• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제15권2호
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• pp.76-81
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• 2015

This paper presents a design of a transmission line negative group delay (NGD) circuit with multiple pole characteristics. By inserting an additional transmission line into a conventional NGD circuit, the proposed circuit provides further design parameters to obtain wideband group delay (GD) and to help reduce signal attenuation. As a result, the number of gain compensating amplifiers can be reduced, which can contribute to stable operation when integrated into RF systems. The multiple pole characteristics can provide wider NGD bandwidth and can be obtained by connecting resonators with slightly different center frequencies separated by quarter-wavelength transmission lines. For experimental validation, an NGD circuit with two poles GD characteristic is designed, simulated, and measured.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권1호
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• pp.7-12
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• 2016

This paper presents the design of a negative group delay circuit (NGDC) using the filter synthesis approach. The proposed design method is based on a frequency transformation from a low-pass filter (LPF) to a bandstop filter (BSF). The predefined negative group delay (NGD) can be obtained by inserting resistors into resonators. To implement a circuit with a distributed transmission line, a circuit conversion technique is employed. Both theoretical and experimental results are provided for validating of the proposed approach. For NGD bandwidth and magnitude flatness enhancements, two second-order NGDCs with slightly different center frequencies are cascaded. In the experiment, group delay of $5.9{\pm}0.5ns$ and insertion loss of $39.95{\pm}0.5dB$ are obtained in the frequency range of 1.935-2.001 GHz.

• 전기학회논문지
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• 제59권2호
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• pp.374-379
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• 2010

In this paper, we have mathematically analyzed lumped element type negative group delay circuit (NGDC) and derived general design equation. The applicability of the proposed design equation is validated with mathematical and circuit simulation as well as with experimental results for intentional mobile telecommunication 2000 (IMT-2000) downlink band. As a design example, single branch NGDC with -0.8ns of group delay (GD) for narrow bandwidth of the specific frequency is simulated and fabricated. Finally, $\pi$-network NGDC is proposed and validated to obtain wideband GD response of $-1.7{\pm}0.06$ nsec for 60 MHz.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제19권1호
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• pp.56-63
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• 2019

Typical negative group delay circuits (NGDC) are analyzed in terms of signal attenuation, group delay, and bandwidth using S-parameters. By inverting these formulations, we derive and present the design equations (for NGD circuit elements) for a desired specification of the two among the three parameters. The proposed design method is validated through simulation examples for narrow- and wide-band pulse inputs in the time and frequency domains. Moreover, an NGDC composed of lumped elements is fabricated at 1 GHz for measurement. As a function of frequency, the circuit-/EM-simulated and measured group delays are in good agreement. The provided simple NGDC design equations may be useful for many applications that require compensations of some signal delays.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.681-689
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• 2010

본 논문에서는 분산 소자 형태의 마이너스 군지연 회로를 이용함으로써 피드포워드 증폭기의 효율 개선 및 구현의 용이성을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 피드포워드 증폭기를 제안한다. 피드포워드 증폭기의 지연 소자에 의한 삽입 손실은 심각한 시스템의 효율 저하를 유발한다. 일반적으로 이러한 손실을 줄이기 위하여 고출력 동축 케이블 또는 지연 선로 여파기를 사용하지만, 그러한 소자들의 삽입 손실조차도 무시할 수 없어서 피드포워드 증폭기의 제약 사항으로 작용한다. 제안하는 마이너스 군지연 회로를 이용함으로써 광대역 선형화를 위해 혼변조 왜곡 신호 상쇄 루프에 사용되는 지연 소자를 제거할 수 있다. 중심 주파수가 2.14 GHz인 WCDMA 하향 대역에서 -9 ns의 군지연, 0.2 dB의 삽입 손실, 그리고 30 MHz의 대역폭을 갖도록 제작된 2단 분산 소자 마이너스 군지연 회로를 이용하여 제작된 제안하는 구조의 피드포워드 증폭기는 평균 출력 전력이 44 dBm 일 때 -53.2 dBc의 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR)를, 19.4 %의 전력 부가 효율(Power Added Efficiency: PAE)을 갖는 것으로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1143-1153
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• 2010

