• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권11호
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• pp.210-215
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• 2006

본 논문에서는 밀리미터파 대역의 수신 시스템을 위한 국부발진 시스템의 DPLL 시스템을 개발하였다. 이 국부발진 시스템의 구성은 $86{\sim}115GHz$의 Gunn 다이오드 발진기, diplexer와 고조파믹서 등을 포함하는 RF 프로세싱 부분과, Gunn 모듈레이터와 제어기를 포함하는 DPLL 시스템으로 구성된다. 본 논문에서 개발되는 DPLL 시스템의 가장 중요한 설계기준으로는 수퍼헤테로다인 형태의 밀리미터파 대역 수신기의 믹서로 인가되는 국부발진주파수 신호의 주파수와 출력전력의 안정성을 확보하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서 기존에 사용되어왔던 아날로그 PLL 방식 대신에 DPLL 방식을 적용해 시스템을 설계 개발하였다. 이러한 목적 하에서 개발된 시스템의 성능을 확인하기 위해 장시간 동안의 주파수 및 출력전력의 안정성 시험을 수행한 결과 ${\pm}10Hz$ 이내의 안정된 주파수 특성과 $0.2{\sim}0.3dBm$의 매우 우수한 출력전력의 drift 특성을 갖고, 또한 locking 범위 역시 200MHz 정도로 매우 넓어 우주전파관측 수신시스템에 매우 적합함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.944-950
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• 1993

종래에서는 혼합기제작에 수동소자인 다이오드를 이용하였으나 다이오드는 수동소자이므로 변환손실을 가저 IF증폭기를 설치하여야 하는 단점이 있으며 잡음이 커서 DBS 수신기의 전단부에 사용하기에는 적합치 못하다. GaAs MESFET 혼합기는 다이오드 혼합기보다 우수한 잡음지수와 혼변조 level을 얻을 수 있다. 특히 위성에서 직접 수신되는 신호는 아주 미약하기 때문에 수신부 전체의 감도를 향상시키기 위해 저잡음 특성을 갖는 소자가 요구된다. HEMT(High Electron Mobility Transistor)는 진자의 이동도가 매우 빠르므로 GaAs MESFET보다 transconductance가 커서 큰 변환이득과 우수한 잡음특성을 가지며, millimeter-wave주파수 영역에서도 좋은 잡음특성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 18 GHz대역까지 사용가능한 저잡음 증폭기용으로 설계된 OKI사의 HEMT소자인 KGF 1860을 이용하여 혼합기를 제작하였고, LO 주파수를 10.6GHz, RF중심주파수를 11.9GHz로하여 설계하여 RF를 11.4 GHz에서 12.2 GHz까지 변화시키면서 측정한 결과 1~l.4 GHz의 IF대역에서 변환이 득을 얻었으며 RF power -20.5.3 dBm, LO power 0.01 dBm에서 최대 변환이 득 3.7 dB를 얻었다. 또한 출력단의 A/4 개방스터브를 제거하였을 경우 RF를 11.1GHz에서 12.7GHz까지 변화시키면서 측정 한 결과 930MHz ~ 1.8GHz 대역에서 최대 변환이 득 1.35dB를 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.851-868
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• 2015

밀리미터파 및 서브 밀리미터파 전파천문학용 전파망원경은 주로 카세그레인 형태의 안테나를 사용한다. 다양한 전파 천문학 연구를 위해서 한 개의 카세그레인 안테나에 여러 개의 수신대역을 갖는 수신기가 설치된다. 한 개 이상의 수신 대역을 관측하기 위해서는 여러 개의 수신기가 우주전파를 관측할 수 있는 빔 가이딩 시스템이 반드시 필요하게 된다. 이러한 빔 가이딩 시스템은 가우시안 빔 전송이론을 기반으로 준광학 회로로 구성된다. 본 논문에서는 가우시안 빔의 간략한 전송이론을 기반으로 한 가우시안 빔의 변환 방법과 가우시안 빔을 전송하기 위한 빔 전송회로 설계 기법을 제시한다. 이 설계기법을 이용하여 카세그레인 안테나에 적용되는 가우시안 빔 회로 설계와 설계 결과를 기술한다. 마지막으로 준광학 회로 구성부품인 타원면경, 유전체 렌즈 및 혼의 제원 결정에 대하여 기술한다. 제안된 방법을 이용하면 카세그레인 안테나 빔 가이딩 시스템을 간단히 설계할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.1324-1333
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• 2010

