• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권2호
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• pp.143-149
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• 2008

A novel compact model for a five-port transformer balun is proposed for the efficient circuit design of hybrid balun. Compared to the conventional model, the proposed model provides much faster computation time and more reasonable values for the extracted parameters. The hybrid balun, realized in $0.18\;{\mu}m$ CMOS, achieves 2.8 dB higher gain and 1.9 dB lower noise figure than its passive counterpart only at a current consumption of 0.67 mA from 1.2 V supply. By employing the hybrid balun, a differential zero-IF receiver is designed in $0.18\;{\mu}m$ CMOS for IEEE 802.15.4 ZigBee applications. It is composed of a differential cascode LNA, passive mixers, and active RC filters. Comparative investigations on the three receiver designs, each employing the hybrid balun, a simple transformer balun, and an ideal balun, clearly demonstrate the advantages of the hybrid balun in fully differential CMOS RF receivers. The simulated results of the receiver with the hybrid balun show 33 dB of conversion gain, 4.2 dB of noise figure with 20 kHz of 1/f noise corner frequency, and -17.5 dBm of IIP3 at a current consumption of 5 mA from 1.8 V supply.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.86-93
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• 2008

2.4 GHz 대역 완전차동 직접변환 수신기를 위한 저전력, 저잡음, 고선형성을 가지는 새로운 구조의 하이브리드 발룬(Hybrid Balun) 회로를 제안한다. 제안된 하이브리드 발룬은 수동형 트랜스포머(Passive Transformer)와 손실 보상용 보조 증폭기(Loss-compensating Auxiliary Amplifiers)로 구성된다. 트랜스포머와 보상용 증폭기 사이의 신호의 분리와 결합에 대한 설계 이슈들을 제시하였다. $0.18{\mu}m$ 공정으로 제작된 하이브리드 발룬은 수동형 발룬에 비해 2.4 GHz 대역에서 이득은 2.8 dB 높고 잡음지수는 1.9 dB 낮으며, 측정된 IIP3는 +23 dBm 이다. 전체 전력소모는 1.2 V 전원 전압에서 0.67 mA로서 저전력으로 구현되었다. 하이브리드 발룬 기술을 적용하여 설계된 무선센서노드용 CMOS 직접변환 수신기는 수동형 발룬을 사용했을 때 비해 0.82 mW의 추가 전력소모만으로 전체 잡음 지수를 현저히 낮출 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.713-718
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• 2008

본 논문에서는 두 개의 $\lambda$/4 단락 스터브를 사용하여 진폭과 위상 평형 특성을 개선한 링 하이브리드(ring hybrid) 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 기존 링 하이브리드 결합기에 존재하는 위상과 진폭 비 평형 특성을 $\lambda$/4 단락 스터브를 통해 보정한 회로이다. 제안한 링 하이브리드 결합기의 성능을 검증하기 위하여 평형 다이오드 주파수 2 체배기 회로를 설계 및 측정하였다. 실험 결과 $1.6{\sim}2.35\;GHz$의 대역 내에서 최저 12.3 dB의 변환 손실과 30 dB 이상의 기본 주파수 격리도를 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제12권1호
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• pp.63-69
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• 2012

This paper presents the design of a calculable standard dipole antenna with a hybrid balun in the frequency range of 1 GHz to 3 GHz. A new formula of the antenna factor for a dipole antenna with a hybrid balun is derived using the power mismatch-loss concept. The antenna factors derived in this paper are in good agreement with the results calculated from S-parameters. The design results show that the calculable dipole antenna with a hybrid balun can be characterized by power mismatch-loss component factors.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.175-178
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• 2006

We present a ring hybrid balun with additional two ${\lambda}/4$ short stubs that offers excellent amplitude and phase balance performance. The phase difference which is essentially occurred in $180^{\circ}$ ring hybrid is compensated by a ${\lambda}/4$ short stub in one output port. To compensate the amplitude imbalance inherent in the ring hybrid, the series resistance will be added to the second stub which is connected to another output port. The measured balun shows that phase imbalance is less than $2.5^{\circ}$ and magnitude imbalance is less than 0.2dB over a 1.75-2.25 GHz.

