본 논문에서는 다중밴드 안테나 시스템을 위한 고효율 전력증폭기를 제시하였다. 하나의 LDMOSFET으로 이중대역에서 동작하는 class F 전력증폭기를 설계하였다. 전력증폭기의 동작 주파수는 각각 900 MHz와 2.14 GHz이다. 이중대역 동작을 위해 집중 소자로 구현한 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 전송선로의 단위 셀을 이용하여 증폭기의 정합단과 고조파 조절 회로를 설계하였다. CRLH 전송선로는 임의로 이중대역 조절이 가능한 메타물질 전송선으로 사용될 수 있다. 증폭기의 정합단에 CRLH 전송선의 주파수 오프셋과 비선형 위상 기울기 특성을 이용하여 임의의 이중대역에서 CRLH 전송선의 동작을 가능하게 하였다. 높은 효율을 얻기 위해 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 현실적으로 어려운 일이기 때문에 집중 소자로 구현된 CRLH 전송선을 이용하여 2차와 3차 고조파만을 조절하였다. 또한, 제안된 전력증폭기는 더 높은 효율을 얻기 위하여 출력 정합단 뿐만 아니라 입력 정합단에도 고조파 조절 회로를 사용하여 구현하였다.
본 논문에서는 magneto-dielectric material을 이용하여 CRLH-TL 안테나를 소형화 시키는 방법을 제안하였다. 제안된 안테나는 patch와 via를 이용하여 구현한 mushroom 구조의 CRLH-TL 안테나에 SRR을 이용한 magneto-dielectric material을 장하한 구조이다. 시뮬레이션을 통해 SRR의 동작 특성을 살펴보았고, SRR을 이용하여 기판의 투자율 값을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, magneto-dielectric material을 이용함으로써 CRLH-TL 안테나의 공진 주파수를 감소시킬 수 있음을 확인하였다. -1차 공진 모드에서 7.13 %, 0차 공진 모드에서 23.9 %의 주파수 감소 효과를 얻을 수 있었다. 0차 공진 모드에서 동작하는 안테나를 제작하여 반사 손실과 방사 패턴을 살펴보았다. 제작된 안테나의 동작 주파수는 1.888 GHz이며, 측정된 대역폭은 0.48 %이고, 이득은 0.534 dBi, 효율은 51.7 %이다.
본 논문은 메타 재질 구조를 바탕으로 한 가변 감쇠기와 그 응용에 대하여 기술 하였다. 손실이 존재하는 전송선로를 이용한 감쇠기 단위 셀은 CRLH(Composite Right/Left Handed) 전송선로와 다이오드 바이어스 전압에 따라서 내부 저항값의 변화에 따라서 손실을 제어할 수 있는 PIN다이오드로 구성되어 있다. 또한, 내부의 초기 삽입 손실을 줄이기 위해서 두 개의 PIN 다이오드를 병렬로 연결하였다. 이 감쇠기는 감쇠기 단위 셀 숫자를 증가시킴으로서 감쇠량을 증가시킬 수 있는 주기적 구조로 설계되었다. 단위 셀의 전기적 특성은 주파수 1.5 GHz ~ 2.5 GHz에서 10dB의 감쇠량과 최대 15o의 위상변화를 확인하였다. 이러한 특성의 감쇠기를 직렬로 연결하여 벡터 변조기에 응용하였다.
본 논문은 CRLH-TL(composite right left handed transmission line) 메타물질을 이용하여 2.45GHz 무선랜용 ZOR(zeroth order resonance) 안테나를 설계하는 것이다. 일반적으로 안테나는 파장에 대비한 선로의 길이에 따라 공진주파수가 결정되지만 ZOR 안테나는 파장의 길이와 상관없이 안테나의 공진주파수를 결정한다. 그러므로 소형화 할 수 있는 장점이 있으며 방사패턴 또한 등방성의 방사패턴을 가지는 장점이 있다. ZOR 안테나를 설계하기 위해 먼저 단위 셀 길이를 ${\lambda}/4$의 길이보다 작도록 조정하여 균질한 매질 특성을 가질 수 있도록 하였다. 제안된 안테나는 공진 주파수의 감소와 대역폭의 증가를 위하여 CPW 급전을 사용하였고, 기존의 mush-room 형태의 CRLH-TL 보다 높은 인덕턴스와 낮은 캐패시턴스를 얻기 위하여 방사패치와 접지면 사이에 단락 스터브가 사용 되었다.
