최근 모바일 기기는 더욱 더 경량화, 집적화되고 있을 뿐만 아니라, 안테나 출력의 향상을 위해 주파수 대역이 높아지면서 안테나로부터 방사되는 전자파가 기기 내부의 회로에 영향을 주어, 전체적으로 기기의 성능을 악화시키는 EMI(Electro Magnetic Interference) 문제가 빈번히 발생하게 되었다. 본 논문에서는 기기의 안테나로부터 인접한 내부 전송선로에 전달되는 노이즈 전력을 예측하기 위한 방법론을 제시한다. 전송선로에 전달되는 노이즈 전력은 기본적으로 안테나 내부 임피던스와 전송선로의 부하 임피던스에 따라 달라지지만, 그 변화의 폭이 크지 않아서 안테나와 전송선로 사이의 S-parameter 제곱의 형태로 전달되는 전력 이득의 크기로 나타낼 수 있음을 보였으며, 이렇게 정의된 전력 전달 인덱스(index)를 이용하여 전송선의 기하학적 형태에 따라서 달라지는 노이즈 전력을 표현하였다. 그 결과, 안테나의 위치의 변화에 따라서 전달되는 노이즈 전력에는 많은 차이가 났으며, 특히 굽은 전송선로에서 많은 노이즈 전달이 발생함을 알 수 있었다. 또, 이와 같은 실험적인 결과가 EM 시뮬레이션을 이용한 결과와 잘 일치하였고, 근거리, 원거리장에서의 전기장 분포를 고려할 때 그 결과들이 물리적으로 유의함을 보였다. 본 논문에서 사용한 EM 시뮬레이터는 Ansys HFSS이며, FPCB에서 많이 사용하는 Ground가 있는 CPW(Coplanar Waveguide) 형태의 전송선로를 사용하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제3권2호
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pp.118-125
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2003
This paper presents a 5.8-㎓ oscillator that uses a novel defected ground structure(DGS), which is etched on the metallic ground plane. As the suggested defected ground structure is the structure for mounting an active device, it is the roles of a feedback loop inducing a negative resistance as well as a frequency-selective circuit. Applying the feedback loop between the drain and the gate of a FET device produces precise phase conversion in the feedback loop. The equivalent circuit parameters of the DGS are extracted by using a three-dimensional EM simulation ,md simple circuit analysis method. In order to demonstrate a new DGS oscillator, we designed the oscillator at 5.8-㎓. The experimental results show 4.17 ㏈m output power with over 22 % dc-to-RF power efficiency and - 85.8 ㏈c/Hz phase noise at 100 KHz offset from the fundamental carrier at 5.81 ㎓.
We developed a flexible and micro-thick electromagnetic interference (EMI) shielding nanofabric layer that also functions as a water resisting and heat sinking material. Electrospinning followed by a simple heat treatment process was carried on to produce the EMI-shielding Ni/C hybrid nanofibers. The ambient oxygen partial pressure ($pO_2$ = 0.1, 0.7, 1.3 Torr) applied during the heat treatment was varied in order to optimize the effectiveness of EMI-shielding by modifying the size and crystallinity of the magnetic Ni nanoparticles distributed throughout the C nanofibers. Permittivity and permeability of the nanofibers under the electromagnetic (EM) wave frequency range of 300 MHz~1 GHz were measured, which implied the EMI-shielding effectiveness (SE) optimization at $pO_2$ = 0.7 Torr during the heat treatment. The materials' heat diffusivity for both in-plane direction and vertical direction was measured to confirm the anisotropic thermal diffusivity that can effectively deliver and sink the local heat produced during device operations. Also, the nanofibers were aged at room temperature in oxygen ambient for water resisting function.
Lower flux leakage designs have become important in the development of microspeakers used in thin and miniaturized mobile phones. We propose four methods to reduce the flux leakage of the magnetic circuit in a microspeaker. Optimization was performed based on the proposed approach by using the response surface method. Electromagnetic analyses were conducted using the finite element method. Experimental results are in good agreement with the simulated results obtained in one degree-of-freedom analysis from 100 to 5 kHz. Both the simulated and experimental results confirm that one of the proposed methods is much more effective in reducing flux leakage than the other methods. In the optimized method, compared with a default approach, the average radial flux density in the air gap decreased only by 5.5%, the maximum flux leakage was reduced by 28.6%, and the acoustic performance at primary resonance decreased by 0.45 dB, which gap is indiscernible to the human ear.
