High-power electromagnetic transmitter power supplies are an important part of deep geophysical exploration equipment. This is especially true in complex environments, where the ability to produce a highly accurate and stable output and safety through redundancy have become the key issues in the design of high-power electromagnetic transmitter power supplies. To solve these issues, a high-frequency switching power cascade based emission power supply is designed. By combining the circuit averaged model and the equivalent controlled source method, a modular mathematical model is established with the on-state loss and transformer induction loss being taken into account. A triple-loop control including an inner current loop, an outer voltage loop and a load current forward feedback, and a digitalized voltage/current sharing control method are proposed for the realization of the rapid, stable and highly accurate output of the system. By using a new algorithm referred to as GAPSO, which integrates a genetic algorithm and a particle swarm algorithm, the parameters of the controller are tuned. A multi-module cascade helps to achieve system redundancy. A simulation analysis of the open-loop system proves the accuracy of the established system and provides a better reflection of the characteristics of the power supply. A parameter tuning simulation proves the effectiveness of the GAPSO algorithm. A closed-loop simulation of the system and field geological exploration experiments demonstrate the effectiveness of the control method. This ensures both the system's excellent stability and the output's accuracy. It also ensures the accuracy of the established mathematical model as well as its ability to meet the requirements of practical field deep exploration.
본 논문에서는 3-레벨 인코딩 기법을 적용하여 시스템의 효율과 선형성을 개선할 수 있는 새로운 구조의 EER 송신기를 제안하였다. 제안된 송신기는 첨두 전력 대 평균 전력비에 상관없이 동일한 크기의 신호만을 증폭하고, 채널대역 내의 양자화 노이즈를 감소시켜 높은 효율을 얻을 수 있으며, 포락선 신호와 위상 신호 간 시간 부정합 특성을 개선하여 높은 선형성을 가질 수 있도록 하였다. 130 nm CMOS 공정으로 제작된 송신기 칩은 8.5 dB의 첨두 전력 대 평균전력비를 갖는 LTE 20 MHz 신호에 대해 2.13 GHz의 반송주파수에서 3.7 %의 오류 벡터 크기와 37.5 dBc의 인접 채널 누설비 특성을 보인다.
본 논문에서는 2비트 시그마-델타 변조기를 도입한 새로운 구조의 폴라 트랜스미터에 대해 논의한다. 제안된 구조에서는 2비트 시그마-델타 변조 방식을 도입하여 양자화 잡음을 낮추도록 하였다. 전력 증폭기는 2비트 디지털 처리된 진폭 신호를 받아들이기 위하여 2진법의 형태로 분할되도록 고안되었다. 새로운 구조의 폴라 트랜스미터를 EDGE 시스템에 적용하여 시뮬레이션 한 결과, 전체 전송 대역에서 스펙트럼 특성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 2비트 변조기에 세밀한 양자화 방식을 적용함으로써 오버 샘플링 비가 2배 이상 증가한 정도의 잡음 감소 특성을 얻을 수 있었고 오버 샘플링 비를 증가시키지 않고도, 트랜스미터 출력 신호의 주파수 잡음을 10dB 이상 낮출 수 있었다. 또한, 전력 증폭기를 2진법으로 분할한 결과 다이나믹 영역이 5dB 정도까지 증가하는 효과를 얻었다.
본 논문에서는 고정 주파수 신호와 선형 주파수 변조 신호가 혼합된 연속 위상을 갖는 주기성 혼합 파형에 대한 선형 주파수 변조 파형의 측정 기법을 제시한다. 다양한 신호 파형을 생성하는 주파수 합성기와 송신 신호를 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭기로 구성된 소형 레이더 송신기는 연속 위상을 갖는 혼합 파형을 생성한 다. 첫 번째로 위상이 연속적인 신호를 갖는 소형 레이더 송신기의 구성을 요약하고, 선형 주파수 변조 파형의 비정합에 의한 펄스 압축의 왜곡 특성을 고찰한다. 두 번째로 연속 위상을 갖는 혼합 파형에서 선형 주파수 변조 파형을 측정하기 위해 스펙트럼 분석기를 사용한 측정 기법, 신호원 분석기를 사용한 측정 기법 및 RF 혼합기와 위상 변위기를 사용한 새로운 측정 기법을 기술한다. 마지막으로 측정 결과를 적용한 송신 펄스 파형에 대한 수신 신호의 펄스 압축 결과로부터 측정 기법의 정확도를 확인하였다.
본 논문에서는 차량 레이다 사이의 상호 간섭 영향 평가를 위하여 77 GHz 대역 레이다 간섭 신호 발생기를 설계하였다. 개발한 간섭 신호 발생기는 기준신호 발생기와 77 GHz 대역 송신기로 구성된다. 기준신호 발생기는 상용 칩과 보드를 사용하여 2.75 GHz의 톱니파, 삼각파, 임의 주파수 호핑과 같은 다양한 변조 신호를 발생시키며, 77 GHz 송신기는 변조된 기준신호를 28 체배하여 77 GHz 대역의 신호를 발생시킨다. 77 GHz 송신기에 사용한 칩은 65 nm CMOS 공정을 이용해 자체 제작하였으며, 칩 상에 도파관 급전기를 내장하여 혼 안테나를 직접 구동할 수 있다. 송신기의 주파수 대역은 75.6~77 GHz이며, 출력 전력은 7.31~8.06 dBm이다.
