In this paper. the stability and performance analysis of wave-based teleoperation system is presented. For stability and performance analysis with respect to the variation of characteristic impedance b, loop gains of communication channel and minimum value of trasmitted impedance from slave side to the master side are considered. The stability of slave side may be enhanced by increasing characteristic impedance b, whereas exssively high value of b may degrade the performance, which imply a tradeoff between stability and performance.
본 논문에서는 커넥터의 특성임피던스 추출, 분석 방법 및 설계 변경 방법을 제안하고 임피던스를 정합하여 신호 전달 특성을 개선한다. 3차원 FEM(Finite Element Method) 전자기장(Electro-Magnetic Field) 시뮬레이터를 이용하여 커넥터의 S-파라미터를 계산하고 반사손실 및 삽입손실을 추출한다. 커넥터의 신호 전달 특성은 반사손실이 0.9 GHz 이후부터 -20 dB 이상의 값으로 높게 나타났다. 신호 전달 특성이 낮은 원인을 파악하기 위해서 회로 해석 시뮬레이터를 이용하여 커넥터의 등가 회로 모델을 추출하고 특성임피던스를 계산하였다. 커넥터의 특성임피던스는 $90.3{\Omega}$으로 임피던스 부정합이 발생하여 신호 전달 특성이 저하되었다. 따라서 신호 전달 특성을 개선할 목적으로 임피던스를 정합하기 위해서 커넥터의 커패시턴스를 증가시켰다. 이러한 설계 방안으로 커넥터 신호선의 유효 면적을 확장하고, 커넥터의 몸체 소재로 고유전체를 사용하였다. 설계 변경된 커넥터의 특성임피던스는 $58.6{\Omega}$으로 임피던스 정합에 보다 근접하여 커넥터의 반사손실이 대략 10 dB 향상되었다. 신호선의 유효 면적 증가에 의한 반사손실 개선과 고유전체의 적용으로 전자기파의 신호선 주변 집중에 의해서 삽입손실 또한 개선되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권8호
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pp.1248-1256
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2008
In this paper, basic characteristics of transmission line employing PPGM (periodically perforated ground metal) were investigated using theoretical and experimental analysis.According to the results, unlike the conventional PBG (photonic band gap) structures, the characteristic impedance of the transmission line employing PPGM structure showed a real value, which exhibited a very small dependency on frequency. The transmission line employing PPGM structure showed a loss (per quarter wave length) higher by $0.1{\sim}0.2\;dB$ than the conventional microstrip line. According to the investigation of the dependency of RF characteristic on ground condition, the RF characteristic of the transmission line employing PPGM structure was hardly affected by the ground condition in the frequency lower than Ku band, but fairly affected in the frequency higher than Ku band, which indicated that coplanar waveguide employing PPGM structure was optimal for RF characteristic and reduction of size. Considering above results, impedance transformer was developed using coplanar waveguide with PPGM structure for the first time, and good RF characteristics were observed from the impedance transformer. In case that {\lambda}/4$ impedance transformer with a center frequency of 9 GHz was fabricated for a impedance transformation from 20 to10 {\Omega}$, the line width and length were 20 and $500\;{\mu}m$, respectively, and its size was only 0.64 % of the impedance transformer fabricated with conventional microstrip lines. Above results indicate that the transmission line employing PPGM is a promising candidate for a development of matching and passive elements on MMIC.
GTEM cell의 특성 임피던스에 대한 정확한 값을 알면 그것을 설계하는데 매우 유용하다. 본 논문은 전자파 감응성 및 복사 측정 모두에 사용할 수 있는 GTEM cell을 그의 개방각을 고려한 특성 임피던스에 대해 논한다. 해석을 위해 over-RGM에 대해 기술하고, 이 수치해석법을 구좌표계에 실시한다. 몇가지 결과를 다른 논문의 것들과 비교하고, 본 해석의 정당성을 입증한다. GTEM cell 단면 상의 기하학적 구조변화에 따른 특성 임피던스 값들을 구하고 개방각이 특성 임피던스에 미치는 영향을 보인다. 마지막으로 여러 개방각에 대한 단면 상의 전계 균일도를 구한다.
Acoustic characteristics of a sound absorbing material can be identified, if the characteristic impedance and propagation constants are known, which have generally been determined experimentally. One easy method determining these two essential parameters is to measure the one dimensional wave characteristics in the impedance tube. In th udy, the effects of backing conditions on the impedance tube measurement have been examined using several pairs of generally used end conditions. The results showed that the measured values are similar for most pairs of end conditions: however, it was observed that the measured characteristic impedance for different thickness did not agree well for some pairs. In this work, the multi termination method, using three or more known backing con ns, was suggested to reduce such random errors, which are mostly caused by the test procedure. Employing three terminations as a set, comprised of a rigid end, an end with porous material, and an end with a backing cavity, it was demonstrated that improved measured results could be obtained for an open cell PU foam varying widely with three different thicknesses.
