• 제목/요약/키워드: RF/MM Wave

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NS-3 기반의 mmWave 대역 채널 모델링 및 RF 성능 검증 (Channel Modeling and RF Performance Verification in mmWave Bands Based on NS-3)

  • 이승민;서준석;장홍제;최명렬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.650-656
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    • 2023
  • 본 논문은 NS-3 기반의 5G 시스템 레벨 시뮬레이터를 활용하여 mmWave 대역의 채널 모델을 구현하고, RF 성능 검증을 통해 구현한 모델의 신뢰성과 유효성을 분석한다. mmWave 대역의 RF 성능 검증을 위한 채널 모델은 3GPP TR 38.901에서 정의하는 채널의 특성, 빔포밍, 안테나 구성, 시나리오 등의 파라미터를 고려하여 구성한다. 또한, 시뮬레이션 결과는 3GPP 표준에서 허용하는 범위 내에 있음을 확인하고, REM(Radio Environment Map)을 활용하여 실내 환경 시나리오에서 신뢰성을 증명한다. 따라서 본 연구에서 구현한 채널 모델은 실제 5G 네트워크의 설계 및 구축에 적용이 가능하며, 다양한 파라미터 변경으로 RF 성능을 평가하고 검증하는 방법을 제시한다.

밀리미터파 응용을 위한 우수한 성능의 MMIC Star 혼합기 (High Performance MMIC Star Mixer for Millimeter-wave Applications)

  • 류근관;염인복;김성찬
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권10A호
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    • pp.847-851
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    • 2011
  • 본 논문에서는 밀리미터파 응용에서 사용 가능한 우수한 성능의 MMIC (Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) star 혼합기를 구현하였다. MMIC star 혼합기를 구현하기 위하여 PHEMT (pseudomorphic high electron mobility transistor) 공정 기반의 소오스와 드레인 단자를 연결한 쇼트키 (Schottky) 다이오드를 사용하였다. 혼합기의 측정 결과 LO 주파수가 75 GHz이며 전력이 10 dBm 인 경우, 81 GHz에서 86 GHz의 RF 주파수 범위에서 평균 13 dB의 변환손실 특성을 얻었다. RF-LO 격리도 특성은 30 dB 이상의 결과를 얻었으며 약 4 dBm의 P1 dB 특성을 얻었다. 전체 칩의 크기는 0.8 mm ${\times}$ 0.8 mm이다.

3.5 mm 동축형 미소열량계 개발과 전자파전력 측정표준 확립 (Development of a 3.5 mm Coaxial Microcalorimeter for Microwave Power Standards)

  • 권재용;김정환;강태원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.989-996
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    • 2009
  • 전자파전력은 전자파 측정표준 분야의 기본 측정량이며, 관련된 주요 전자파 측정량, 예를 들면 감쇠량, RF 전압, 안테나 특성, 전자기장의 세기 등의 국가 표준을 확립하는데 직접 사용된다. 본 논문에서는 전자파전력 측정에 필요한 전자파전력계와 전력 감지기의 측정 원리를 다룬다. $50\;MHz{\sim}26.5\;GHz$의 주파수 범위에서 동작 하는 전자파전력 국가 표준 원기인 3.5 mm 등축형 미소열량계의 설계, 제작에 있어서의 핵심 사항에 대해서 다루고, 미소열량계를 중심으로 구성된 전력 측정 시스템의 구조 및 동작 원리를 고찰한다.

A Millimeter-Wave LC Cross-Coupled VCO for 60 GHz WP AN Application in a 0.13-μm Si RF CMOS Technology

  • Kim, Nam-Hyung;Lee, Seung-Yong;Rieh, Jae-Sung
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권4호
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    • pp.295-301
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    • 2008
  • Recently, the demand on mm-wave (millimeter-wave) applications has increased dramatically. While circuits operating in the mm-wave frequency band have been traditionally implemented in III-V or SiGe technologies, recent advances in Si MOSFET operation speed enabled mm-wave circuits realized in a Si CMOS technology. In this work, a 58 GHz CMOS LC cross-coupled VCO (Voltage Controlled Oscillator) was fabricated in a $0.13-{\mu}m$ Si RF CMOS technology. In the course of the circuit design, active device models were modified for improved accuracy in the mm-wave range and EM (electromagnetic) simulation was heavily employed for passive device performance predicttion and interconnection parasitic extraction. The measured operating frequency ranged from 56.5 to 58.5 GHz with a tuning voltage swept from 0 to 2.3 V. The minimum phase noise of -96 dBc/Hz at 5 MHz offset was achieved. The output power varied around -20 dBm over the measured tuning range. The circuit drew current (including buffer current) of 10 mA from 1.5 V supply voltage. The FOM (Figure-Of-Merit) was estimated to be -165.5 dBc/Hz.