전기전도도가 높은 구리선 도파로에 THz 전자기파의 결합은 THz 유선방식의 전파에 있어 테라파의 크기 및 주파수 특성을 결정짓는 중요한 요인 중의 하나이다. 본 연구에서는 직경 $480{\mu}m$, 길이 23 cm의 구리선 도파로에 테라파를 전파시켜 1 THz 주파수 범위를 가진 THz 펄스를 측정하였다. 도파로와 transmitter chip 또는 receiver chip 사이의 공극 간격을 최대 $275{\mu}m$까지 확대하여 송신부와 수신부의 결합 특성을 접촉상태와 비교 분석하였다. 실험결과 송신부의 결합민감도가 수신부보다 약 3배 이상 높게 나타났으며 수신부에서 도파로와 receiver사이의 공극을 통하여 테라파가 공기 중으로 전파됨을 알 수 있었다. 또한 구리선 도파로에 pin hole를 위치시켜 pin hole의 직경에 따른 테라파의 변화를 연구하였으며 대부분의 THz field는 구리선 표면에 분포됨을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 광대역 코드분할 다원 접속 방식을 이용하여 무선 가입자 접속 망(WLL: Wireless Local Iρop)서비스를 위한 기지국용 RF 송수신기를 고찰하였다 제작된 송수신기는 크게 수신기, 송신기 및 RF 컨트 롤러띄 세 보드로 구성하였고,5 MHz의 RF 채널 대역폭을 이용하여 넓은 동작 범위와 고감도가 요구되는 RF 수신기 및 우수한 스퓨리어스 방사 억제 특성을 가지는 송선기의 설계 및 구현에 관하여 기술하였다. 전체 송수 선부플 상용화된 부품이나 주문 제작된 소자의 규격을 토대로 RF 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 위에 언급된 수신기 및 송신기의 예상 성능을 평가하였고, 이를 토대로 송수신기를 제작하였다. 측정 결과 수신기는 2.86 d dB의 잡음 지수 및 60 dB이상의 동작 영역을 가졌고, 송선기의 스퓨리어스 방사는 34.3 dBm의 출력 전력에서 -49.46 dBc의 특성을 얻어 표준 안에 제시된 성능 규격을 만족하는 좋은 결과를 얻었다.
본 논문에서는 1차 시스템의 협력 통신에서 중계기가 2차 시스템의 송신단으로 동작함으로써 2차 스펙트럼 접근이 가능한 협력 통신 기법을 제안한다. 일반적인 협력 통신 시스템에서는 Phase 1에 1차 시스템의 송신단은 자신의 신호를 모든 노드에 브로드캐스트하고, 나머지 노드는 이 신호를 수신한다. 그런 다음, Phase 2에 1차 시스템의 중계기 역할을 하는 2차 시스템 송신단은 1차 시스템에서 수신 후 복호한 신호와 자신이 전송하고자 하는 신호를 결합하여 각 수신단으로 브로드캐스트 한다. 이를 수신하는 각 1차 및 2차 수신단에서는 큰 잡음을 가지는 신호를 수신하며, 이는 수신 성능 감소의 원인이 된다. 이를 극복하기 위해서 1차 시스템 수신단이 1 phase만에 수신에 성공할 시에 2차 시스템 송신단이 자신의 신호만을 전송하는 적응 증분형 복호 후 전송 프로토콜을 제안한다. 이를 이용하여 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통해 보인다.
본 논문에서는 효율이 특화된 전력 증폭기를 이용하여 IEEE 802.16e Mobile WiMAX용 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기에 대해 기술하였다. Nitronex사의 100-W PEP를 갖는 GaN HEMT 소자를 이용하여 중요한 전력 생성 $V_{ds}$ 구간에 대하여 최대 PAE를 가질 수 있도록 전력 증폭기를 설계하였다. 고출력 응용을 위해서 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기를 전력 증폭기의 bias fluctuation 문제 및 바이어스 변조기의 stability 문제에 의한 regenerative 오실레이션 문제를 반드시 고려하여 설계되어야 한다. 연동 실험을 위하여, 8.5 dB의 PAPR을 갖는 포락선 신호에 대해 바이어스 변조기는 30 V의 최대 출력 전압 크기를 가지면서 72 %의 높은 효율을 유지하도록 구현되었다. WiMAX 신호를 목표로 구현된 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기는 41.25 dBm의 출력 전력에서 38.8%의 놓은 PAE 성능을 얻었다. 또한, 디지털 전치 왜곡 기술을 적용함으로써 전력 송신기의 RCE 성능은 -34.5 dB를 기록하여 WiMAX 신호의 선형화 지표를 만족시킬 수 있었다. 본 연구는 2.655 GHz 주파수 대역에서 처음으로 구현된 WiMAX용 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기에 관한 것이다.
Signal separation and transmission are essential for automatic breeding management of domestic animals. Electronic identification system could transmit the signal of an individual within a defined range to a personal computer by an electromagnetic signal recognition method. Signals for individual recognition were originated by controlling 12 tri-state pins of IC(PT2262) in a transmitter. PT 2262 can generate 4,096 codes. These encoded signals were modulated and transmitted with wireless lines from the transmitter. Then they were demodulated in a receiver, and the signals were transmitted to the micro-processor through an interface and were identified in a PC.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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