• 한국ITS학회:학술대회논문집
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• 한국ITS학회 2007년도 제6회 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.141-143
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• 2007

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2309-2311
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• 2005

A broadband microstrip balun is proposed and designed using a ${\lambda}/4$short-stub in order to compensate phase imbalance. For the demonstration, two baluns are proposed and designed using a ${\lambda}/4$ shorted stub. One is a modified form of the conventional Wilkinson balun, and the other is a modified ring hybrid. Baluns are implemented on TLX-9 substrate of which the dielectric constant is 2.54 and the thickness is 0.5mm. The measurements show a bandwidth of 500MHz at the center frequency of 2GHz.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.275-282
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• 2012

본 논문에서는 하이브리드 balun을 갖는 계산가능 다이폴안테나의 안테나 인자 특성을 모멘트법과 기전력법으로 계산하여 비교하고 있다. 안테나 인자의 표현식은 전력부정합손실의 개념을 적용하여 도출한 식을 사용하였으며, 안테나 인자의 계산에서 나타나는 안테나의 입력 임피던스 및 유효길이는 모멘트법과 기전력법을 적용하여 계산하고 있다. 그 결과, 모멘트법과 기전력법에 의한 입력 임피던스 특성은 최대 17 ${\Omega}$ 정도의 차이가 발생하지만, 안테나 인자 특성은 0.24 dB 이내에서 일치하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1991-1998
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• 2015

본 논문은 하이브리드 발룬을 갖는 계산가능 다이폴안테나가 접지판 위에 수평 및 수직으로 놓여 있을 경우의 안테나 인자 특성을 모멘트법으로 검토하고 있다. 안테나 인자의 표현식은 전력부정합손실의 개념을 적용하여 도출한 식을 사용하였으며, 안테나 인자의 계산에서 나타나는 안테나의 입력 임피던스 및 유효길이는 모멘트법을 적용하여 계산하고 있다. 그 결과, 접지판 위에서의 안테나 인자 특성은 안테나의 편파상태에 따라 달라지며 자유공간 안테나 인자와는 최대 ± 0.14 dB 의 차이가 발생함을 알 수 있었다. 또한, 수평편파인 경우의 안테나 인자 변동폭이 수직편파인 경우보다 0.2 dB 정도 더 크다는 것도 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.1023-1028
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• 2012

본 논문에서는 비접촉 마이크로웨이브 프루브 시스템의 I/Q demodulator를 위한 MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) mixer chip을 GaAs p-HEMT 공정의 Schottky 다이오드를 이용하여 설계 및 제작하였다. 프루브 시스템의 I/Q demodulator 구조를 단순화하기 위해 single balanced 구조의 mixer를 채택하였다. Single balanced mixer에서 $90^{\circ}$hybrid coupler와 ${\lambda}/4$ 전송선로를 이용하여 $180^{\circ}$hybrid를 설계하였으며 이를 MIM 커패시터와 spiral 인덕터를 이용하여 구현함으로써 mixer chip의 크기를 줄일 수 있었다. On-wafer 측정 결과, 본 논문의 MMIC mixer는 1650MHz ~ 2050MHz의 RF 및 LO 주파수 대역을 포함하고 있으며, 응용 주파수 대역 내에서 RF 및 LO의 변화에 대해 약 12dB 이하의 평탄한 변환손실(conversion loss) 특성을 나타내었다. 또한, MMIC mixer chip은 $2.5mm{\times}1.7mm$의 초소형 크기를 가지며 LO-IF 및 RF-IF의 격리도는 각각 43dB 및 23dB 이상의 특성을 나타내었다.