유한 요소 해석을 이용한 고주파 간 종양 절제술의 입력 파형 최적화를 위한 연구 (A Study For Optimizing Input Waveforms In Radiofrequency Liver Tumor Ablation Using Finite Element Analysis)

  • 임도형;남궁범석;이태우;최진승;탁계래;김한성
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.235-243
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    • 2007
  • Hepatocellular carcinoma is significant worldwide public health problem with an estimated annually mortality of 1,000,000 people. Radiofrequency (RF) ablation is an interventional technique that in recent years has come to be used for treatment of the hepatocellualr carcinoma, by destructing tumor tissues in high temperatures. Numerous studies have been attempted to prove excellence of RF ablation and to improve its efficiency by various methods. However, the attempts are sometimes paradox to advantages of a minimum invasive characteristic and an operative simplicity in RF ablation. The aim of the current study is, therefore, to suggest an improved RF ablation technique by identifying an optimum RF pattern, which is one of important factors capable of controlling the extent of high temperature region in lossless of the advantages of RF ablation. Three-dimensional finite element (FE) model was developed and validated comparing with the results reported by literature. Four representative Rf patterns (sine, square, exponential, and simulated RF waves), which were corresponding to currents fed during simulated RF ablation, were investigated. Following parameters for each RF pattern were analyzed to identify which is the most optimum in eliminating effectively tumor tissues. 1) maximum temperature, 2) a degree of alteration of maximum temperature in a constant time range (30-40 second), 3) a domain of temperature over $47^{\circ}C$ isothermal temperature (IT), and 4) a domain inducing over 63% cell damage. Here, heat transfer characteristics within the tissues were determined by Bioheat Governing Equation. Developed FE model showed 90-95% accuracy approximately in prediction of maximum temperature and domain of interests achieved during RF ablation. Maximum temperatures for sine, square, exponential, and simulated RF waves were $69.0^{\circ}C,\;66.9^{\circ}C,\;65.4^{\circ}C,\;and\;51.8^{\circ}C$, respectively. While the maximum temperatures were decreased in the constant time range, average time intervals for sine, square, exponential, and simulated RE waves were $0.49{\pm}0.14,\;1.00{\pm}0.00,\;1.65{\pm}0.02,\;and\;1.66{\pm}0.02$ seconds, respectively. Average magnitudes of the decreased maximum temperatures in the time range were $0.45{\pm}0.15^{\circ}C$ for sine wave, $1.93{\pm}0.02^{\circ}C$ for square wave, $2.94{\pm}0.05^{\circ}C$ for exponential wave, and $1.53{\pm}0.06^{\circ}C$ for simulated RF wave. Volumes of temperature domain over $47^{\circ}C$ IT for sine, square, exponential, and simulated RF waves were 1480mm3, 1440mm3, 1380mm3, and 395mm3, respectively. Volumes inducing over 63% cell damage for sine, square, exponential, and simulated RF waves were 114mm3, 62mm3, 17mm3, and 0mm3, respectively. These results support that applying sine wave during RF ablation may be generally the most optimum in destructing effectively tumor tissues, compared with other RF patterns.

밀리미터파 기반 5세대 이동통신 RF 기술/시장동향 (Trends of 5G Mobile Communication Radio Frequency Technology & Market based on mm-Wave)

