• 한국전자파학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.401-408
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• 2001

근거리무선통신용 RF 모듈을 구성하는 핵심 부품인 5.5 GHz 대역의 직렬 궤환형 전압 제어 발진기를 설계 및 제작하였다. MESFET의 소신호 산란계수의 발진기의 궤환부, 공진부의 Z-파라미터를 이용하여 최적 부하임피던스가 도출될때의 VCO 설계 파라미터들을 추출하였다. 최적 부하임피던스가 도출될 때 궤환부와 공진부의 리엑턴스를 구하는 프로그램은 MATKAB을 이용하여 작성하였으며 추출된 파라미터 값으로 ADS 시뮬레이터를 이용하여 비선형 대신호 해석을 하였다. 설계된 파라미터를 이용하요 구현된 전압 제어 발진기의 특성을 측정한 결과, 바랙터 다이오드에 인가되는 전압의 변화(0~5 V)에 따른 주파수 변화는 5.42 GHz~5.518 GHz이었고, 이때의 출력 레벨은 6.5dBm 이었다. 5.51 GHz 발진기 2차 고조파 억압은 -21.5dBc 이었으며 위상잡음특성은 10kHz 오프셋에서 -83.81 dBc/Hz를 얻었다. 제작된 VCO는 DSRC용 뿐만 아니라 5.8 GHz 대역의 다른 시스템에도 이용될 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.335-344
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• 2004

본 논문에서는 저 위상잡음 특성을 갖는 Ka-band 위 성 중계 기용 국부발진기 의 우주인증모델(EQM)을 개발하였다. 국부발진기의 루프대역 밖의 위상잡음을 개선하기 위하여 유전체 공진기와 결합하는 마이크로스트립 라인을 고임피던스 인버터로 설계하여 전압제어 발진기를 설계하였다. 또한 기구물의 구조해석 및 기판의 열해석이 수행되었으며 설계된 우주인증모델의 국부발진기는 전기적 시험 및 환경시험을 거쳐 EQM 수준의 Ka-band용 위성중계기에 탑재되었다. 제작된 국부발진기는 52 ㏈c 이상의 고조파 억압특성을 가지고 있으며 1.3 W 이하의 낮은 전력을 요구한다. -15∼+$65^{\circ}C$의 온도변화에서 위상잡음은 -101.33 ㏈c/Hz ⓐ10 KHz와 -114.33 ㏈c/Hz ⓐ100 KHz의 우수한 특성을 나타내며 출력전력은 14.0$\pm$0.17㏈m을 얻었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권9호
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• pp.55-59
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• 2008

본 논문에서는 도허티 전력증폭기의 입력과 출력 단에 PBG와 같은 특성을 보이는 새로운 구조의 커플러를 적용하여 높은 효율을 유지하면서 선형성을 개선하도록 하였다. 제안된 새로운 구조의 커플러는 일반적인 커플러 구조에 2차 고조파 성분을 저지하도록 내부에 주기적인 격자 셀을 삽입함으로써 큰 전파 상수 값을 가진다. 주기적인 격자 셀은 일반적인 대역저지 필터의 LC공진회로와 같은 성질을 나타내고, 높은 등가 커패시턴스 때문에, 커플러의 크기를 줄일 수 있다. 이러한 구조의 커플러는 일반적인 커플러에 비해 면적이 30% 정도 효과적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 높은 2차 고조파 성분을 저지하는 특성을 나타낸다. 새로운 커플러 구조를 적용한 도허티 전력증폭기의 3차 혼변조 왜곡 ($IMD_3$)은 CDMA 응용에서 -31.16 dBc이다. 제안된 커플러 구조가 없는 도허티 전력증폭기와 비교했을 때, PAE는 유지하면서 $IMD_3$은 -6 dBc 개선되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권10호
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• pp.847-853
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• 2006

