• 제목/요약/키워드: Impedance transformer

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2차 고조파 정합 네트워크를 포함하는 저손실 PCB 발룬을 이용한 고효율 CMOS 전력증폭기 (High-Efficiency CMOS Power Amplifier using Low-Loss PCB Balun with Second Harmonic Impedance Matching)

  • 김현규;임원섭;강현욱;이우석;오성재;오한식;양영구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.104-110
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    • 2019
  • 본 논문에서는 long term evolution(LTE) 통신을 위한 900 MHz 대역에서 동작하는 CMOS 전력증폭기 집적회로 설계 결과를 제시한다. 출력단에서의 적은 손실을 위해 트랜스포머를 이용한 출력 정합 회로가 printed circuit board(PCB) 상에 구현되었다. 동시에, 2차 고조파 임피던스의 조정을 통해 전력증폭기의 고효율 동작을 달성하였다. 전력증폭기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계되었으며, 10 MHz의 대역폭 및 7.2 dB 첨두 전력 대 평균 전력비(PAPR)의 특성을 갖는 LTE up-link 신호를 이용하여 측정되었다. 제작된 전력증폭기 모듈은 평균 전력 24.3 dBm에서 34.2 %의 전력부가효율(PAE) 및 -30.1 dBc의 인접 채널 누설비(ACLR), 그리고 24.4 dB의 전력 이득을 갖는다.

최적 임펄스 전송을 위한 초광대역 테이퍼 슬롯 안테나 설계 (Design of UWB Tapered Slot Antenna for the Optimum Impulse Radio Transmitting & Receiving)

  • 고영목;나극환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.553-563
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    • 2010
  • 본 논문에서는 UWB 대역에서 최적 임펄스 신호 전송을 위한 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 동작하는 TSA는 end-fire 특성을 갖는 광대역 안테나로, 펄스 전송을 위한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 시스템에 적합하다. 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 UWB 대역에서 손실이 적고, 임펄스 전송시 최소 에러를 가져야 한다. 전송되는 펄스 왜곡을 최소로 하기 위해 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 구성하는 광대역 임피던스 변환기와 microstrip/slotline 천이부 설계에 대해 연구하였으며, 설계된 테이퍼 슬롯 안테나에 대한 펄스 충실도는 전자기파에 대한 시간 영역 분석이 가능한 CST를 이용한 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 시뮬레이션과 펄스 상관식 유도를 통해 계산하였으며, 제작된 안테나에 대해 두 안테나를 0.5 미터 이격시킨 두 안테나 사이에서 약 93.89 % 정도의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 chirp Z-변환 알고리즘을 유도를 통해, 나노초 이하의 펄스 신호에 대해 zoom-in 기능을 부여함으로써 펄스 신호에 대한 왜곡, 지연 및 분산 특성 등의 분석이 가능하다.

결합된 자기공명을 통한 무선에너지 전력 전송 시스템의 회로 해석 (Circuit Model Based Analysis of a Wireless Energy Transfer System via Coupled Magnetic Resonances)

  • 전상훈;김용해;이명래;강승열
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.137-144
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    • 2011
  • 자기공명을 이용한 무선 전력 전송 시스템의 등가회로 모델이 제시되었고, 이를 통한 설계기법이 제안되었다. 두개의 코일로 구성된 간단한 트랜스포머의 등가회로를 확장하는 방법으로 본 시스템의 노드 방정식을 세웠고, 이로부터 효율을 높이기 위한 최적의 코일간 거리를 해석하였다. 손실이 있는 경우의 주파수 특성을 계산하기 위해, 상용 설계 시뮬레이터에 등가회로 모델을 심었다. 실제 시스템의 모델 파라미터를 추출하여 시뮬레이션 결과와 측정결과를 비교하였다. 이 해석으로부터, 자기공명 방식의 무선 전력 전송 시스템이 수 미터의 거리까지 높은 효율을 보일 수 있음을 알 수 있었고, 이때 임피던스 정합이 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다. 개발된 모델을 통해 공진 코일이 더 많이 있는 경우와 같은, 유사한 시스템의 특성을 예측할 수 있다.

Application of SFCL on Bus Tie for Parallel Operation of Power Main Transformers in a Fuel Cell Power Systems

  • Chai, Hui-Seok;Kang, Byoung-Wook;Kim, Jin-Seok;Kim, Jae-Chul
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권6호
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    • pp.2256-2261
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    • 2015
  • In the power plant using high temperature fuel cells such as Molten Carbonate Fuel Cell(MCFC), and Solid Oxide Fuel Cell(SOFC), the generated electric power per area of power generation facilities is much higher than any other renewable energy sources. - High temperature fuel cell systems are capable of operating at MW rated power output. - It also has a feature that is short for length of the line for connecting the interior of the generation facilities. In normal condition, these points are advantages for voltage drops or power losses. However, in abnormal condition such as fault occurrence in electrical system, the fault currents are increased, because of the small impedance of the short length of power cable. Commonly, to minimize the thermal-mechanical stresses on the stack and increase the systems reliability, we divided the power plant configuration to several banks for parallel operation. However, when a fault occurs in the parallel operation system of power main transformer, the fault currents might exceed the interruption capacity of protective devices. In fact, although the internal voltage level of the fuel cell power plant is the voltage level of distribution systems, we should install the circuit breakers for transmission systems due to fault current. To resolve these problems, the SFCL has been studied as one of the noticeable devices. Therefore, we analyzed the effect of application of the SFCL on bus tie in a fuel cell power plants system using PSCAD/EMTDC.

