• 제목/요약/키워드: CRLH

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CRLH 전송 선로 리키 웨이브 안테나를 이용한 평형 믹서 (Balanced Mixer Based on Composite Right/Left-Handed Transmission Line Leaky-Wave Antenna)

  • 김영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.985-991
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    • 2008
  • 본 논문은 차동과 공통 모드로 동작하는 메타 재질 구조를 바탕으로 평형 믹서 수신기를 제안한 것이다. 이 메타 재질 구조는 리키 웨이브 안테나로 동작하며, 순수 공통 모드는 억압한다. 이러한 특성은 낮은 LO 누설전력과 높은 RF-LO 고립도를 갖고 있어 LO과 RF 경로에 추가적인 여파기가 필요로 하지 않는다. 이 메타 재질은 차동 모드 동작에서는 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 메타 재질처럼 동작하고, 공통 모드에서는 차단되는 성질을 갖는 단위 셀을 기초로 설계하였다. 제안된 메타 재질의 차동과 공통 모드 특성은 실험 결과를 통하여 증명하였다. 메타 재질을 이용한 수신기는 $1.96{\sim}2.40$ GHz의 주파수 범위에서 동작하는 안테나와 평형 믹서를 집적화시켜 제작하였고, 2.4 GHz에서 21.1 dB의 믹서의 변환 손실을 얻었다.

주파수 재구성 가능한 방사 구조를 갖는 영차 공진 안테나 (Zeroth-Order Resonant Antenna with Frequency Reconfigurable Radiating Structures)

  • 이홍민
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권9호
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    • pp.12-20
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    • 2013
  • 본 논문에서는 주파수 재구성 기능이 가능한 방사 구조 갖는 co-planar waveguide (CPW) 급전 방식의 영차 공진 안테나를 제작하고 측정하였다. 제안된 안테나의 단위 셀은 직렬 metal-insulator-metal (MIM) 형태의 커패시터와 두개의 단락된 병렬 스터브 인덕터로 구성되어 있다. 제안된 안테나는 두 개의 단위 셀을 갖는 composite right/left-handed (CRLH) 전송 선로에 근거하여 설계되었으며 선로의 끝단을 개방하여 선로의 병렬부에서 주된 전자파 에너지 방사가 이루어지도록 하였다. 안테나의 크기를 소형화시키는 동시에 다이오드 스위치 부착을 통하여 주파수 재구성 안테나를 구현하기 위하여 비아를 통하여 접지 면과 연결되어지는 4개의 $90^0$ 접혀진 단락 스터브 선로를 병렬 인덕터 구조로 사용하였다. 제안된 안테나의 영차 공진주파수는 3.09 GHz이고 전체 크기는 $0.22{\lambda}_0{\times}0.16{\lambda}_0$이다. 제작된 안테나의 측정 결과 영차 공진 주파수 2.97 GHz에서 안테나의 최대 이득과 임피던스 대역폭은 각각 3.1 dBi와 56MHz를 나타내었으며, 삼중 대역에서 동작하는 주파수 재구성 안테나시스템에 응용이 가능하다.

Zero-Order Resonator 결합의 Metamaterial 구조를 응용한 T-DMB 대역 통과 여파기의 소형화와 차단 대역 특성의 개선 (Miniaturization and Rejection-Enhancement of the Bandpass Filter for the T-DMB Application Using a Metamaterial Structure of the Zero-Order Resonator Coupling)

  • 신은철;강승택
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.1462-1469
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    • 2008
  • 본 논문에서는 VHF($169{\sim}211\;MHz$)용 대역 통과 여파기의 소형화와 향상된 차단 대역 저지 특성을 구현하기 위하여, 기존의 Right-Handed 전송선에 Left-Handed 특성을 가미한 복합 구조를 이용하여 설계하였다. 대역 통과 여파기를 CRLH의 0차 공진기의 공진점을 사용하고 공진 기간의 결합을 인버터 이론으로써 구현하였다. 제안된 기법의 타당성은 예측 특성과 실험 결과로써 확인되며(삽입 손실<2 dB, $S_{11}$<-15 dB, 3체배 차단 특성), 평행 결합 선로형 여파기와 같은 기존 기술의 여파기보다 약 60 %의 소형화가 이뤄짐을 알 수 있었다.