본 논문에서는 부성저항 특성을 갖는 발진기 이론을 적용하여 직렬 궤환형 유전체 공진 발진기를 구성하고 바랙터 다이오드를 삽입하여 전압 제어 유전체 공진 발진기를 제작한 후, 샘플링 위상 비교기와 루프 필터를 결합한 PLL 방식을 도입하여 고안정 주파수 발생기인 위상고정 유전체 공진형 발진기를 설계 및 제작하였다. 설계 제작한 PLDRO는 주파수 12.05 GHz에서 13.54 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 이때의 주파수 가변 동조 범위는 중심 주파수에서 약 ${\pm}7.6 MHz$ 이며, 전력 평탄도는 0.2 dBm으로서 매우 우수한 선형 특성 결과를 얻었다. 또한 데이터 전송시 오율특성에 상당한 영향을 미치는 위상 잡음은 반송파로부터 100 kHz 떨어진 offset 지점에서 -114.5 dBc/Hz을 얻었다. 고조파 억압 특성은 2 차 고조파에서 -41.49 dBc 이하의 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 위상고정을 하기 전의 전압 제어 발진기보다 더욱 향상된 특성을 보였으며, 종전의 PLDRO보다 위상 잡음과 전력 평탄도면을 개선시킬 수가 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.739-747
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• 2007

스텝 임피던스 비를 조정한 스텝 perturbation을 가지는 주기적 스텝 임피던스 링 공진기를 이용하여 이중 모드 대역 통과 필터를 설계하였다. 주기적 스텝 임피던스 링 공진기는 특성 임피던스의 비를 변경함으로써 크기 감소와 2차 하모닉 억압 효과를 얻을 수 있다. 이중 모드의 발생을 위한 perturbation 또한 특성 임피던스의 비로 쉽게 조정하였으며, 그 영향에 따른 이중 모드 공진 주파수 및 감쇄 극 주파수의 변화를 분석하였다. 입출력 결합은 칩 커패시터를 사용하였으며, 결합 커패시턴스와 스텝 perturbation의 영향에 따른 중심 주파수의 변화 또한 고려되었다. 그 결과로부터 $14{\times}14mm^2$ 크기 내에서 서로 다른 감쇄 극과 대역폭을 가지는 두 종류의 2 GHz 이중 모드 대역 통과 필터들을 제작하였다 제안된 대역 통과 필터들의 측정 결과는 계산된 예상과 매우 유사함을 보였으며 각각 2.52, 0.52 dB의 삽입 손실과 4.03, 15.02 %의 3 dB 대역폭을 가진다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권3호
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• pp.25-32
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• 2005

본 논문에서는 부성저항 특성을 갖는 발진기 이론을 적용하여 직렬 궤환형 유전체 공진 발진기를 구성하고 바랙터 다이오드를 삽입하여 전압 제어 유전체 공진 발진기를 제작한 후, 샘플링 위상비교기와 루프 필터를 결합한 PLL방식을 도입하여 고안정 주파수 발생기인 위상고정 유전체 공진형 발진기를 설계 및 제작하였다. 설계 제작한 PLDRO는 주파수 12.05 GHz에서 13.54 dBm의 출력 전력을 얻었으며, 이때의 주파수 가변 동조 범위는 중심 주파수에서 약 ${\pm}7.5\;MHz$ 이며, 전력 평탄도는 0.2 dBm으로서 매우 우수한 선형 특성 결과를 얻었다. 또한 데이터 전송시 오율특성에 상당한 영향을 미치는 위상 잡음은 carrier로부터 100 KHz 떨어진 offset 지점에서 14.5 dBc/Hz을 얻었다. 고조파 특성은 2 차 고조파에서 -41.49 dBc 이하의 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 위상고정을 하기 전의 전압 제어 발진기보다 더욱 향상된 특성을 보였으며, 종전의 PLDRO보다 위상 잡음과 전력 평탄도면에서 개선시킬 수가 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.126-135
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• 2007

