TO-can 레이저 다이오드를 사용한 광송수신기 모듈의 주파수 대역의 특성을 관찰하였다. 레이저 다이오드의 등가회로를 추출하기 위한 R-L-C변수는 임피던스 분석기를 이용하였다. 칩콘덴서를 사용하여 패키지내의 도선에 의한 인덕턴스 성분과의 임피던스 정합을 시도하였으나 저주파수 대역에서 공진으로 인한 경사가 발견되었다. 표면실장 형으로 소자를 구성하여 사용함으로써 공진주파수를 이동시켜 원하는 주파수 대역에서 공진 경사를 제거할 수 있었다.
An online estimation method for wireless power transfer (WPT) systems is presented without using any measurement of the secondary side or the load. This parameter estimation method can be applied with a controlling strategy that removes both the receiving terminal controller and the wireless communication. This improves the reliability of the system while reducing its costs and size. In a wireless power transfer system with an LCCL impedance matching circuit under a rectifier load, the actual load value, voltage/current and mutual inductance can be reflected through reflected impedance measuring at the primary side. The proposed method can calculate the phase angle tangent value of the secondary loop circuit impedance via the reflected impedance, which is unrelated to the mutual inductance. Then the load value can be determined based on the relationships between the load value and the secondary loop impedance. After that, the mutual inductance and transfer efficiency can be computed. According to the primary side voltage and current, the load voltage and current can also be detected in real-time. Experiments have verified that high estimation accuracy can be achieved with the proposed method. A single-controller based on the proposed parameter estimation method is established to achieve constant current control over a WPT system.
Chang, Woojin;Lee, Jong-Min;Kim, Seong-Il;Lee, Sang-Heung;Kang, Dong Min
ETRI Journal
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제42권5호
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pp.781-789
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2020
In this study, an E-band low-noise amplifier (LNA) monolithic microwave integrated circuit (MMIC) has been designed using silicon-germanium 130-nm bipolar complementary metal-oxide-semiconductor technology to suppress unwanted signal gain outside operating frequencies and improve the signal gain and noise figures at operating frequencies. The proposed impedance-controllable filter has series (Rs) and parallel (Rp) resistors instead of a conventional inductor-capacitor (L-C) filter without any resistor in an interstage matching circuit. Using the impedance-controllable filter instead of the conventional L-C filter, the unwanted high signal gains of the designed E-band LNA at frequencies of 54 GHz to 57 GHz are suppressed by 8 dB to 12 dB from 24 dB to 26 dB to 12 dB to 18 dB. The small-signal gain S21 at the operating frequencies of 70 GHz to 95 GHz are only decreased by 1.4 dB to 2.4 dB from 21.6 dB to 25.4 dB to 19.2 dB to 24.0 dB. The fabricated E-band LNA MMIC with the proposed filter has a measured S21 of 16 dB to 21 dB, input matching (S11) of -14 dB to -5 dB, and output matching (S22) of -19 dB to -4 dB at E-band operating frequencies of 70 GHz to 95 GHz.
높은 전력과 광대역에서 동작하는 동축선을 이용한 임피던스 트랜스포머는 추가적인 동축선을 이용하면 다양한 임피던스 변환 비율을 가질 수 있다. 50-${\Omega}$ to 25-${\Omega}$의 임피던스 변환 비율의 동축선 임피던스 트랜스포머에 50-${\Omega}$ 선로 두 개를 25-${\Omega}$ 지점에 병렬 연결하면 쉽게 광대역에서 동작하는 전력 분배기를 제작할 수 있다. 이런 동축선을 이용한 광대역 전력 분배기는 두 개의 출력 단자의 단자 정합 특성과 출력 단자사이의 격리 특성이 매우 낮아 개선이 필요하다. 본 논문에서는 단일 종단 여파기 설계 방식을 이용하여 동축선을 사용한 전력 분배기의 단자 정합 특성과 격리 특성을 개선하였다. 먼저, 저주파 대역 통과 단일 종단 여파기 계수를 이용하여 ADS 시뮬레이션을 통해 2-way 전력 분배기의 정합 단자 수와 Ripple에 따른 동작 특성을 살펴보았고, 종단 정합이 없는 전력 분배기와 2단 정합과 4단 정합을 가지는 전력 분배기를 제작하여 출력 단자의 정합 특성 및 격리 특성의 개선 정도를 살펴보았다.
