리는 교류 섭동 자기장의 주파수에 동조된 록-인 증폭기를 사용하여 탐지코일에 유도된 제 1 고조파의 전압을 측정하는 것이다. 가역투자율의 첨두값 간격 (peak interval of reversible magnetic permeability: PIRMP)과 비커스 경도는 열화가 진행됨에 따라 감소하였다 따라서 비커스 경도와 PIRMP상관관계에 의해 연화곡선을 구할 수 있고, 이 연화곡선에 의해 터빈로터 강의 잔여수명을 평가할 수 있다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권1호
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• pp.40-48
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• 2000

저전압 저전력 신호 처리를 위한 새로운 바이폴라 선형 트랜스컨덕터와 이것을 이용한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기를 제안한다. 이 트랜스컨덕터는 이미터 디제네레이션 저항을 갖는 npn 차동쌍과 이 차동쌍에 직렬로 연결된 pnp 차동쌍으로 구성된다. 이 구성에서 넓은 선형성과 온도 안정성을 위해 pnp 차동쌍의 바이어스 전류는 npn 차동쌍의 출력 전류를 사용하고 있다. 제안한 OTA는 선형 트랜스컨덕터와 세 개의 전류 미러를 갖는 트랜스리니어 전류 셀로 구성된다. 제안된 트랜스컨덕터는 종래의 그것과 비교하였을 때 우수한 선형성과 저전압 저전력 특성을 갖는다. 실험 결과, 50 ${\mu}S$의 트랜스컨덕턴스를 갖는 트랜스컨덕턴스가 공급 전압 ${\pm}$3V에서 입력 전압 범위가 -2V에서 +2V 사이에 ${\pm}$0.06% 보다 작은 선형 오차를 갖는다. 전력 소비는 2.44 mW이다. 25 ${\mu}S$의 트랜스컨덕턴스를 갖는 OTA 시작품을 바이폴라 트렌지스터 어레이를 가지고 만들었다. OTA의 선형성은 제안한 트랜스컨덕터와 같다. OTA 회로는 또한 0.5 S/A의 감도로 바이어스 전류 변화에따라 4-디케이드(decade)에 걸쳐서 선형적인 트랜스컨덕턴스를 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.943-952
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• 2006

OFDM(Orthogonal Frequency Division Mulitiplexing) 시스템은 유무선 고속 디지털 통신 분야에 응용되고 있다. 그러나 OFDM은 다수의 반송파를 이용하기 때문에 동위상의 신호가 합쳐져 높은 PAPR(Peak to Average Power)이 발생하고, 그로 인해 비선형 증폭기를 거치면서 신호가 왜곡되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제의 대책으로 대개 PAPR을 낮게 하여 전송하는 기법을 이용한다. 그러나 본 논문에서는 가장 낮은 PAPR을 찾는 PAPR 저감 기법 대신에, 비선형성으로 나타난 IMD(Inter-Modulation Distortion)를 저감시키게 하는 방법을 연구한다. IMD 감소 기법은 비선형 입출력 특성 다항식의 3차 항에 의해 발생된 왜곡 신호 중에 최소 왜곡 신호를 수신기로 전송하는 방식이다. 본 논문에서는 기존에 PAPR을 저감하기 위하여 제안된 TR(Tone Reservation) 기법을 사용하되, PAPR 자체를 저감하기 보다는 비선형 HPA를 거친 후 발생하는 IMD 성분을 저감하는 방식을 제안한다. 그리고 TR 기법을 이용하여 PAPR 저감과 제안된 IMD 저감의 시뮬레이션 비교 분석 결과, 3차 비선형에 대해 IMD 저감이 PAPR 저감에 비해 BER 성능이 좀 더 향상되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.519-528
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• 2006

본 논문은 Wibro용으로 사용될 수 있는 PAM 사양을 설정하고, 사양을 바탕으로 Wibro 동작에 적합한 PAM 구조를 제시하고, 설계하는데 목적을 두었다. Wibro용에 적합한 PAM 설계가 되도록 2005년 802.16e 규격 승인에 따른 최종 개정 안인 TTA의 TTAS_Ko_06_O082R1과 국제규격 IEEE Std. 802. 16d/e를 기반으로 사양을 정하였으며, 높은 효율 동작을 위해 최종단 증폭기는 Doherty 구조를 갖도록 하였고, 보다 높은 선형성 동작을 위해 pre-distorter를 적용 설계하였다. 제작된 PAM은 전체의 사용 대역과 전체의 사용 출력 범위에서 $26.5dB{\pm}1.0dB$의 이득 특성과 -14 dB 이하의 입출력 반사 손실 특성을 가지며, 최대 사용 출력인 26 dBm의 출력점에서 pre-distorter에 의한 4 Tone IMD 특성의 8 dB 개선 효과를 얻어 37 dBc의 결과를 얻었고, Wibro 신호에서는 4.77 MHz Offset 지점에서 5 dB의 개선 효과를 얻으면서 31 dBc의 스프리어스 동작 특성을 얻음과 동시에 Doherty 방식 적용으로 27% 정도의 효율 동작 특성을 얻었다. 제작된 결과는 기존 일반 PAM 구조와 Balanced 구조 그리고 전치 왜곡기가 적용되지 않은 Doherty 구조와의 동작을 비교 분석하여 비교 우위 성능을 가지고 있음을 밝혔다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.227-247
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• 2015