This study proposes a composite right/left-handed transmission line (CRLH-TL) that permits switching between the right-handed (RH) and left-handed (LH) modes using single crystalline silicon (SCS) RF MEMS switches. It is possible to change modes from the RH to LH mode, or vice versa, by controlling the admittance of capacitors and the impedance of inductors using switch operations. The proposed switchable CRLH-TL consists of SCS RF MEMS switches, metal-insulator-metal (MIM) capacitors and shunt inductors. At 8 GHz, the fabricated device shows a phase response of $87^{\circ}$ with an insertion loss of 2.7 dB in the LH mode, and a phase response of $-77^{\circ}$ with an insertion loss of 0.56 dB in the RH mode.
본 논문에서는 복합 좌/우향 (CRLH) 전송 선로를 이용하여 초광대역 필터의 새로운 설계 방법에 대해 나타내었다. CRLH 전송선로의 특성을 구현하기 위해 접지면에는 결함 접지면 구조(DGS)와 윗면에는 마이크로스트립 인터디지털 결합기를 이용하였다. 본 논문에서 제안하는 CRLH 전송선로는 저역통과 필터와 고역통과 필터의 특성을 결합한 특성을 나타내며 삽입손실이 적고 광대역 필터 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다. 몇 개의 셀 구조에 대해 연구하였으며, 본 논문에서는 3-셀 구조의 UWB 필터를 설계하고 구현하였다. 실험결과와 시뮬레이션 결과가 일치하며 중심주파수 5 GHz에서 105 %의 대역폭을 나타내며 삽입손실은 중심주파수에서 0.7 dB를 나타내었다.
The design of a new compact UWB bandpass filter is proposed, which has cascaded center-tapped microstrip composite right/left-handed transmission-line zeroth-order resonators (CRLH-TL ZORs). In an attempt to reduce the size, instead of the conventional half-wavelength resonators or periodic and multiple CRLH-TL cells, only one cell ZOR geometry is adopted as each resonator in the filter. Additionally, two center-tapped ZORs are coupled to increase the slope of the skirt. Besides, stepped impedance matching parts are placed in the paths to the input and output ports to enhance passband and stopband performances. The proposed filter is shown to have the overall size of $0.69{\lambda}_g{\times}0.70{\lambda}_g$, the insertion loss much less than 1 dB, and an acceptable return loss performance in the predicted and measured results.
In this paper, the interference in small MIMO antennas having two identical composite right- and left-handed transmission-line(CRLH-TL)-based radiating elements is remarkably decreased. The radiating element has the broadside-capacitive coupling as well as slots to be equivalent to the CRLH-TL to prevent the size from increasing for an LTE high band. The suspended line bridging the two radiating elements is optimized to lower the interference between them down to -23 dB, while the overall MIMO antenna system is compact and its antenna performance is acceptable. The design is tested for 2.5 GHz.
A novel frequency-switchable antenna that uses PIN diodes and a composite right- and left-handed transmission line (CRLH TL) is proposed. The CRLH TL provides multi-order resonance, including a zeroth-order resonance (ZOR), and its shunt stub determines the ZOR frequency. Thus, the resonant frequency is arbitrarily chosen by lumped chip inductors on the shunt stub. Two prototypes are designed using different chip inductors while maintaining the antenna geometries. Antenna #1 can switch the resonant frequency from 1.8 GHz to 2.3 GHz. Antenna #2 can switch its resonance from 0.9 GHz to 2.3 GHz.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권4호
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pp.245-250
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2013
This paper presents a tunable bandpass filter based on the varactor-loaded composite right- and left-handed transmission line (CRLH-TL). The proposed filter is composed of one CRLH-TL unit cell, which corresponds to the third-order bandpass filter. The tunable bandpass filter is designed using only lumped-elements. The use of lumped elements saves space and lowers the fabrication cost. The size of the proposed tunable bandpass filter is $17mm{\times}5mm$, neglecting the feed lines and DC lines. All of the varactors are controlled by one DC bias. The center frequency of the bandpass filter can be controlled by varying the value of the varactors. The tunable range of the center frequency is from 412.5 to 670 MHz. The insertion loss is less than 3 dB, the return loss is more than 10 dB in the passband.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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