본 논문에서는 계단 임피던스를 갖는 삼각패치형 5단 저역 통과 여파기를 제안한다. 제안된 구조는 일반적인 계단형 임피던스 저역 통과 여파기를 직각 이등변 삼각형으로 접어 구현한 구조로서, 설계법은 기존의 계단형 임피던스 여파기와 동일하다. 또한, 기존 계단형 임피던스 여파기와 다르게, 이 구조는 콤팩트하게 접히면서 생성된 slot들에 의하여 여파기의 차단 주파수 및 차단 대역폭과 감쇠극 특성을 조절할 수 있는 장점을 가지고 있고 또한, 소형화에 유리하다. 제작된 여파기는 $13.75mm{\times}6.875mm$의 크기로 일반적인 계단형 임피던스 여파기에 비해 24.4 %의 크기가 감소되었다. 측정 결과, 통과 대역에서 -10 dB 이하의 반사 손실과 차단 대역에서 -10 dB 이하의 삽입 손실을 보였고, 약 $3f_c$까지 차단되었다.
본 논문에서는 대역폭 조정이 가능한 다중 생체 신호 처리용 대역 통과 필터 회로에 관한 것이다. 일반적인 대역 통과 필터는 출력 단에 연결되는 커패시터 배열의 값을 조절하여 고역 -3dB 차단 주파수를 결정한다. 하지만 본 논문에서 제안하는 대역 통과 필터 회로는 커패시터 대신에, 증폭기에 사용되는 바이어스 전압을 통해 증폭기의 트랜스 컨덕턴스 값을 조절하여 차단 주파수를 조절한다. 이러한 방법은 기존의 방식보다 칩 면적을 최소한 1/10로 줄일 수 있어 저면적 설계가 가능하다. 조정 가능한 고역 -3dB 차단 주파수의 대역은 100Hz에서 1KHz이며 사용된 공정은 0.18um CMOS 표준 공정이다. 저 전력 설계를 위해 회로는 서브 스레쉬 홀드 영역에서 동작하며 공급전압은 1V이고, 회로의 총 전류 소모는 1uA이다.
TVWS에 대한 관심이 증가하고 있고, TVWS를 이용하는 통신시스템과 서비스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. TVWS는 사용할 수 있는 주파수가 지역적으로 그리고 시간적으로 다르다. 때문에 TVWS를 이용하는 RF 시스템이 주파수가변 대역통과필터를 사용하면 시스템을 효과적으로 운용할 수 있다. 본 논문에서는 470 ~ 698MHz에서 동작하는 주파수가변 대역통과필터를 설계 및 구현하였다. 그리고 주파수가변 대역통과필터는 제어의 용이성과 크기를 고려해서 2-pole로 설계하였다. 구현한 주파수가변 대역통과필터는 제어전압을 1.58 ~ 3.93V 가변하면 470 ~ 698MHz에서 동작하며, 삽입손실은 최대 4.78dB, 반사손실은 10dB 이하를 갖는 것으로 측정되었다. 본 논문의 주파수가변 대역통과필터는 TVWS에서 동작하는 수신기에 직접 사용이 가능하며, 본 논문에서 사용한 주파수가변 대역통과필터의 설계 절차는 대전력 주파수가변 대역통과필터의 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.
그리드/클라우드 컴퓨팅 플랫폼에 외부 기관의 컴퓨팅 자원이 잠시 참여하려면 관련된 모든 방화벽 마다 필터링 규칙을 추가하여야 한다. 따라서 인터넷 응용 플랫폼이 점차 그리드/클라우드 환경으로 진화될수록 다중 방화벽을 동적으로 한 번에 통과하기 위한 연구 필요성이 증대한다. 본 논문에서는 방화벽들마다 필터링 규칙을 추가/삭제하기와 같은 기존의 네트워킹 자물쇠 관리 방식에서 일회용 네트워킹 마스터 키를 사용자가 생성하는 방식으로 전환하는 새로운 다중 방화벽 동적 통과 메커니즘을 제시한다. 여기서 마스터 키는 시스템에서 자동 생성되었던 IP 주소, 포트 번호, 시퀀스 번호 등을 일종의 일회용 패스워드 형태로 네트워킹 상대방과 사전 교환을 통한 후 서로 로컬 방화벽들을 상대방에게 열어주는 키로 활용한다. 따라서 제안된 메커니즘은 단대단 사용자 사이의 방화벽의 종류와 숫자에 관계없이 동적으로 방화벽을 통과할 수 있게 한다.