일반적으로 발진기 설계에서 출력에 가장 큰 영향을 미치는 부분이 출력단 정합부분인데 기존의 출력단 정합 방법은 스미스차트의 무한대 임피던스 근방에서 정합회로를 설계해야 하므로 최적의 출력 정합회로를 구현해 주기가 어렵다. 본 논문에서는 초고주파 발진기를 설계하는데 있어서 보다 쉽게 최대 발진출력을 얻기 위한 출력단 정합방법에 관하여 연구하였다. 출력단이 정합되지 않은 발진기에 3-dB Coupler Tuner를 연결하고 발진기가 동작하고 있는 상태에서 Tuner 의 가변 단락회로를 조정하여 최대출력이 나오는 지점을 확인하고, Tuner의 S 파라미터를 측정한 후 이를 마이 크로스트립으로 구현하는 벙법을 이용하여 최대 발진출력이 나오는 발진기를 쉽게 설계 제작할 수 있었다. 본 논문에서 제안한 방법으로 설계 제작한 발진기 출력과 기존 정합방법에 의한 발진기 출력을 비교해 보면, 기존의 정합방법에 의한 발진기 출력은 발진주파수 1.0338 GHz에서 6.45 dBm을 나타내었고, 본 논문에서 제시 한 방법으로 제작된 발진기의 출력은 9.71 dBm으로 기존의 정합방법에 의한 발진기 출력보다 3.26 dBm 높은 출력을 나타내었다.
본 연구에서는 변압기형 플라즈마 전류 모델을 기초로 한 평판형 유도 결합 플라즈마 장치에 대한 회로를 분석하여 임피던스 매칭 특성을 조사하였다. 장치 임피던스는 collisional surface impedance를 기반으로 계산된 플라즈마 임피던스와 안테나 임피던스로 결정된다. 매칭 network에 사용된 회로는 Altcmatc-typc의 회로이고, 매칭 소자인 $C_T$와 $C_L$은 임피던스 매칭 조건을 이용하여 계산하였다. 완전 매칭의 경우에는 $C_T$와 $C_L$을 플라즈마 변수들의 함수로 표현하여 의존성을 분석하고, 불완전 매칭의 경우에는 반사파에 대한 반사계수, 반사율을 계산하였다.
This paper presents the design method of a Colpitts type oscillator with coplanar waveguide(CPW) structures in the range of Ka-band frequency for transmitter and receiver modules. Series short stubs of CPW patterns provide inductances and capacitances in the range of Ka-band which can be expressed as a CLC-$\pi$ equivalent circuit. The experimentation has employed ro4003 substrates as a CPW substrate which has a dielectric constant of 3.38 and a signal and ground space of 100um. A method of momentum simulation for the CPW patterns has performed with an ADS software tool of Hewlett-Packard Corp. Inductance and capacitance circuits of a Colpitts oscillator was interconnected to a MESFET with CPW bend structures of including the input and output impedance matching circuits of the active transistor. Circuit parameters for impedance matching were determined through the network conversion to the equivalent length of CPW transmission lines by using T-network 1 $\pi$-network conversion circuit. A Colpitts oscillator was fabricated on the substrate of a area of 8.5mm x 17.4mm with a MESFET of Fujitsu FMM5704X and CPW series short stubs. The design suggested the possibility of realizing oscillators on a planar surface for the wireless system of tansmitter and receiver modules in the frequency range of 30GHz
인쇄 회로 기판(PCB: printed circuit board)에는 다수의 표면 실장 부품(SMD: surface mount device)이 장착되어 상호 연결되며, 이들을 연결하는 배선의 전송 특성이 나빠지면 시스템의 성능이 감소하게 된다. PCB와 SMD를 연결하는 패드는 PCB 전송 특성에 큰 영향을 미치기 때문에 패드의 위치도 최적화되어야 한다. 본 논문에서는 패드 정렬이 PCB 전송 특성에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다. 주파수가 비교적 낮은 경우에는 패드 정렬이 PCB 전송 특성에 큰 영향을 미치지 않지만 주파수가 높아지거나 패드 크기가 커질수록 패드 정렬에 따른 영향이 커진다. 따라서 목표 주파수와 패드 크기에 따라 세심하게 패드 정렬을 선택할 필요가 있다. 특히 12~18 GHz의 Ku-밴드 주파수 대역에서는 기존의 중앙 정렬 패드보다 제안하는 측면 정렬 패드가 전체적으로 유리하다.
The 23GHz 1-state LNA was designed by using MPIE numerical analysis and conventional design EEsof softwares. The circuit was designed using conventional tools but analyzed and modified by using numerical MPIE tools. he matching sections was designed with parallel coupled filter-type, which gives impedance matching and DC blocking and has small discontinuities. THe FET chip is directly attached to the graound metal. The designed LNA gives 5.8dB gain and 2.5dB noise figure withoug considering the loss and impedance shift of connectors that degenerate the gain and noise figure considerably. this results gives very promising characteristics for our design process and matching schemes and fabrication technologies.
PCB (Printed Circuit Board)를 설계할 때 정확한 재료 정보는 매우 중요하다. 전투함의 통합 마스트 (Integrated Mast)에서는 스텔스 기능을 위해 열 저감이 필수적이며 이를 위해서는 내부의 제어 장치에서 발생하는 열을 최대한 줄여야 한다. 제어 장치는 대부분 PCB로 이루어져 있으나 PCB의 유전상수 (Dk, Dielectric Constant)가 정확하게 알려져 있지 않아 임피던스 부정합이 발생하며 이는 열 발생을 매우 증가시킨다. 본 논문에서는 Dk의 측정 방법에 대해 살펴보고 동작 주파수에 따른 Dk 값의 변화가 임피던스 부정합에 미치는 영향을 살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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