본 논문은 기존에 제시된 집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 평행 결합 선로 필터의 소형화 기법이 갖는 대역폭 감소 문제를 해결하는 기법을 제안하였다. 평행 결합 선로 필터는 그 설계 및 제작이 쉬워 RF(Radio Frequency) 필터로 많은 응용이 이루어지고 있다. 이러한 평행 결합 선로 필터에 대하여 기존에 제시된 집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 소형화 기법은 적은 수의 캐패시터만을 이용하여 필터를 소형화할 수 있으며, 더불어 고조파 특성의 개선 및 스컷 특성의 개선 등의 부가적인 장점이 있는 기법이나 제시된 기법을 이용하여 필터를 소형화할 경우 대역폭이 감소한다는 문제점을 가지고 있었다. 본 논문에서는 이러한 대역폭의 감소를 필터를 구성하는 각 단의 평행 결합 선로의 군지연 변화를 계산하여 대역폭의 감소의 정도를 유추하고, 역으로 대역폭이 감소하는 만큼 사전에 필터의 대역폭을 크게 설계함으로 소형화로 인한 대역폭의 감소를 해결하는 방법을 제시하였다. 제안된 기법에 대한 검증을 위해 테프론(${\varepsilon}_r=2.2$) 기판을 사용하여 무선 랜 대역인 5.2 GHz대역의 FBW(Fractional Band Width) 10%의 필터를, 제안한 기법을 적용하여 공진기의 길이를 ${\lambda}/4$로 줄인 헤어핀 형태로 제작 및 측정하여 제안된 기법의 타당성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.670-680
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• 2010

본 논문에서는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여, 이동단말기 탑재에 적합한 저 전력, 저 잡음 구조 개별 소자 (LNA, Mixer, VCO, frequency doubler, signal generator, down converter)들을 제안하고, 나아가 이를 하나의 칩으로 집적화 시킨 60 GHz 단일 칩 수신기 구조를 제안한다. 저전력화를 위해 current re-use 구조를 적용시킨 LNA의 경우, 11.6 mW 의 전력 소모 시, 56 GHz부터 60 GHz까지 측정된 잡음지수(NF)는 4 dB 이하이다. 저전력화를 위한 resistive mixer의 경우, Cgs의 보상 회로를 통하여 낮은 LO 신호 크기에서도 동작 가능하도록 하였다. -9.4dB의 변환 이득을 보여주며, 20 dB의 LO-RF isolation 특성을 가진다. Ka-band VCO는 4.99 mW 전력 소모 시측정된 출력 신호 크기는 27.4 GHz에서 -3 dBm이 되며, 26.89 GHz에서부터 1 MHz offset 기준으로 -113 dBc/Hz의 phase noise 특성을 보인다. 49.2 dB의 원신호 억제 효과를 보이는 Frequency Doubler는 총 전력 소모가 9.08 mW일 경우, -4 dBm의 27.1 GHz 입력 신호 인가 시 -53.2 dBm의 fundamental 신호(27.1 GHz)와 -4.45dBm의 V-band second harmonic 신호(54.2 GHz)를 얻을 수 있었으며, 이는 -0.45 dB의 변환 이득을 나타낸다. 60 GHz CMOS 수신기는 LNA, resistive mixer, VCO, frequency doubler, 그리고 drive amplifier로 구성되어 있으며, 전체 전력 소모는 21.9 mW이다. WLAN과의 호환 가능성을 위하여, IF(Intermediate Frequency) bandwidth가 5.25GHz(4.75~10 GHz)이며, RF 3 dB bandwidth는 58 GHz를 중심으로 6.2 GHz이다. 이때의 변환 손실은 -9.5 dB이며, 7 dB의 NF와 -12.5 dBm의 높은 입력 P1 dB를 보여주고 있다. 이는 60 GHz RF 회로의 저전력화, 저가격화, 그리고 소형화를 통한 WPAN용 이동단말기의 적용 가능성을 입증한다.