본 논문에서는 대역통과 여파기와 대역저지 여파기를 하나의 구조로 합성하여 크기 증가 없이 초광대역 특성을 가지면서 Wireless-LAN 대역을 저지하는 대역통과 여파기를 설계, 구현하였다. 대역저지 특성을 얻으면서도 여파기의 크기증가가 없어야 하기 때문에 전송선에 내장된 형태의 오픈 스터브를 사용하였다. 그리고 저역 통과 특성을 얻기 위하여 접지 면에 식각할 수 있는 DGS(Defected Ground Structure) 구조를 이용하였다. 기존의 대역통과 여파기와 저역통과 여파기를 직접 연결하였을 때 보다 크기를 줄일 수 있었다. 측정결과 통과대역은 $2.21GHz{\sim}10.92GHz$ 이고 삽입손실은 최대 0.7dB, 반사손실은 최소 17dB, 군 지연 변화폭은 0.22ns였으며 $5.3GHz{\sim}5.7GHz$의 저지대역을 형성하였다.
서해 상에서 저기압과 태풍 통과 시 해상상태를 비교 분석을 하였다. 1999년 4월 9일${\sim}$12일에 강한 저기압이 화중지방에서 발생하여 서해를 지나 한반도에 영향을 미친 경우의 9905호 태풍 NEIL과 9907호 태풍 OLGA가 서해를 통과하면서 서해 연안에 영향을 미친 사례이다. 봄철 이동성 저기압 발생 시 에는 저기압 중심부의 풍속이 주변 지역에 비해 위상이 빠르고 강하게 나타나며, 이에 수반되어 발생하는 파고는 주변의 지형적 영향으로 다르게 나타날 수 있다. 이에 비해 두 태풍에 의해 발생한 파고는 태풍 Olga가 서해 남부해역에서 북상할 시기에 칠발도 근해상에서 5m이상의 높은 유의파고를 발생한 것 이외에는 저기압 통과 시보다 파고가 낮다. 해일도 태풍보다 저기압 통과 시에 더 크게 나타나는데, 이러한 결과는 강하지만 국지적이고 빠르게 이동하는 태풍보다 종관적이고 느리게 이동하는 기압장에 의해 발생한 파도와 해일이 더 클 수 있음을 보여준다.
본 논문에서는 필터의 손실이나 크기의 증가 없이 저지 대역을 현저히 화장시킬 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 제안한 저역 통과 필터는 기존에 발표된 변형된 일반화된 체비셰프(MU: Modified Generalized Chebyshev)저역 통과 필터와 외형상 소자의 구성이 유사하지만 필터의 소자값이 서로 완전히 다르다. 기존의 MGC 필터는 두 번째 감쇠극만을 고조파 제거(또는 억제)에 사용했지만, 반면에 제안한 필터는 두 번째 감쇠극뿐만 아니라 첫 번째 감쇠극의 3차 고조파를 적절히 이용함으로서 저지 대역 특성이 기존의 MGC 필터보다 우수하다. 제안한 이론에 따라 저역 통과 필터를 제작하였고, 제작된 필터의 측정으로부터 제안된 필터는 저지 대역폭이 전형적인 GC(Generalized Chevbyshev)필터에 비해 4배 이상, 기존의 MGC 필터보다 1.7배 이상의 넓은 범위에 이름을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 통과 대역폭이 5KHZ, ripple이 0.1dB이하인 스위치드 캐패시터(Switched Capacitor) 필터를 $0.8{\mu}m$ single poly CMOS ASIC 표준 공정을 이용하여 집적화된 단일 칩으로 제작하였다. 제안된 5차 타원 저역 통과 필털의 구성은 MOS 스위치와 poly 캐패시터, 5개의 2단 CMOS op-amp로 구성하였다. 필터구현은 LC 수동형으로부터 연속전달함수 H(s)를 구하고 쌍선형 z변환을 통하여 이산전달함수 H(z)으로 바꾸어 2차 바이쿼드(biquad)를 종속 연결하는 빌딩블록 방식을 택하였다. 또한 op-amp의 구동범위를 고려하면서 캐패시터 면적을 감소시킨 스케일링 실시한 동일 특성의 필터를 제작하여 그 특성 변화를 비교, 분석하였다. 측정결과 ${\pm}2.5V$ 전원, 50KHz의 표본 주파수에서 2종의 필터 모두 4.96~4.98KHz의 통과 대역폭에 0.7~0.81dB의 리플, 35~38dB정도의 저지대역 이득감쇠 특성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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