Fracture 환자의 유형(무자극,무침습) 재활촉진을 위한 외부궤도형 초음파 다층치료기의 구현 (Embodiment of outside orbit type supersonic waves multi curer for Fracture patient's type (radish stimulation, radish invasion) rehalititation promotion)

  • 김휘영;최진영;박성준;김진영;박성준;김희제
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2165-2166
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    • 2006
  • Estrangement hierarchical by bipolarization is deepened and time space that social welfare by graying corresponds great so. Specially, is real condition that indifference by patient's increase which is solitary life string is come to involve by social problem.Together, Jaetaek bone fracture patient's ratio is zooming. Domestic BT technology, medical treatment solution technology offer more important role than role assistance enemy of modern technology and utilize by creative technology can. Specially, if apply supersonic waves in bone fracture treatment, there is treatise data that can reduce bone fracture treatment period of bone that bone does not stick well about 40%. Supersonic waves operation frequency used on both end because do 1m Hz, 1.3mHz, supersonic waves origination that have 1.5mHz's Piezo-ceramic crystal tranducer material each 4 premature senilitys in this research, and outside diameter according to impedance and Phase d used Gakgak4mm, 5.4mm, Dukke0.5mm, transformer deuce of length 70mm. Manufactured, and investigated supersonic waves distribution chart by capacity 50m W. Supersonic waves used by diagnosis mainly but is seen to become convenient medical treatment mounting in bone fracture patient's treatment if supplement clinically.If supplement system furthermore, is going to apply to osteoporosis patient, and this research tried to design poetic theme width directly and study rain standardization special quality and approach basic form because do modelling.

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위성통신용 MSM을 위한 흡수형 SPST MMIC 스위치의 설계 및 제작 (Design of Absorptive Type SPST MMIC Switch for MSM of Satellite Communication)

  • 염인복;류근관;신동환;이문규;오일덕;오승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.989-994
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    • 2005
  • 위성통신 시스템의 초고주파 스위치 메트릭스(MSM)를 위한 MMIC 스위치 칩을 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정을 이용하여 설계 및 제작하였다. MMIC 스위치는 on과 off상태에서 우수한 입출력 반사계수를 위해 흡수형으로 설계되었다. 또한, 스위치 칩의 크기를 줄이기 위해 MIM 커패시터와 spiral 인덕터의 집중소자를 이용하여 3 GHz 대역에서의 ${\lambda}/4$ 임피던스 변환기를 구현하였다. 설계된 MMIC 스위치는 $3.2\~3.6\;GHz$ 대역에서 사용할 수 있으며 $1.6\;mm{\times}1.3\;mm$의 칩 크기를 갖는다. On-wafer 측정 결과, 2 dB 이하의 삽입 손실과 56.8 dB 이상의 격리도 특성을 나타내었다. 이와 같은 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것이다.

25kV 전기철도 고조파 보상을 위한 고전력 능동전력필터 시스템에 관한 연구 (The High Power Active Filter System for Harmonic Compensation of 25kv Electric Railway)

  • 김재철;노성찬;이유경
    • 한국철도학회논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.761-765
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    • 2006
  • At present, harmonic currents cause serious problems in power conversion system using the semiconductor switching device. Also some of the conversion system provokes harmonic currents against to the main power supply system and causes hindrances for the system. Main power impedance of the traditional LC passive filter method, influences on the filter characteristics and amplifies the harmonics when resonance phenomenon is occurred. And the traditional existing 2 level inverter systems show the limit in capacity of voltage and current in case of occurring sudden load change. So, to solve this problem active filter which uses cascaded H-bridge multi level inverter has been designed and ex-filter system circuits were totally investigated. With multi level active filtering system not only the size of filter but also the size of filter for transformer can be reduced by half and so as to the weight, while the capacity of inverter can be double sized and wave forms can be compensated exactly and precisely. Also by the benefit of the increase in rating capacity, the various currents owing to the load fluctuation can be dealt more steadily. In order to simulate the wave form of harmonics based on the measured data on the AC 25kV high speed Domestic Commercial railway, it was simulated with PSCAD/EMTDC and PSIM. Based on the results of this demonstration, the power supply system and inverter system would be more stable and also promoting its efficiency.

