본 논문에서는 ISM 대역의 전력 증폭기와 안테나를 직접 결합함으로써 회로 크기와 삽입손실을 최소화하고 고조파 동조를 용이하게 하기 위하여 접힌 다이폴 능동 집적 안테나(Folded Dipole Active Integrated Antenna)를 설계하고 그 성능을 실험, 분석하였다. 전력 증폭기의 시뮬레이션 정확성을 높이기 위하여 비선형 모델을 사용하였으며, Load pull 방식을 적용하여 최대 전력점을 구한 후 임피던스를 정합하였다. 실험 결과 구동증폭기를 포할한 전체 전력첨가효율(PAE)은 31.5%로 계산되었고, 송신 전력은 13.7dBm의 출력을 확인할 수 있었다. 그리고 2.44 GHz 대역용으로 제안한 안테나는 기존 다이폴 안테나보다 크기가 작으며, 안테나 이득을 포함한 전체 이득은 23.7 dB를 얻을 수 있었고, 기본파 대비 제 2 고조파 억압은 30dBc 이상의 양호한 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 Ka 대역에서 정지 궤도 위성과 통신이 가능한 지상 단말 송신기를 미국 국방부에서 권고하는 MILSTD-188-164A 규격을 준수하도록 설계하였다. 설계된 송신기의 안테나는 이중 옵셋 그레고리안 반사판 형상을 사용하여 코러게이트 급전혼, 주름형 편파기와 직교 모드 변환기로 구성하였고, 해당 규격의 방사 패턴과 ESD 패턴, 축비 규격을 만족하도록 설계되었다. 설계된 송신기의 RF부는 Ka 대역으로 주파수를 상향 변환해 주는 상향 변환반과 병렬 구조의 pHEMT MMIC 소자를 이용하여 소형/저전력/경량의 고출력 특성을 갖는 고출력 증폭반으로 해당 규격의 VSWR, 불요파/고조파 억압, 출력평탄도 및 위상 잡음 등의 사양을 만족하도록 설계되었다.
Feedforward와 defected ground structure(DGS)를 이용한 새로운 주파수 체배기를 제안하였다. 제한된 주파수 체배기는 feedforward 구조에 의해 기본 주파수$(f_0)$가 제거되고, 아령 또는 나선형 모양의 DGS 구조에 의해 2차, 3차 또는 4차의 원하지 않는 고조파 성분들을 제거할 수 있었다. 결국 feedforward와 DGS 구조에 의해서 체배하고자 하는 성분을 제외한 나머지 고조파들이 제거되었다. 기본 주파수를 1 GHz로 하여 주파수 체배기를 설계하고, 측정하였다. 입력 전력을 0dBm으로 하였을 때 2체배기, 3체배기와 4체배기의 출력 전력은 각각 -2.59 dBm, -5.36 dBm과 -4.57 dBm이었다.
본 논문에서는 새로운 헤어핀 공진기를 제안하고 이를 X 밴드 발진기에 응용하는 연구에 관한 것이다. 새로이 제안된 헤어핀 공진기는 스파이럴 구조를 이용하여 coupling을 강화시키는 구조이다. 기존의 헤어핀 공진기와 새로이 제안된 공진기를 마이크로스트립 선로 상에서 제작하여 특성을 비교하였다. 공진 주파수 9.2 GHz에서 제안된 공진기는 더 높은 loaded quality factor를 보여주었고, 면적 또한 약 50 % 정도 줄어들었음을 확인하였다. 새롭게 제안된 헤어핀 공진기를 이용한 발진기의 측정 결과, 출력 전력은 10.87 dBm이고, 기준 주파수 대비 2차 고조파 성분 억압은 41.99 dBc이며, 100 kHz 오프셋에서 위상 잡음은 -101.49 dBc/Hz의 특성을 얻었다. 이는 기존의 헤어핀 공진기를 이용한 발진기보다 6.17 dB 정도 개선된 위상 잡음 특성에 해당한다.
본 논문에서는 차단 영역 도파로로 구현된 협소한 형태의 H-plane slot을 이용하여 다수의 감쇄극을 가지는 반파장 partial H-plane filter를 제안하였다. 협소한 형태의 H-plane slot은 대역 통과 필터의 어드미턴스 인버터 역할을 하는 동시에 특정 주파수에서 공진을 발생시킨다. 따라서 제안된 필터는 어떠한 부가적인 coupling이나 추가적인 구조의 변형 없이 저지 대역에서 감쇄극을 가지는 간단한 구조로 구현되고, 감쇄극 수는 인가되는 slot의 수만큼 발생된다. 제안된 필터는 일반적인 도파로의 1/4의 단면적을 가지는 partial H-plane waveguide로 설계되므로 소형화에 유리하다 저지 대역에서 각각 4개와 5개의 감쇄극을 갖는 3단과 4단 반파장 대역 통과 필터를 H-band에서 설계하여, 이론적 주파수 응답 특성이 실험적 응답 특성과 잘 일치함을 확인하였다.