L대역 군위성 중계기 경량화를 위한 메타재질기반 소형 이중대역 3분기 전력분배기의 설계 (Design of a Metamaterial-Based Compact Dual-Band 3-way Power Divider for Lighter L-band Military Satellite Transceivers)

  • 강경석;양인규;장경남;이호섭;김형종;강승택
    • 전기학회논문지
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    • 제62권12호
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    • pp.1712-1718
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    • 2013
  • This paper proposes a compact dual-band 3-way power divider that helps lowering the weight of a transceiver for the L-band or multi-purpose satellite communication. Instead of the multi stages or tapering which ends up with loss accumulation and size-growth, the non-linear dispersive phases from the metamaterial CRLH(composite right and left-handed) properties are obtained by the accurate formulation and implemented by the short transmission line segments. Firstly, the CRLH dual-band two-way unequal power divider and equal power divider are separately designed. And then, the input of the two-way equal power divider is plugged in the output port of the unequal one, and the entire geometry is slightly adjusted for the desirable performance. The circuit analysis and full-wave simulation are used to predict the frequency responses and validated by the measurement of the prototype. Besides, the size-reduction effect is addressed.

Dual-Band Negative Group Delay Circuit Using λ/4 Composite Right/Left-Handed Short Stubs

  • Choi, Heung-Jae;Mun, Tae-Su;Jeong, Yong-Chae;Lim, Jong-Sik;Eom, Soon-Young;Jung, Young-Bae
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제11권2호
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    • pp.76-82
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    • 2011
  • In this paper, a novel design for a dual-band negative group delay circuit (NGDC) is proposed. Composite right/left-handed (CRLH) ${\lambda}/4$ short stubs are employed as a dual-band resonator. A CRLH ${\lambda}/4$ short stub is composed of a typical transmission line element as the right-handed component and a high-pass lumped element section as the left-handed component. It is possible to simultaneously obtain open impedances at two separate frequencies by the combination of distinctive phase responses of the right/left-handed components. Negative group delay (NGD) can be obtained at two frequencies by using dual-band characteristics of the CRLH stub. In order to achieve a bandwidth extension, the proposed structure consists of a two-stage dual-band NGDC with different center frequencies connected in a cascade. According to the experiment performed, with wide-band code division multiple access (WCDMA) and worldwide interoperability for microwave access (WiMAX), NGDs of $-3.0{\pm}0.4$ ns and $-3.1{\pm}0.5$ ns are obtained at 2.12~2.16 GHz and 3.46~3.54 GHz, respectively.

무인기 탑재용 VHF 대역 형상적응형 안테나 개발 (Development of VHF-Band Conformal Antenna for UAV Mounting)

  • 정은태;이주현;박진우;유병길;김기철;정재수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.54-63
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    • 2023
  • In this paper, a VHF band conformal antenna for UAV mounting was developed. The proposed antenna was designed as an shape-adaptive structure by minimizing the antenna height to be advantageous in RCS reduction performance. As for the antenna radiator, the outer radiator was arranged around the inner radiator to apply the CRLH zeroth-order resonance structure. With this structure, the height of the antenna was minimized, and it was reduced by about 70 % compared to the existing blade antenna. In addition, for impedance matching, the intermediate frequency bandwidth of the VHF band was improved through the sleeve pin of the inner radiator, and the low frequency bandwidth of the VHF band was improved by applying an EMI shielding gasket to the shorting pin of the outer radiator. The proposed antenna was manufactured and measured to verify the performance of the device and the performance after UAV mounting. As a result, the standard was satisfied for the operating frequency.

GPS신호 항재밍 특성을 위한 수신용 메타재질 급전구조 빔조향 배열 안테나의 설계 (Metamaterial Beamforming Array Antenna Feeds for Anti-Jamming Functions of GPS Signal)

  • 박희준;한다정;이창형;강승택
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.13-17
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    • 2017
  • 본 논문에서는 본 논문에서는 GPS 주파수 블록 중 L1블록인 1.575GHz에서 동작하는 GPS 수신 안테나를 설계하였다. 기존 GPS 수신 안테나는 고정 광역빔으로 차량이나 탑재체에서 이동할 경우 빔의 적응성이 다소 떨어지는 단점을 보인다. 이를 보완하기 위하여 안테나의 이득을 높이고 전기적 위상을 조절해 빔을 조향할 수 있도록 하여 빔의 적응성이 생기도록 하였다. 설계한 안테나는 마이크로스트립 패치 안테나로서 방사소자를 배열형태로 확장하여 이득을 높이고 이에 CRLH 위상변위기를 결합하여 각 방사소자에 위상차 급전이 가능하도록 하였다. 또한 제시된 CRLH 위상변위기는 단일 모델에서 가변 C의 조정으로 여러 가지 위상출력이 가능하도록 설계하여 버랙터 다이오드와 결합시 실시간으로 빔을 조정할 수 있어 항 재밍 기능도 갖출 수 있음을 보였다.