출력전력 백-오프 구간을 확장시킨 고출력 고효율 불균형 도허티 전력증폭기 (High Power and High Efficiency Unbalanced Doherty Amplifier used to Extend the Output Power Back-off)

  • 장동희;김지연;김종헌
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.99-104
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    • 2011
  • 본 논문에서 출력 전력 백-오프 구간을 확장하기 위한 고출력 고효율 불균형 도허티 전력 증폭기를 제안하였다. 제안된 불균형 전력증폭기는 기존의 대칭형 도허티 전력증폭기처럼 주 증폭기와 보조 증폭기에 같은 트랜지스터를 사용하는 구조이며 주 증폭기의 출력에 연결되어 있는 ${\lambda}/4$ 변환기의 임피던스를 변형하여서 구간을 확장할 수 있다. 제안된 불균형 도허티 전력증폭기는 기존의 백-오프 출력 구간을 확장하기 위한 비대칭 도허티 전력증폭기와 비교해서 구조가 더 간단함에도 불구하고 유사한 효율과 선형성 특성을 갖는다. 제안된 증폭기의 성능을 증명하기 위해서 CDMA2000 1FA 신호를 입력으로 사용하여 46 W 도허티 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제작된 불균형 도허티 전력증폭기에서 35 %의 효율과 885 kHz 오프셋 주파수에서 ACPR -34 dBc 그리고 1.98 MHz 오프셋 주파수에서 ACPR -35.6 dBc를 얻었다.

Fracture 환자의 유형(무자극, 무침습) 재활촉진을 위한 외부궤도형 초음파 다층치료기의 설계 (Design of outside orbit style supersonic waves multi curer for Fracture patient's type (radish stimulation, radish invasion) rehalibitation promotion))

  • 김휘영
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.245-252
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    • 2006
  • 양극화로 인한 소외계층이 심화되고 고령화에 따른 사회복지가 대응하는 시간적 간격이 너무나 커지고 있다. 특히, 독거노인 환자의 증가로 인한 무관심이 사회문제로 비화되고 있는 실정이다. 더불어, 재택 골절환자의 비율도 급상승하고 있다. 국내적으로는 BT기술, 의료솔루션 기술은 현대기술의보조적 역할보다는 중추적인 역할을 제공하고 창조적 기술로 활용할 수가 있다. 특히, 초음파를 골절치료에 적용하면, 뼈가 잘 안 붙는 뼈의 골절치료 기간을 40% 가량 줄일 수 있다는 논문자료도 있다. 본 연구에서는 초음파 작동주파수가 1mHz, 1.3mHz, 1.5mHz의Piezo-ceramic crystal tranducer물질을 가지는 초음파 발생원 각각 4개를 한조로 하여 양단에 사용하였고, 임피이던스 및 Phase측정결과에 따라 외부직경이 각각4mm, 5.4mm, 두께0.5mm, 길이 70mm의 트랜스듀스를 사용하였다. 용량 50mW급으로 제작하였고, 초음파분포도를 조사하였다. <중략> 차후 시스템을 보완하면 골다공증 환자에도 적용이 될 것이고, 본 연구에서는 시제품을 직접 설계하고 비정형화 특성을 연구하고 기본적인 형태를 모델링 하여 접근해 보고자 노력해 보았다.

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A Fully Integrated Dual-Band WLP CMOS Power Amplifier for 802.11n WLAN Applications

  • Baek, Seungjun;Ahn, Hyunjin;Ryu, Hyunsik;Nam, Ilku;An, Deokgi;Choi, Doo-Hyouk;Byun, Mun-Sub;Jeong, Minsu;Kim, Bo-Eun;Lee, Ockgoo
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제17권1호
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    • pp.20-28
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    • 2017
  • A fully integrated dual-band CMOS power amplifier (PA) is developed for 802.11n WLAN applications using wafer-level package (WLP) technology. This paper presents a detailed design for the optimal impedance of dual-band PA (2 GHz/5 GHz PA) output transformers with low loss, which is provided by using 2:2 and 2:1 output transformers for the 2 GHz PA and the 5 GHz PA, respectively. In addition, several design issues in the dual-band PA design using WLP technology are addressed, and a design method is proposed. All considerations for the design of dual-band WLP PA are fully reflected in the design procedure. The 2 GHz WLP CMOS PA produces a saturated power of 26.3 dBm with a peak power-added efficiency (PAE) of 32.9%. The 5 GHz WLP CMOS PA produces a saturated power of 24.7 dBm with a PAE of 22.2%. The PA is tested using an 802.11n signal, which satisfies the stringent error vector magnitude (EVM) and mask requirements. It achieved an EVM of -28 dB at an output power of 19.5 dBm with a PAE of 13.1% at 2.45 GHz and an EVM of -28 dB at an output power of 18.1 dBm with a PAE of 8.9% at 5.8 GHz.