• 전자공학회논문지D
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• 제36D권3호
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• pp.1-11
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• 1999

자기공명영상 시스템의 신호 대 잡음 비(SNR, Signal-to-Noise Ratio)를 향상시키기 위해서 quadrature RF 코일을 사용하는 것은 최근의 일반적인 방법이다. 그렇지만 이 때 SNR의 향상을 가져오기 위해서는 완벽한 3dB 커플링과 90°위상차를 가지는 잘 설계된 quadrature coupler가 필수적이다. 또한 RF 여기 주기와 검파 주기 동안 각 포트의 임피던스 정합 조건이 잘 만족되어야 한다. 본 논문에서는 분석과 시뮬레이션 및 제작을 통해 임피던스 부정합 조건(특히,환자)의 영향을 살펴보았고 이의 영향을 최소화하고 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위한 회로 기술로 동적 로딩(dynamic loading)을 처음으로 quadrature coupler 와 송수신 스위치 모듈에 적용하는 것을 제안했다. 또한 quadrature coupler와 송수신 스위치 모듈을 마이크로 스트립을 이용해 설계하고 제작 하였다. 결과적으로 자기공명영상 시스템의 SNR은 수신 동적 부하가 없고 불연속 소자로 된 종전 모듈을 사용했을 때보다 시스템의 SNR이 3dB 높아졌다. 또한 이 모듈은 자기공명영상 시스템이의 최대 5kw의 고출력 RF 신호의 처리가 가능하다. 전력 손실과 크기를 고려할 때, 고유전율을 가진 R/Tduroid 6010 기판을 사용하였으며, 시뮬레이션은 Compact Software을 사용 했다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.94-100
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• 2002

본 논문에서는 N개의 평행 결합선로를 이용한 3 dB 결합기를 해석하였으며, 유도된 식에 의하여 최소의 결합선로 수와 크기로 설계하였다. 기존의 Spectral Domain상에서 N단 평행 결합선로의 4N-port의 산란행렬로부터 port reduction 방법을 사용하여 4-port 산란 행렬을 유도하였으며, 유도된 결과의 타당성을 검증하기 위하여 실제 제작하고 측정하였다. 제작된 결합기는 loose coupling의 평행 결합 선로를 이용하기 때문에 Lange Coupler 와 같은 높은 임피던스와 Tight coupling을 구현할 필요가 없으며, wire bonding포 용이하다. 최소의 단수로 구현하기 위해 높은 유전율과 두꺼운 기판을 사용하여 2단으로 3 dB 구현이 가능함을 제시하였다. 제작결과 3.6 GHz에서 5.5 GHz로 대략 42 %(0.5 dB unbalance) 정도의 광대역 특성을 가지고 위상차도 1$^{\circ}$내외의 결합기를 구현할 수 있었고 격리도 특성 또한 대역 내에서 15 dB 내외의 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.559-565
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• 2014

가장 많이 쓰이는 FR4 이층 기판을 사용하여 3 dB 커플러를 설계하고 제작하였다. 커플러 일부의 겹치는 면적을 키워서 커플링을 증가시키고 대역폭을 증가시키는 구조를 제안하였다. 설계를 위한 주요 파라미터 값들을 여러 조건에 따라 도시하였고, 시뮬레이션과 측정을 통해 검증하였다. 제작된 커플러의 크기는 $30{\times}14mm^2$이고, 중심 주파수 2.5 GHz 에서 0.6 dB의 삽입 손실과 $90.5^{\circ}$의 위상차를 측정으로부터 얻었다. 측정된 삽입 손실 $3.6{\pm}0.5dB$에 대한 주파수 범위는 1.72 GHz에서 3.08 GHz이다. 제안한 커플러는 기존의 랭 커플러와 유사한 성능을 보였고, 와이어 본딩 공정이 필요 없어 추가 비용이 들지 않고 도선의 폭과 간격이 넓어서 제작이 용이하다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
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• pp.180-183
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• 2001

본 논문에서는 N개의 평행 결합선로를 이용한 3dB 결합기를 해석하였으며, 유도된 식에 의하여 최소의 단수와 크기로 3dB 결합기를 설계하였다. 기존의 Spectral Domain상에서 N단 평행 결합선로의 복잡한 관계식 유도를 S 파라미터 관계식으로 간단히 유도 하였으며, 유도된 식의 타당성을 위해 실제 제작 검증하였다. 제작된 결합기는 Loose coupling의 평행 결합 선로의 광대역 특성을 그대로 이용하기 때문에 Lange Coupler와 같은 높은 임피던스와 Tight coupling을 구현 할 필요가 없으며, wire bonding도 용이하게 된다. 최소의 단수로 구현하기 위해 RT/Duroid의 R06006과 같은 높은 유전율과 두꺼운 기판을 사용하여 2단으로 3dB 구현이 가능하게 하였다. 제작결과 3.6GHz에서5.5GHz로 대략 42%(0.5dB imbalance) 정도의 광대역특성을 가지고 위상오차도 1$^{\circ}$내외의 결합기를 구현할 수 있었고 격리도 특성 또한 대역 내에서 15dB 내외의 특성을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.575-581
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• 2000

본 논문에서는 Vector Sum 방법을 이용한 새로운 구조의 능동 위상천이기를 제안하였고 그 위상천이기를 제 어할 독특한 디지털 방식의 위상 제어 방법을 제시하였다. 제안한 새로운 구조의 능동 위상천이기는 Wilkinson power combiner/divider, branch line 3 dB quadrature hybrid coupler, 그리고 dual gate FET(DGFET)를 사용 한 가변 이득 증폭기(VGA)를 이용하여 설계.제작하였다. 그리고 제작된 능동 위상천이기를 디지털 방식으로 동작시킴으로써 제안된 구조가 효율적으로 잘 동작하고 또한 제시된 디지혈 방식으로 제어하는 방법이 타당함을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제37권5호
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• pp.10-16
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• 2000