본 논문에서는 밀리미터파 수신 시스템의 준광학계 회로에서 발생되는 3가지 빔 결합 손실에 대하여 가우시언 빔 전송 이론을 기반으로 심도 있게 검토하였다. 첫째, 준광학 시스템에 의하여 형성된 각각의 빔 허리와 그들의 위치가 서로 일치되지 않았을 때 발생되는 빔 결합 손실에 대하여 분석하였다. 빔 허리의 크기를 $3\lambda$이상으로 설계하면 빔 광축 방향에 대한 빔 허리 크기와 그 위치의 불일치에 의한 빔 결합 손실을 최소화 시킬 수 있다. 둘째, 준광학 회로에서 서로 다른 두 빔 축의 기울어짐과 각도상의 비정렬에 의한 빔 결합 손실을 해석하였다. 기울기 각도와 정렬에 의한 빔 결합 손실을 고려할 때 빔 허리의 크기가 작을수록 유리함을 알 수 있다. 마지막으로 광축 방향에 대하여 측면 방향으로 하나의 광축이 치우쳐 있는 경우의 결합 손실을 검토하였다. 치우침을 감안한 설계 빔의 반경은 최소한 $3\lambda$ 이상이 되도록 설계되어야 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.936-943
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• 2013

본 논문에서는 76.5~77 GHz 대역 차량용 장거리 주파수 변조 연속파 레이더 응용을 위한 단일 채널 레이더 시스템의 설계와 측정 결과를 보인다. 송신기는 상용 GaAs MMIC를 사용하였고, 수신기는 65 nm CMOS 공정을 사용해 설계한 회로를 사용하였다. 제작된 하향 변환 수신 칩은 -8 dBm의 낮은 LO 전력으로 동작하기 때문에, 송신출력에서 -19 dB 방향성 결합기를 사용하여 믹서를 구동하였다. 모든 MMIC는 WR-10 도파관이 형성되어 있는 알루미늄 지그 위에 실장하였으며, 마이크로스트립-도파관 급전기를 통해 혼 안테나를 구동하여 실험하였다. 제작된 레이더 시스템의 크기는 $80mm{\times}61mm{\times}21mm$이고, 출력 전력은 10 dBm, 위상 잡음은 1 MHz 오프셋에서 -94 dBc/Hz, 그리고 수신기의 변환이득은 12 dB이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.868-882
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• 2009

본 논문에서는 현재 주목을 받고 있는 테라헤르츠 대역의 주파수에서 근거리 무선 통신 응용을 위한 채널 모델과 무선 링크의 성능 분석에 대하여 서술한다. 10 Gbps 이상의 전송 속도를 실현하기 위해서는 주파수 대역폭이 기존의 밀리미터파에서 사용하는 주파수 대역폭보다 더 넓은 대역폭이 필요하며, 이 대역폭을 얻기 위해서는 테라헤르츠 주파수 대역으로 자연적으로 옮겨가지 않을 수 없다. ITU-R P.676-7 모델을 이용하여 테라헤르츠 대역의 대기 전파 감쇠 특성 분석 결과, 중심 주파수 220, 300, 350 GHz에서 약 68, 48, 45 GHz의 주파수 대역폭이 가용하며, 스펙트럼 효율이 1 이하인 변조 방식으로도 10 Gbps 이상의 데이터 속도를 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 간략화 PDP 모델을 이용하여 실내 공간의 건물 재질에 따른 지연 특성을 분석하였다. 실내 공간의 크기 $6\;m(L){\times}5\;m(W){\times}2.5\;m(H)$에서 콘크리트 벽의 경우 TE 편파에서 RMS 지연 확산은 9.23 ns였다. 이 결과는 참고문헌의 Ray-Tracing 시뮬레이션에서 얻은 10 ns 이내에 근접한다. 옥내 무선 링크 성능 분석 결과, 수신기의 감도는 BPSK 변조 방식을 사용하는 경우 대역폭 $5{\sim}50\;GHz$에 대하여 $-56{\sim}-46\;dBm$이고, 안테나 이득은 10 m 링크에서 $26.6{\sim}31.6\;dBi$였다. AWGN 채널과 LOS 환경을 가정할 때 송신기 출력 -15dBm에서 캐리어 주파수 220, 300, 350 GHz일 때 최대 달성 가능한 데이터 속도는 각각 30, 16, 12 Gbps였다. 이 결과는 BPSK 변조 방식을 사용하여 1 m 링크에서 얻은 결과이다. BER은 $10^{-12}$으로 가정하였고, 송신기 출력을 증가시키면 더욱 높은 데이터 속도를 얻을 수 있다.