저손실, 전자기 완전차폐, 고전력 특성을 갖는 기판집적 도파관(SIW)을 이용하여 X-band $8{\times}16$ 이중편파 능동 위상배열안테나 시스템을 구현하였다. 16-way SIW 전력분배 네트워크의 측정된 순수 삽입손실(0.65 dB)은 마이크로스트립 경우보다 1 dB 감소하였으며, SIW 부배열($1{\times}16$) 안테나 소자의 측정된 방사효율(73 %)은 약 2배(3 dB) 향상되었다. 이러한 SIW를 이용한 분배손실과 방사효율의 상당한 개선은 능동 위상 배열안테나 시스템에서 고전력 증폭기의 최대출력(P1 dB)을 저감하고, 총 전력소모를 약 30 % 절감할 것이다. SIW 기반으로 제작된 X-band $8{\times}16$ 이중편파 능동 위상 배열안테나 시스템을 이론적인 제어벡터만을 생성하여 0도, 5도, 9도, 18도의 정밀한(최대편차 2도) 빔 조향을 측정하였으며, 열주기/진공 시험에서 우주환경 적합성을 확인하였다. 고효율 SIW 배열안테나 시스템은 고성능 레이더는 물론 차세대 무선통신(5G)을 위한 Massive MIMO와 다양한 밀리미터파 통신시스템(60 GHz WPAN, 77 GHz 자동차 레이더, 초고속 디지털 전송시스템 등)에 매우 유용할 것으로 기대한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1061-1070
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• 2009

본 논문에서는 전기적으로 크기가 큰 능동 위상 배열 안테나에서 발생하는 빔-편이(beam-squint)현상을 해결할 수 있는 시간 지연기를 설계 및 제작하고, 측정 결과를 고찰한다. 시간 지연기는 4-bit 스위치로 제어되는 마이크로스트립 라인으로 설계되었으며, 시간 지연 구조의 손실을 보상해 주기 위해 송수신 경로에 MMIC 증폭기 모듈을 추가하였다. 시간 지연기의 측정을 통해 지연 상태별 이득 및 위상, P1dB, 수신 잡음 지수 등의 전기적 성능 규격을 만족함을 확인하였다. 또한, 제작된 시간 지연기의 성능 검증을 위해 측정 결과를 광대역 능동위상 배열 안테나에 적용하여 빔 패턴 보정 효과를 확인하였다. X 밴드 대역에서 800 MHz 대역차를 갖는 675.8 mm 크기의 안테나에 대해 빔 편이 현상을 보정해 본 결과 ${\pm}0.1^{\circ}$이던 주파수에 따른 조향각 오차가 ${\pm}0.1^{\circ}$ 이내로 줄어드는 효과를 확인하였으며, 향후 광대역 능동 위상 배열 안테나 시스템에 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.857-864
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• 2010

본 논문에서는 LINC(LInear amplification with Nonlinear Component) 시스템의 두 경로 간의 이득 및 위상 오차의 발생에 의한 신호 왜곡을 분석하고, 이를 기반으로 생성한 LUT(Look Up Table)를 활용하여 효율적으로 경로 오차를 제거하는 기법을 제안한다. LINC 시스템은 Outphasing 기법을 활용하기 때문에 경로 오차에 의한 EVM (Error Vector Magnitude) 및 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)의 성능 저하가 커진다. 이득 오차, 위상 오차를 두 개의 변수로 하여 EVM과 ACPR을 구하는 방법을 도출하였다. 도출한 방법을 기반으로 EVM, ACPR에 관한 2차원 LUT를 생성하고, 파일럿 신호 없이 효율적으로 경로 오차를 도출하는 기법을 제안하였다. DSP(Digital Signal Processing) 기반의 경로 보상기를 포함한 LINC 시스템을 구축하고 성능을 검증하였다. 대역폭 1.5 MHz, 4.7 dB의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 16QAM 신호에 대하여 보상 전에 경로 간 95 %의 이득 비율과 $19.33^{\circ}$의 위상 지연을 가지고 있는 LINC 시스템에 대하여 제안된 기법을 적용한 경우, 경로 간 이득 비율은 99 % 이상, 위상 지연 값은 $0.5^{\circ}$ 이하로 보정되었으며, ACPR은 18.1 dB 향상됨을 확인하였다.