EER 및 메타구조를 이용한 전력증폭기의 선형성 및 효율 개선 (Research of PAE and linearity of Power amplifier Using EER and Metamaterial)

  • 정두원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권2호
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    • pp.80-85
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    • 2010
  • 본 논문에서는 EER(Envelope Elimination and Restoration)구조를 응용하여 전력 증폭기의 효율을 극대화 하였으며, EER 구조의 취약점인 선형성을 메타구조를 이용하여 개선하였다. 고효율을 얻기 위해 class-F급 전력 증폭기를 설계하였으며 포락선 검파기를 이용하여 전력 증폭기의 구동 전력을 조절하였다. 또한, 정합 회로의 비정합에 의한 고조파 성분들을 대역통과 필터의 특성을 갖는 CRLH 메타구조를 이용하여 제거함으로써 높은 선형성을 얻었다. 본 논문에서 제안한 EER 구조를 응용한 전력 증폭기 구조는 일반 전력 증폭기에 비해 PAE(Power Added Efficiency)가 5.93 % 개선되었고, 3차 IMD가 12.83 dB 이상 개선되었다.

유도 결합형 Inverter와 Metamaterial을 이용한 넓은 저지 대역을 갖는 소형 GSM 대역 통과 여파기의 설계 (Design of the Miniaturaized UHF Bandpass Filter with the Wide Stopband Using the Inductive-Coupling Inverters and Metamaterials)

  • 주정호;강승택
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.95-101
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    • 2008
  • 본 논문은, '불균형 조건의 메타 재질 구조'를 이용하여 GSM 대역에서 불요파 억제와 효과적인 소형화를 얻는 새로운 대역 통과 여파기 설계 기법을 제시한다. 기존의 반파장 및 025배 파장 공진기 기반의 여파기들과 비교하여, 본 CRLH 여파기는 처음으로 제안되는 유도성 결합 inverter에 의해 0차 공진기들이 결합되고, 이것을 사용함으로써 40$\sim$50 dB 하모닉 억제 효과와 80 %율의 소형화 얻는데 위한 우수한 성능을 보여준다. 이 기법의 타당성이 등가 회로와 분산도의 도출과 함께 성능 예측과 실험을 통해 검증된다.

십자 개구 결합 급전을 이용한 -1 모드 원형 편파 안테나 (-1 Mode Circular Polarization Antenna Design by Using Cross Aperture-Coupled Feed)

  • 김준식;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.156-163
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    • 2014
  • 본 논문에서는 composit right-left handed (CRLH) 전송 선로에서 발생하는 -1 모드를 이용하여 십자 개구 결합 급전을 갖는 소형 원형 편파 메타 물질 안테나를 제안한다. -1 모드는 일반적인 패치 안테나의 기본 모드인 $TM_{010}$ 모드와 동일한 성질을 가지고 있기 때문에, 원형 편파의 동작원리를 동일하게 적용할 수 있다. 원형 편파는 두 개의 수직인 모드가 $90^{\circ}$의 위상 차이를 가질 때 형성된다. 두 개의 -1 모드를 얻기 위해서 사각형 형태를 갖는 4개의 버섯 구조를 이용하였고, 모드 간에 $90^{\circ}$의 위상차를 인가하기 위해서 십자형 개구의 폭과 길이를 최적화 하였다. 제작된 안테나의 4개로 배열된 버섯 구조의 면적은 $0.34{\lambda}_g{\times}0.34{\lambda}_g$이며, RT/duroid5880 기판에 설계되었다. 제안된 안테나의 중심 주파수는 좌수 원형 편파 안테나의 경우 1.622 GHz 원형 편파의 3 dB 대역폭은 3 MHz로 측정되었다. 우수 원형 편파 안테나의 경우, 중심 주파수는 1.609 GHz로 원형 편파의 3 dB 대역폭은 3 MHz로 측정되었다. 각각 안테나의 효율은 좌수 원형 편파 안테나의 경우 61.1 %, 우수 원형 편파 안테나의 경우 54.5 %로 측정되었다.