• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.575-578
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• 2005

We report on a low-cost V-band wireless transceiver with no use of any local oscillator in the receiver block using a self-heterodyne architecture. V-band Microwave monolithic IC (MMIC) modules were developed to demonstrate the wireless transceiver using coplanar waveguide (CPW) and GaAs PHEMT technologies. The MMIC modules such as the MMIC low noise amplifier (LNA), medium power amplifier (MPA) and the up/down-mixer were installed in the transceiver system. To interface the MMIC chips with the component modules for the transceiver system, CPW-to-waveguide fin-line transition modules of WR-15 type were designed and fabricated. The fabricated LNA modules showed a $S_{21}$ gain of 8.4 dB and a noise figure of 5.6 dB at 58 GHz. The MPA modules exhibited a gain of 6.9 dB and a $P_1$ $_{dB}$ of 5.4 dBm at 58 GHz. The conversion losses of the up-mixer and the down-mixer module were 14.3 dB at a LO power of 15 dBm, and 19.7 dB at a LO power of 0 dBm, respectively. From the measurement of V-band wireless transceiver, a conversion gain of 0.2 dB and a P $_{1dB}$ of 5.2 dBm were obtained in the transmitter block. The receiver block showed a conversion gain of 2.1 dB and a P $_{1dB}$ of -18.6 dBm. The wireless transceiver system demonstrated a successful data transfer within a distance of 5 meters.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권10호
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• pp.90-97
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• 2006

본 논문에서는 cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킨 밀리미터파 광대역 amplifier를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 광대역 cascode amplifier의 설계 및 제작을 위해서 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}-gate$ GaAs PHEMT와 CPW 및 passive library를 개발하였다. 제작된 PHEMT는 최대 전달 컨덕턴스는 346.3 mS/mm, 전류이득 차단 주파수 ($f_T$)는 113 GHz, 그리고 최대공진 주파수($f_{max}$)는 180 GHz의 특성을 갖고 있다. 설계된 cascode amplifier는 회로의 발진을 막기 위해서 저항과 캐패시터를 common-rate 소자의 드레인에 병렬로 연결하였다. 대역폭의 확장 및 gain의 평탄화를 위해 바이어스 단들에 short stub 및 common-source 소자와 common-gate 소자 사이에 보상 전송선로를 삽입하고 최적화하였으며, 입출력 단은 광대역 특성을 갖는 정합회로로 설계하였다. 제작된 cascode amplifier의 측정결과, cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킴으로써 대역폭을 확장 및 gain을 평탄화 시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 3 dB 대역폭은 34.5 GHz ($19{\sim}53.5GHz$)로 광대역 특성을 얻었으며, 3 dB대역 내에서 평균 6.5 dB의 $S_{21}$ 이득 특성을 나타내었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권3호
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• pp.210-219
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• 2005

We report on a low-cost V-band wireless transceiver with no use of any local oscillator in the receiver block using a self-heterodyne architecture. V-band millimeter-wave monolithic IC (MMIC) modules were developed to demonstrate the wireless transceiver using coplanar waveguide (CPW) and GaAs PHEMT technologies. The MMIC modules such as the MMIC low noise amplifier (LNA), medium power amplifier (MPA) and the up/down-mixer were installed in the transceiver system. To interface the MMIC chips with the component modules for the transceiver system, CPW-to-waveguide fin-line transition modules of WR-15 type were designed and fabricated. The fabricated LNA modules showed a $S_{21}$ gain of 8.4 dB and a noise figure of 5.6 dB at 58 GHz. The MPA modules exhibited a gain of 6.9 dB and a $P_{1dB}$ of 5.4 dBm at 58 GHz. The conversion losses of the up-mixer and the down-mixer module were 14.3 dB at a LO power of 15 dBm, and 19.7 dB at a LO power of 0 dBm, respectively. From the measurement of V-band wireless transceiver, a conversion gain of 0.2 dB and a $P_{1dB}$ of 5.2 dBm were obtained in the transmitter block. The receiver block showed a conversion gain of 2.1 dB and a $P_{1dB}$ of -18.6 dBm. The wireless transceiver system demonstrated a successful data transfer within a distance of 5 meters.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1098-1106
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• 2007