A new method is presented to determine two fundamental acoustic quantities of sound-absorbing materials such as characteristic impedance and propagation constant. In this study, the surface acoustic impedances of sound-absorbing materials are measured using the impedance tube and the anechoic chamber to determine the above acoustic quantities. The measured results are given for two typical sound-absorbing materials(glass wool and urethane foam) int the frequency range between 150 and 1, 600 Hz. The results are verified by other two known methods, which are Smith & Parrott method and Utsuno et al. method. The absorption coefficients calculated from the empirical models(Miki model for glass wool and Jung model for urethane foam) and two quantities by present method are in good agreement with the measured values.
본 연구에서는 실리콘 기판 상에 제작된 3D 결합구조를 가지는 코프레너 선로인 CWP3DCS(coplanar waveguide employing periodic 3D coupling structures) 구조에 대한 특성임피던스와 대역폭특성을 연구하였으며 이를 통해 완전집적형 해양무선통신 반도체 SoC(System on Chip)를 구현하기 위한 수동소자의 개발가능성을 검토하였다. CWP3DCS에 대한 특성임피던스와 대역폭특성을 추출하기 위해서 삽입손실에 대한 측정값을 반영한 measurement-based equation을 유도하였으며, 이 방법의 유효성을 검증하기 위해 전송상수 β와 특성임피던스에 대한 측정값과 measurement-based equation으로부터 추출된 계산값을 비교하였다. 비교 결과에 의하면 특성임피던스와 전송상수 β에 대한 계산값과 측정값의 최대오차는 각각 3.9%와 6.4%의 값을 보여주었다. 본 논문의 연구결과에 의하면, CWP3DCS 구조는 주기적 구조의 길이 LT = 30 ~ 150 ㎛의 범위에서 통과대역이 121 GHz인 광대역 특성을 보여주었으며, 특성임피던스 역시 주파수 의존성이 매우 적은 광대역 특성을 보여주었다. 그리고, 20 ㎛의 선로 폭으로도 20 Ω이하의 낮은 임피던스를 가지는 전송선로의 구현이 가능하였으며, 동일한 임피던스를 가지는 기존 전송선로의 선로 폭 3mm에 비해 선로 폭이 크게 감소하였다. 그리고, 주기적 구조의 길이 LT값을 조정함으로써 원하는 특성임피던스 값을 가지는 구조를 반도체 기판 상에 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있었다. 상기 결과로부터 CWP3DCS 구조는 완전집적형 무선통신 반도체 SoC용 정합 및 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문은 3D 결합구조를 가지는 코프레너 선로인 CWP3DCS의 대역폭에 대한 최초의 연구이다.
TRL 오차 수정 방법은 PCB 위에 제작된 고주파 소자를 측정할 때 많이 사용되는 방법이지만 오차 수정을 위해 제작된 표준 전송선 패턴의 특성 임피던스를 알아야만 보다 정확하게 측정 오차를 수정할 수 있다. 기존의 방법에서는 저항을 종단 처리한 표준 패턴을 추가로 이용하여 전송선의 단위 길이당 커패시턴스를 계산하고 주파수에 대해 fitting하는 방법으로 표준 전송선의 특성 임피던스를 계산하고 있으나 제작상의 부정확성에 의해 추출된 특성 임피던스가 영향을 받고 있음을 확인하였다. 본 논문에서는 측정된 S-parameter를 이용하여 제작상의 부정확성을 줄일 수 있고 기존 방법보다 정확한 특성 임피던스를 추출할 수 있다.
본 논문은 프로브 핀에 대한 S-파라미터 시뮬레이션과 특성 임피던스 시뮬레이션을 수행하였고 이를 통해 프로브 핀의 고주파 성능을 분석하였다. 프로브 핀은 중앙의 한 개의 신호 핀과 상하좌우의 네 개의 접지 핀으로 배치하였다. 프로브 핀 사이의 간격을 0.35 mm, 0.40 mm, 0.50 mm으로 증가시키면서 프로브 핀의 삽입손실과 반사손실을 계산하였다. 반사손실의 주기적인 공진 현상으로 인해 프로브 핀은 서로 다른 삽입손실 특성을 가진다. 또한 프로브 핀의 배치와 피치 변화에 따른 특성 임피던스 분석을 수행하였다. 동일한 피치에서 특성 임피던스가 50 Ω에 근접하는 접지 핀 개수가 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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