본 논문에서는 접힌 구조를 이용하여 소형화되고 고조파 특성이 개선된 링-하이브리드를 설계하였다. 제안한 구조는 링-하이브리드의 링 구조를 LPF 특성을 갖는 접힌 구조의 결합 선로를 이용하여 구성함으로써 링의 크기 감소뿐만 아니라 고조파 제거 특성도 부가하였다. 중심 주파수 2.41 GHz에서 일반적인 링-하이브리드와 같은 특성이 같고 3차 고조파를 포함한 11 GHz까지 -20 dB 이하의 저지 특성을 가지고 있다. 또한 링의 크기가 기존의 1/4 크기로 줄어들었다. 제작된 링-하이브리드의 측정된 주파수 특성 결과는 회로 및 EM 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제10권3호
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pp.186-189
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2010
Reflection(R($\omega$)), transmission(T($\omega$)) and loss(L($\omega$)) characteristics of multi-layer metamaterials are investigated experimentally in free space with the incident EM waves perpendicular to the substrate plane. The sample is made of split-ring resonators(SRRs) and wires which are the typical model of metamaterials. The R($\omega$) and T($\omega$) of multi-layer metamaterials have been calculated from the measured S-parameters. In this paper, we got the impedance-matched result according to the curves of R($\omega$), meanwhile the T($\omega$) decreased with increasing number of layers. At last, we attained the result that the L($\omega$) gets to nearly 98% around 8 GHz, with R($\omega$)=T($\omega$)=0. The design presented in this paper achieves experimented loss near unity.
본 논문에서는 변형된 원형 버섯 구조의 메타 재질을 이용하여 새로운 대역 통과 여파기의 설계법을 제안한다. 0차 공진(Zeroth-Order Resonance: ZOR) 특성을 보이는 반원 형태의 버섯 구조 셀을 공진기로 이용하며, 각각의 이웃하는 0차 공진기 사이에 갭을 두어 용량성 결합을 유도한다. 제안된 메타 재질 대역 통과 여파기 설계법은 회로 해석 및 3차원 모의 실험과 측정을 통하여 해석 및 설계 목표와 비교 분석되어 그 타당성을 증명하였다. 0차 공진의 특수한 전계 분포 및 분산도를 통하여 메타 재질임을 증명하였으며, 대역 통과 여파기의 소형화에 대하여도 논의된다.
단순 유전 알고리즘을 사용하여 두 개의 인덕터를 가지는 소형 루프 안테나를 최적화하는 방법을 제안한다. 루프내의 인덕터의 위치와 값을 유전 알고리즘을 사용하여 조절하며, RFID 대역과 휴대단말기 이중 대역에서 안테나를 최적화한다. 최적화를 위하여 비주얼 베이직을 사용하여 유전 알고리즘을 구현하였으며, 또한 이를 이용하여 전자기 시뮬레이터를 제어하여 유전자를 평가하였다. 최적화된 RFID 안테나는 중심 주파수 922 MHz에서 10 MHz의 -10 dB 대역폭을 가져 RFID 대역을 만족하며, 휴대단말기용 이중 대역 안테나는 중심 주파수 948 MHz와 1.81 GHz에서 대역폭을 각각 84 MHz와 266 MHz를 가져 GSM과 DCS 대역을 만족한다.
본 논문에서는 700 MHz 대역 기지국용 이중편파 다이폴 안테나의 광대역화 방법을 제안하였다. 제안된 안테나는 금속성분의 방사부 중심에 PCB 급전부가 결합되는 구조이다. 제안된 안테나의 방사부와 급전부 설계는 모의실험을 통해 최적화하였다. 제안한 안테나(대역폭 31.6 %)는 기준 안테나(대역폭 19.4 %)와 동일한 크기를 유지하면서도 기존보다 낮은 주파수 대역으로 12.2 % 이상 광대역화 하였다. S-파라미터, 방사패턴, 이득의 측정 결과는 모의실험 결과와 잘 일치하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제8권4호
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pp.295-301
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2008
Recently, the demand on mm-wave (millimeter-wave) applications has increased dramatically. While circuits operating in the mm-wave frequency band have been traditionally implemented in III-V or SiGe technologies, recent advances in Si MOSFET operation speed enabled mm-wave circuits realized in a Si CMOS technology. In this work, a 58 GHz CMOS LC cross-coupled VCO (Voltage Controlled Oscillator) was fabricated in a $0.13-{\mu}m$ Si RF CMOS technology. In the course of the circuit design, active device models were modified for improved accuracy in the mm-wave range and EM (electromagnetic) simulation was heavily employed for passive device performance predicttion and interconnection parasitic extraction. The measured operating frequency ranged from 56.5 to 58.5 GHz with a tuning voltage swept from 0 to 2.3 V. The minimum phase noise of -96 dBc/Hz at 5 MHz offset was achieved. The output power varied around -20 dBm over the measured tuning range. The circuit drew current (including buffer current) of 10 mA from 1.5 V supply voltage. The FOM (Figure-Of-Merit) was estimated to be -165.5 dBc/Hz.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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