본 논문은 초광대역 코프래너 급전 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서 구조를 제안한다. 제안된 다이플렉서 구조는 초고주파 시스템 집적 패키지 기술(RF System on Package: RF-SoP)을 이용한 것으로서 평면형 초광대역 모노폴 안테나와 능동 소자를 직접 연결법에 의해 연결하여 다이플렉서(diplexer)를 형성하는 방식이다. 이는 안테나 회로 성분과 능동 소자의 패키지 회로 성분으로 형성되는 통과 대역을 이용함으로써 별도로 추가된 대역 통과 필터 등의 회로 구조 없이 다이플렉서를 내장하여 구성하는 방식이다. 따라서 입력된 수신 신호의 주파수 대역에 따라 동작 회로가 분리되며, 분리된 수신 신호가 능동 소자의 동작에 의해 증폭되는 능동 안테나 다이플렉서(diplexer)로서 구성된다. FR-4 에폭시 기판 위에서 제작된 능동 안테나 다이플렉서의 특성을 측정한 결과, 2.4 GHz 수신 단자에서는 0.9 dB의 삽입 손실(insertion loss), 1.1 GHz(2.0{\sim}3.1\;GHz)$ 대역폭, 17.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었으며, 5.8 GHz 수신 단자에서는 0.8 dB의 삽입 손실, 650 MHz$(5.25{\sim}5.9\;GHz)$ 대역폭, 15.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었다 또한 -10.0 dB 이상의 주파수 분리(isolation) 특성과 -20.0 dB 이상의 고조파 성분(harmonics) 감쇄 특성을 나타내어, 제시된 능동 안테나 다이플렉서 구조가 설계된 동작을 하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.265-274
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• 2011

본 논문에서는 초광대역(UWB)에서 사용 가능한 넓은 방사 슬롯 안테나의 소형화와 동시에 UWB 시스템과 IEEE 802.11 a/n 표준의 Wi-Fi 서비스를 사용하는 무선 랜 시스템 간의 간섭을 막기 위한 노치 구조에 대하여 연구하였다. 제안된 안테나는 기존 안테나의 넓은 슬롯을 공진 주파수의 $\lambda/2$ 길이에서 $\lambda/4$로 축소 설계하여 전체 크기를 약 72 % 감소시켰다. 그리고 T-모양의 CPW 급전 스터브를 최적화하여 3.0~11.8 GHz의 초광대역을 만족시켰다. 이 스터브 내부에 노치 구조인 2차 Hilbert curve 슬롯 라인을 만들어 5 GHz를 중심으로 4.9~5.6 GHz를 제거하였다. 최종적으로 FR4-epoxy 기판에 제작한 안테나는 $20{\times}15\;mm^2$이다. 반사 손실을 측정한 결과, Wi-Fi 대역이 제거된 3.2~11.8 GHz에서 -10 dB 이하를 만족하였으며, 선형적인 위상 특성과 안정된 군지연 특성, 그리고 무지향성의 방사 패턴을 잘 만족하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.53-57
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• 2008

도파로 급전 방법의 인쇄형 모노폴 구조를 응용하여 UWB대역인 이중 주파수 대역 프린트형 이중 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 이중대역을 얻기 위하여 기존의 단일 모노폴 구조를 수정한 이중 모노폴 구조를 제안하였다. 제안된 안테나는 기존의 모노폴 안테나와 동일한 무지향 복사 특성을 가지며 평면으로 구현되어 모노폴 안테나 보다 크기가 작고 높은 이득을 갖는다. 두개의 단일 모노폴은 상호 임피던스 매칭을 위한 스터브로 작용하여 임피던스 매칭이 용이하고 이에 따른 대역폭의 증가를 향상 시킬 수 있었다. 안테나의 대역폭은 VSWR$$\geq_-$$2를 기준하여 350MHz (1.69~2.04[GHz]z])와 2,670MHz (4.33~6[GHz]), 3980MHz (6.1~10.08[GHz])의 결과를 얻었다. 이는 PCS대역(1.75~1.87[GHz]) 과 UWB대역을 충족시킬 수 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.33-33
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• 2007