Recently, the high-precision vibration attenuation technology becomes the essence fo the seccessful development of high-integrated and ultra-precision industries, and is expected to continue playing a key role in the enhancement of manufacturing technology. Vibration isolation system using an air-spring is widely employed owing to its excellent isolation characteristics in a wide frequency range. It has, however, some drawbacks such as low-stiffness and low-damping features and can be easily excited by exogenous disturbances, and then vibration of table is remained for a long time. Consequently, the need for active vibration control for an air-spring vibration isolation system becomes inevitable. Furthermore, for an air-spring isolation table to be successfully employed in a variety of manufacturing sites, it should have a guaranteed robust performance not only to exogenous disturbances but also to uncertainties due to various equipments which might be put on the table. In this study, an active vibration suppression control system using H.inf. theory is designed and experiments are performed to verify its robust performance. An air-spring vibration isolation table with voice-coil-motors as its actuators is designed and built. The table is modeled as 3 degree-of-freedom system. An active control system is designed based on $H_\infty$control theory using frequency-shaped weighting functions. Analysis on its performance and frequency responce properties are done through numerical simulations. Robust characteristics of$H_\infty$ control on disturbances and model uncertainties are experimentally verified through (i) the transient response to the impact excitation of the table, (ii) the steady-state response to the harmonic excitation, and (iii) the response to the mass change of the table itself. An LQG controller is also designed and its performance is compared with the $H_\infty$ controller.
본 논문에서는 낮은 위상잡음을 갖는 X-band용 전압 제어 유전체 공진형 발진기를 설계ㆍ제작하였다. 위상잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성과 프리커 잡음이 낮은 MESFET과 높은 선택도와 Q값이 큰 유전체 공진기를 사용하였다. 또한 바렉터 다이오드는 부하의 영향을 줄이기 위해서 Q-factor가 매우 큰 것을 사용하여야 하며, 전압에 대한 주파수 변동이 선형이 되도록 하기 위해 다이오드의 Gamma가 큰 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 회로 시뮬레이터인 ABS를 사용하였다. 제작된 전압제어 유전체 공진형 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05 ㎓에서 5.8㏈m의 출력 파워와 -30 ㏈c의 고조파 억압과 100㎑ offest 주파수에서 -114 ㏈c의 위상잡음 특성을 얻을 수 있었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 동조 범위는 15.2 ㎒를 얻었고 이때의 전력 평탄도는 -0.2㏈ 의 우수한 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 발진기는 X-band에서 국부 박진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 hair-pin 공진기, GaAs MESFET, 그리고 주파수 체배기로 구성된 K-Band용 발진기가 제안 되며, 하이브리드 초고주파 집적회로(HMIC) 형태로 제작되고 그 마이크로파 동작 특성이 발표된다. $\lambda_g$/4 개방 스터브가 벼ir-pin 공진 발진기의 출력인 9GHz의 기본 주파수를 억제하기 위해 주파수 체배기에서 사 용되며I 출력 정합 회로가 2차 고조파 주파수인 18 GHz에서 최적화된다. 제안된 발진기는 -083dBm의 출력, -23 dBc의 기본 주파수 억압, 그리고 18.2 GHz에서 -86 dBc/Hz의 위상 잡음을 갖는다
본 논문에서는 3상 강압형 다이오드 정류기에서 출력전압의 저주파 리플 전압을 감소시키기 위한 새로운 제어기법을 제안한다. 제안한 펄스 주파수 변조 기법은 강압형 다이오드 정류기의 출력전압과 넓은 부하 범위에 대한 주 스위치의 영전류 스위칭을 보장하기 위해 적용된다. 본 논문에서 적용된 펄스 주파수 변조 기법은 일반적으로 입력전류의 낮은 고조파의 단위 역률의 장점을 지니고 있다. 또한 출력전압에서 보여진 저주파 리플전압을 감소시키기 위해 효과적으로 사용되어진다. 제안된 제어기법을 자세하게 설명하며 그 타당성을 검증하기 위해 시뮬레인션 및 실험을 통하여 검증한다.
본 논문은 APDP(Anti-Parallel Diode Pair)를 이용한 3체배기로서 출력단에 기존의 Coupled line BPF가 아닌 낮은 삽입손실과 작은 회로사이즈를 갖는 새로운 구조의 BPF를 제안하였다. 이 제안된 구조의 BPF는 인터디지털 캐패시터와 나선형 개방 스터브로 구성되어 있다. 제안된 BPF만의 삽입손실은 대역$(16.41{\sim}19.23GHz)$내에서 0.7dB이하의 특성을 나타내었다. 3체배기의 변환손실은 기본주파수 $5.72{\sim}6.28GHz$에서 약$16.6{\sim}18.5dB$(평탄도 ${\pm}1dB$)의 특성을 얻었으며 6GHz에서 기본주파수와 5차 고조파 억압특성은 각각 -32.16dBc와 -44.6dBc의 특성을 보였으며, 위상잡음 감쇠특성은 약 9.5dB@100kHz의 특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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