본 논문에서는 IMT-2000, 무선LAN, PCS 대역인 R-band에서 Coplanar waveguide (CPW)와 Photonic Bandgap (PBG)을 이용한 증폭기를 설계 및 제작하였다. 기존 마이크로스트립을 이용한 증폭기에만 적용되던 PBG 기술을 처음으로 CPW를 이용한 증폭기에 적용하여 출력효율 및 IMD를 측정하였다. PBG구조는 매칭 네트웍구성을 위해 최적화되었으며 이로인해 입출력 반사손실이 최소화 되도록 PBG 구조가 정합되었다. 측정결과 CPW구조에 새롭게 적용퇸 PBG구조를 이용하여 동일 IMD에 대해 15%의 출력효율과 동일 출력에 대해 IMD 4.5dB 향상을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 포토닉 밴드갭(PBG)의 결합모드(defect-mode)를 이용한 대역통과 여파기를 구현하는 방법에 대해 연구하였다. PBG 구조를 구현하기위하여 마이크로스트립 라인의폭을 달리하면 PBG 셀(cell)을 형성한 후, 이들 셀들을 주기적으로 배열하였으며, PBG 구조 일부분의 주기를 변화시킬 경우에 발생하는 결함모드를 이용하여 저지대역 내에서 통과대역을 구현하였다. 또한, 집중정수소자(Iumped-element)를 이용하여 PBG 구조의 등가회를 구현하였다.
본 논문에서는 20㎓~50㎓ 대역에서 2 차원 PBG(Photonic-Bandgap) 구조의 투과 특성을 RCWA(Rigorous coupled-wave analysis)방법에 의한 Transfer matrix로 해석하였다. Square lattice의 PBG 구조에 대하여 TE 편파에서 유전율의 변화와 결함(defect)의 유무에 대한 투과 특성을 고찰하였다.
본 논문에서는 밀리미터파 대역 전력증폭기가 출력단에 PBG (photonic bandgap structure) 구조를 설치함으로써 성능개선 되었다 PBG 구조는 Ka 대역에서 저역통과 특성을 갖도록 최적화되었다. 전력증폭기의 하모닉은 PBG 구조에 의하여 억제되었고 50 GHz에서 40dBc 개선되었다 전력증폭기의 IMD와 PAE는 PBG에 의하여 기존의 전력증폭기에 비하여 각각 $15\%$와 $25\%$ 개선되었다.
A novel photonic bandgap(PBG) structure is proposed and measured for wide bandgap and compact circuit applications. The proposed structure realizes the ultra-wideband bandgap(2-octave) characteristics by superposing two different PBG structures into a coupled double-plane configuration. A low pass filter fabricated using 3-period of the PBG cells shows 2-octave 10 ㏈ stopband from 4.3 to 16.2 ㎓ and 0.2 ㏈ insertion loss in the passband. Moreover, we confirmed that 44∼70 % size reduction can be achieved using the proposed PBG structures. We expect this novel double-plane PBG structure is widely used for compact and wideband circuit applications, such as compact high-efficiency power amplifiers using harmonic tuning techniques.
본 논문에서는 class F 전력 증폭기의 출력 정합단에 새로운 광전자밴드갭(PBG) 구조를 적용하여 높은 효율을 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 나선형 PBG 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판 위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 이 구조는 2차 고조파에서 높은 저지 특성을 갖는다. 또한 더욱 가파른 스커트 특성을 보인다. 이 새로운 PBG 구조는 효율향상을 위하여 class F 전력 증폭기에 적용되어 질 수 있다. 나선형 PBG 구조를 적용한 class F 전력 증폭기의 power-added efficiency(PAE)는 코드분할 다중접속(CDMA) 응용에서 73.62 %의 효율을 얻을 수 있었다. 이 결과는 제안한 PBG 구조를 적용하지 알은 기존의 Class F 전력 증폭기와 비교했을 때 6.2 % 향상된 결과를 보여준다.
본 논문에서는 마이크로스트립 전송선로의 유전체 기판(substrate) 내에 삽입된 EGP(Elevated Ground Plane)와 비아를 이용하는 소형의 새로운 포토닉 밴드갭(PBG:Photonic Bandgap) 구조를 제안였하고, 세라믹 기판에 적용된 최적구조를 설계하였다. 해석 결과, 제안된 새로운 PBG 구조는 기존의 평면 PBG 구조에 비해서 크기가 52.5 % 축소되었고 대역폭은 45 % 증가하였다. 그리고 접지면 식각 다층 PBG 구조에 비해서는 크기가 32 % 감소하였고 첨예도(sharpness)가 향상되었으며 차단주파수 이상에서 40 GHz까지 전력손실이 8 dB 이상 개선되었다. 따라서 본 논문에서 제안된 PBG 구조는 대역 저지 또는 저역통과 여파기로 사용할 수 있으며, 이러한 여파기 특성은 경박 단소화된 마이크로파 대역 집적회로나 모듈 개발에 효과적으로 활용될 수 있으리라 기대된다.
Room-temperature continuous operation of two-dimensional photonic crystal lasers is achieved at 1.6 ${\mu}{\textrm}{m}$ by using InGaAsP slab-waveguide triangular photonic crystal on top of wet-oxidized aluminum oxide. The main difficulty in the realization of photonic bandgap (OBG) structures has been the nontrivial difficulties in nanofabrication, especially for 3-dimensional PBG structures. Recently, 2-D PBG structures have attracted a great deal of attention due to their simplicity in fabrication and theoretical study as compared to the three-dimensional counterparts [1]. Recently, air-gulfed 2-D slab PBG lasers were reported by Caltech group [2]. However, this air-slab structure is mechanically fragile and thermally unforgiving. Therefore, a new structure that can remove this thermal limitation is dearly sought after for 2-D PBG laser to have practical meaning. In this talk, we report room-temperature continuous operation of 2-D photonic bandgap lasers that are thermally and mechanically stable.
본 논문에서는 선형증폭기에 사용되는 가변 위상제어기를 PBG 천이격자를 이용해 설계 및 제작하였다. 주파수 대역은 향후 가입자 증대에 따른 증폭기의 선형성 요구에 대응하기 위해서 5.8GHz 무선랜 주파수 대역을 사용하였다. 기존 선형증폭기에 사용되는 가변 위상제어기는 혼합 형태를 가지고 있어서 선형증폭기의 부피증가 요소가 되었다. 본 논문에서 설계된 천이격자 PBG구조는 PBG구조 중 일부의 격자길이를 조절함으로써 최대 80o의 가변위상을 얻을 수 있었다. 제작된 천이격자 PBG구조는 상용되는 증폭기 신호제거 부분에 적용되어 주신호의 제거를 측정할 수 있었다.
A new type of photonic bandgap(PBG) structures that consist of arrays of spiral metal patches is proposed in this paper. Reflection phases and radiation of these PBG structures are simulated by high frequency structure simulator(HFSS) to characterize their performance. The simulation results show that the resonant frequency of the proposed PBG structures gets significantly lower than those of the PBG structures with square metal patches, but that the radiation is nearly the same for both of the PBG structures. Analysis on reflection phases reveals that the lowering of the resonant frequency is associated with the increase in capacitance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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