SoP-L 공정은 유전율이 상이한 재료를 이용하여 PCB 공정이 가능하고 다른 packaging 방법에 비해 공정 시간과 비용이 절약되는 잠정이 있다. 본 연구에서는 SoP-L 기술을 이용하여 Si 기판의 함몰에 판한 공정의 안정도와 함몰 시 제작된 때턴의 특성의 변화에 대해 관찰 하였다. Si 기판의 함몰에 Active device를 이용하여 특성의 변화를 살펴보고 공정의 안정도를 확립하려 했지만 Active device는 측정 시 bias의 확보와 특성의 민감한 변화로 인해 비교적 측정이 용이하고 공정의 test 지표를 삼기 위해 passive device 를 구현하여 함몰해 보았다. Passive device 의 제작 과정은 Si 기판 위에 spin coating을 통해 PI(Poly Imide)를 10um로 적층한 후에 Cr과 Au를 seed layer로 증착을 하였다. 그리고 photo lithography 공정을 통하여 photo resister patterning 후에 전해 Cu 도금을 거쳐 CPW 구조로 $50{\Omega}$ line 과 inductor를 형성하였다. 제작 된 passive device의 함몰 전 특성 추출 data와 SoP-L공정을 통한 함몰 후 추출 data 비교를 통해 특성의 변화와 공정의 안정도를 확립하였다. 차후 안정된 SoP-L 공정을 이용하여 Active device를 함몰 한다면 특성의 변화 없이 size 룰 줄이는 효과와 외부 자극에 신뢰도가 강한 기판이 제작 될 것으로 예상된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.691-699
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• 2012

본 논문에서는 유전체 공진기와 마이크로스트립 라인 간의 결합 구조를 개선시켜 저위상 잡음을 갖는 전압제어 유전체 공진기 발진기(Vt-DRO: Voltage-tuned Dielectric Resonator Oscillator)를 설계, 제작하였다. 설계된 발진기는 유전체 공진기, 위상천이기, 증폭기로 구성된다. 발진기의 위상 잡음은 공진기의 군지연과 밀접하게 관계되며, 이러한 관계를 수식적으로 도출하고, 이를 예측하는 방법을 제안하였다. 유전체 공진기와 마이크로스트립 라인간의 결합 구조를 조정하여 약 53 nsec의 높은 군지연을 갖도록 설계하였다. 각 부의 측정은 측정의 편의성을 위해 웨이퍼 프로브를 이용하였으며, 이를 위하여 각 부의 입출력 포트를 CPW(Coplanar Waveguide)로 설계하였다. 각 부를 연결하여 측정한 S-파라미터는 개루프 발진 조건을 만족하였다. 설계된 개루프의 입출력을 연결하고 폐루프로 구성하여 전압 제어 유전체 공진기 발진기를 구현하였다. 측정 결과, 5.3 GHz의 발진 주파수에서 위상 잡음은 수식으로부터 도출한 값과 근사한, 100 kHz offset 주파수에서 -132.7 dBc/Hz를 얻었다. 이때 출력 전력은 약 4.5 dBm, 전기적 주파수 조정 범위는 0~10 V의 조정 전압에서 약 5 MHz를 보였다. PFTN-FOM(Power Frequency Tuning Normalized Figure of Merit)은 약 -31 dB를 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권4호
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• pp.69-74
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• 2010

알루미늄 양극산화(aluminum anodization)의 선택적인 적용을 통하여 DRAM 소자를 위한 새로운 패키지 기판을 제작하였다. 에폭시 계열의 코어(core)와 구리의 적층 형태로 제작되는 일반적인 패키지 기판과는 달리 제안된 패키지 기판은 아래층 알루미늄(aluminum), 중간층 알루미나(alumina, $Al_2O_3$) 그리고 위층 구리(copper)로 구성된다. 알루미늄 기판에 양극산화 공정을 수행함으로써 두꺼운 알루미나를 얻을 수 있으며 이를 패키지 기판의 유전체로 사용할 수 있다. 알루미나층 위에 구리 패턴을 배치함으로써 새로운 2층 금속 구조의 패키지 기판을 완성하게 된다. 또한 알루미늄 양극산화를 선택적인 영역에만 적용하여 내부가 완전히 채워져 있는 비아(via) 구조를 구현할 수 있다. 패키지 설계 시에 비아 인 패드(via in pad) 구조를 적용하여 본딩 패드(bonding pad) 및 볼 패드(ball pad) 상에 비아를 배치하였다. 상기 비아 인 패드 배치 및 2층 금속 구조로 인해 패키지 기판의 배선 설계가 보다 수월해지고 설계 자유도가 향상된다. 새로운 패키지 기판의 주요 설계인자를 분석하고 최적화하기 위하여 테스트 패턴의 2차원 전자기장 시뮬레이션 및 S-파라미터 측정을 진행하였다. 이러한 설계인자를 바탕으로 모든 신호 배선은 우수한 신호 전송을 얻기 위해서 $50{\Omega}$의 특성 임피던스를 가지는 coplanar waveguide(CPW) 및 microstrip 기반의 전송선 구조로 설계되었다. 본 논문에서는 패키지 기판 구조, 설계 방식, 제작 공정 및 측정 등을 포함하여 양극산화 알루미늄 패키지 기판의 특성과 성능을 분석하였다.