본 논문에서는 초고주파 집적회로에서 일반적으로 사용되는 90。 branch-line 커플러를 CPW와 마이크로 스트립의 다른 두 전송선이 조합된 형태로 구성하였다. 4포트 회로망에 대해서 even-odd 모드 해석 방법을 통해서 전송선들의 적절한 특성 임피던스를 결정하고, 효과적으로 전송선의 특성을 예측할 수 있는 유한 차분법 시간 영역 방법으로 전체 구조에 대해서 계산하였다 그리고 실제 제작 및 측정을 통해서 계산과 측정 결과가 잘 일치함을 화인하였다. 새롭게 제안된 커플러는 기존의 커플러의 비해 동작 주파수에서 두 출력 포트로 전력이 균등히 분배되고, 위상차가 90。로 유지되는 등 매우 우수한 성능을 가짐을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.383-388
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• 2018

본 논문은 CMOS 공정을 이용하여 1.8 GHz 대역에서 임의의 부하 임피던스를 스위치 제어를 통해 가변 하는 6-포트 기반의 임피던스 변조기에 관한 연구이다. 1.8 GHz 대역 임피던스 변조기는 전력 분배기(Wilkinson power divider), $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기(quadrature hybrid coupler), 그리고 각각의 서로 다른 부하 임피던스 선택을 위한 SP3T 스위치들로 구성하였다. 제안된 임피던스 변조기는 1.4~2.2 GHz에서 -13 dB 삽입손실과 10 dB 이상의 입/출력 반사손실 결과를 얻었다. 또한, 3.3 V의 안정적인 전원공급을 위한 LDO(Low Drop Output) 레귤레이터와 디지털 회로 제어가 간편하도록 SPI(Serial Peripheral Interface)를 집적화했으며, 칩 크기는 패드를 포함하여 $1.7{\times}1.8mm^2$이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권3호
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• pp.7-17
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• 2007

개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 방향성결합기의 특성을 해석하였고, 최적 설계를 위한 효율적인 설계 이론을 제시한다. 이러한 목적을 위해 단순하고도 정확한 등가 회로를 도출하였고, 도출된 등가 회로를 바탕으로 결합기의 설계 수식을 유도하였다. 여러 구조적 설계 변수를 결정하기 위해, 유전 알고리즘과 Holder-Mead 방법에 기반한 진화적 이종 최적화 방법을 사용하였으며, 제안한 설계 방식과 최적화 설계 방법의 타당성을 검증하기 위해 10 dB 방향성 결합기를 설계, 제작하였다. 측정된 결합기의 결합 계수는 3 GHz에서 10.3 dB 였고, 반사계수와 isolation은 각각 31.8 dB 와 30.5 dB 였다. 또한 출력단과 결합단 사이에 $90^{\circ}$ 위상 차이를 보였다. 측정치와 설계치의 일치도는 제안한 해석 방법과 등가 회로 및 최적화 설계의 타당성을 검증해 준다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.385-392
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• 2013

본 논문에서는 근접물체에 둔감하도록 평면 안테나의 송신단과 수신단 사이의 분리도를 개선하는 회로구조를 제안하였으며 5.8GHz ISM 대역에서 생체신호를 검출하는 도플러 레이다 센서에 적용하였다. 방사패치를 중심으로 2개의 3dB $90^{\circ}$ 전력분배기 들을 송신경로와 수신경로에 배치하여 평형회로 구조를 구성하였다. 이는 안테나에 근접된 물체가 있어도 높은 송수신 분리도 및 우수한 입출력 반사계수를 제공한다. 제안된 회로구조에 대한 이론 전개와 시뮬레이션을 통해 타당성을 확인하였고 제작된 시제품을 측정하여 입증하였다. 인체가 2mm까지 접근하여도 ISM대역에 걸쳐 송신단과 수신단에서 16dB 이상의 반사손실과 최소 30dB 이상의 분리도가 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1156-1163
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• 2006

본 논문에서는 IEEE 802.15.3a의 초광대역(Ultra Wideband: UWB) 시스템용 직접 변환 혼합기를 설계 및 제작하였다. 직접 변환 방식을 사용하는 UWB 혼합기는 dc offset, 2차 고조파 왜곡 등을 발생시키는데, 이 문제를 해결하기 위해 역병렬 다이오드 쌍을 이용하였다. $3.1{\sim}4.8GHz$ 동위상 전력분배기와 $1.5{\sim}2.4GHz$ 광대역 $45^{\circ}$ 전력분배기를 사용하였고, RF-LO의 격리도를 높이기 위하여 RF 신호는 -0.5 dB 이상 손실로 통과시키고 LO 신호는 -10 dB 이하로 차단하는 광대역 여파기를 작은 크기로 설계하였다. 이와 더불어, 역병렬 다이오드와 광대역 소자의 초광대역 임피던스 정합을 통해 주파수 변환 손실을 최소로 하였다. 제안된 혼합기의 측정 결과는 주파수 변환 손실이 13.5 dB, input third-order intercept-point($IIP_3$)는 7 dBm, 그리고 1-dB gain compression point ($P_{1dB}$)는 -4 dBm이다. I/Q 출력 양단간의 전력 오차는 1 dB, 그리고 위상오차는 ${\pm}3^{\circ}$이내의 초광대역 쿼드러쳐 혼합기로 동작하였다.