본 논문에서는 마이너스 군지연 회로를 이용하여 아날로그 RF 피드백 증폭기의 선형성 개선 대역폭을 증가시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 피드백 증폭기는 피드백 경로의 전달 시간 오차로 인하여 선형성 개선 대역폭이 제한되며, 그로 인하여 강력한 선형성 개선 효과에도 불구하고 거의 사용되지 않고 있다. 선행 연구를 통해 설계된 마이너스 군지연 회로의 군지연 특성을 응용하여 기존의 피드백 구조의 한계인 군지연 정합 문제를 해결하였다. 제작된 피드백 증폭기에 2-carrier Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) 신호를 인가하여 측정한 결과, WCDMA 기지국 하향 대역의 50 MHz 대역 전반에 걸쳐서 15 dB 이상의 선형성 개선 효과를 얻을 수 있었다. 평균 출력 전력이 28 dBm일 때 5 MHz 이격된 주파수에서 측정된 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR)는 최대 25.1 dB 개선되어 -53.2 dBc로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.236-244
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• 2010

본 논문에서는 기존에 제안된 일반적인 집중 소자 마이너스 군지연 회로가 설계시 사용 가능한 소자 값이 제한되어 있다는 점에 착안하여 마이너스 군지연 회로(Negative Group Delay Circuit: NGDC)를 평면 구조로 설계할 수 있는 방법에 관하여 제안한다. 몇 가지 형태의 집중 소자 회로를 해석하여 마이너스 군지연 특성을 얻을 수 있는 조건을 분석하고, 이를 수식화하여 설계에 이용할 수 있도록 하였다. 또한 전송 선로 공진기의 개념을 도입하여 집중 소자를 분산 소자로 변환할 수 있도록 하였다. 설계 예시로써, 군지연 시간이 -8 ns인 집중 소자 및 평면 구조의 1단 NGDC를 설계하여 비교하였다. 상용 주파수 대역 내에서 엄격한 평탄도 요구 조건을 만족시키는 마이너스 군지연 응답을 얻기 위하여, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 하향 대역에서 총군지연 시간이 -5.6 ns, 삽입 손실이 -0.2 dB, 대역폭이 30 MHz(2.125~2.155 GHz)이며, 해당 대역 내에서 삽입 손실 평탄도가 0.1 dB, 군지연 평탄도가 0.5 ns 이내인 평면 구조 2단 NGDC를 제작하였다. 제안하는 NGDC의 유용성을 검토하기 위하여 간단한 신호 상쇄 루프에 대한 실험을 수행하였으며, 뛰어난 신호 상쇄 효과를 얻을 수 있었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권2호
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• pp.76-82
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• 2011

In this paper, a novel design for a dual-band negative group delay circuit (NGDC) is proposed. Composite right/left-handed (CRLH) ${\lambda}/4$ short stubs are employed as a dual-band resonator. A CRLH ${\lambda}/4$ short stub is composed of a typical transmission line element as the right-handed component and a high-pass lumped element section as the left-handed component. It is possible to simultaneously obtain open impedances at two separate frequencies by the combination of distinctive phase responses of the right/left-handed components. Negative group delay (NGD) can be obtained at two frequencies by using dual-band characteristics of the CRLH stub. In order to achieve a bandwidth extension, the proposed structure consists of a two-stage dual-band NGDC with different center frequencies connected in a cascade. According to the experiment performed, with wide-band code division multiple access (WCDMA) and worldwide interoperability for microwave access (WiMAX), NGDs of $-3.0{\pm}0.4$ ns and $-3.1{\pm}0.5$ ns are obtained at 2.12~2.16 GHz and 3.46~3.54 GHz, respectively.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.482-487
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• 2005

본 연구에서는 distributed amplifer를 구성하는 cascode 단위이득단의 공통게이트의 게이트 단자에 가변 커패시터를 연결함으로써 출력 저항 값을 조절하는 방법을 제안한다. Cascode 이득단은 공통 소스 이득단에 비해 높은 이득, 높은 출력저항, 부성저항을 제공하는 등 여러 장점이 있지만 설계시 사용한 트랜지스터 모델이 부정확하고 공정변수가 달라진다면 이득이 떨어지기 시작하는 band edge에서 발진할 위험이 있다. 그러므로 회로가 제작된 이후에도 발진을 막을 수 있는 조절회로가 필요하게 되는데, cascode단위 이득단의 공통 게이트 단자에 연결된 가변 커패시터가 그 역할을 할 수 있다. 제작한 distributed amplifier를 측정해본 결과 가변 커패시터를 조절함으로써 이득 특성을 변화시킬 수 있었으며, 이는 회로의 안정도를 보장할 수 있음을 알 수 있었다. 49GHz의 밴드폭내에서 이득은 $8.92\pm0.82 dB$이며, 군지연은 41GHz 이내에서 $\pm9.3 psec$ 범위 이내였다. 사용된 모든 transistor는 GaAs 기반의 $0.15{\mu}m$ 게이트 길이를 가지 는 p-HEMT이며, distributed amplifier는 총 4개의 이득단으로 구성되어 있다.