  • 장재득;김철호;이희동;장승현;강병수;박봉혁;김태중
    • 전자통신동향분석
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    • 제31권5호
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    • pp.41-50
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    • 2016
  • 최근 이동통신 시장이 활성화되면서 모바일 스마트 기기가 하루가 다르게 발전하여 출시됨에 따라 사용자가 급속히 늘어나게 되어 현재의 무선 네트워크에서 소비되는 모바일 데이터 트래픽이 기하급수적으로 증가하고 있다. 이러한 모바일 사용자 트래픽 증가에 따른 수요를 충족하기 위해서는 기존의 무선 인프라를 넘어서는 새로운 무선기술이 개발되어야 한다. 이를 위하여 우리나라를 비롯하여 전 세계적으로 넓은 대역폭 확보가 가능한 밀리미터파 기반의 5세대 이동통신 RF 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 이와 같이 밀리미터파(mm-Wave) 무선 통신 기술은 30~300GHz의 초고주파를 이용하여 1GHz 이상의 대역폭을 사용하고 밀리미터(mm) 단위의 짧은 파장을 제어하여 대량의 멀티미디어 정보를 전송할 수 있는 5세대 이동통신 핵심 요소 기술로 연구개발 되고 있다. 본고에서는 서론에 이어 밀리미터파 대역 RF 기술 개요, 국내외 기술동향, 국내외 시장동향에 대하여 살펴보고자 한다.

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밀리미터파 응용을 위한 완전집적 다운컨버터 MMIC (A fully integrated downconverter MMIC for millimeter wave applications)

  • 정장현;윤영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.99-104
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    • 2013
  • 본 논문에서는 밀리미터파에의 응용을 위하여, 소형화된 다운컨버터 MMIC(monolithic microwave integrated circuit)를 제안하였다. 구체적으로는, RF(radio frequency) 및 LO(local oscilator) 신호의 격리특성을 위해 Lange 커플러가 삽입되었고, ${\lambda}$/4 전송선로를 연결하여 역위상 RF와 동위상 LO 신호가 믹서부분 FET(field effect transistor)의 게이트에 인가되었다. 또한, IF(intermediate frequency) 출력 신호의 역위상의 결합과 LO 누설신호 제거를 위하여 역위상 결합용 능동 벌룬이 출력 포트에 설치되었다. 측정 결과에 따르면, 제안된 다운컨버터 MMIC는 양호한 RF 특성을 보였다. 구체적으로, 63 GHz의 RF 주파수와 60.6 GHz의 LO 주파수에서 IF 출력 포트에서의 LO 누설 전력이 .25 dBc, RF와 LO의 격리특성은 18 dB를 보였으며, 변환 이득이 10.3 dB를 보였다. 따라서, SAW 필터와 같은 LO 제거용 off-chip 소자는 제안된 다운컨버터 MMIC에서는 필요하지 않게 되었다. 모든 능동소자와 수동소자가 GaAs MMIC 내부에 집적되었으며, 전체 사이즈는 $2.2{\times}1.4mm^2$ 로써 초소형 MMIC가 구현되었다.

높은 $f_{max}$ 를 갖는 InGaAs/InAlAs MHEMT 의 Pad 설계 (Modification of CPW Pad Design for High fmax InGaAs/InAlAs Metamorphic High Electron Mobility Transistors)

  • 최석규;이복형;이문교;김삼동;이진구
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.599-602
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    • 2005
  • In this paper, we have performed a study that modifies the CPW Pad configurations to improve an $f_{max}$ characteristic of metamorphic HEMT. To analyze the CPW Pad structures of MHEMT, we use the ADS momentum simulator developed by $Agilent^{TM}$. Comparing the employed structure (G/W = 40/100 m), the optimized structure (G/W = 20/25 m) of CPW MHEMT shows the increased $S_{21}$ by 2.5 dB, which is one of the dominant parameters influencing the $f_{max}$ of MHEMT. To compare the performances of optimized MHEMT with the employed MHEMT, DC and RF characteristics of the fabricated MHEMT were measured. In the case of optimized CPW MHEMT, the measured saturated drain current density and transconductance $(g_m)$ were 693 mA/mm and 647 mS/mm, respectively. RF measurements were performed in a frequency range of $0.1{\sim}110$ GHz. A high $S_{21}$ gain of 5.5 dB is shown at a millimeter-wave frequency of 110 GHz. Two kinds of RF gains, $h_{21}$ and maximum available gain (MAG), versus the frequency, and a cut-off frequency ($f_t$) of ${\sim}154$ GHz and a maximum frequency of oscillation ($f_{max}$) of ${\sim}358$ GHz are obtained, respectively, from the extrapolation of the RF gains for a device biased at a peak transconductance. An optimized CPW MHEMT structure is one of the first reports among fabricated 0.1 m gate length MHEMTs.

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밀리미터파 대역에서 저가격화 시스템을 위한 Self Oscillating Double Conversion Mixer (Self Oscillating Double Conversion Mixer for low cost mm-wave system)

  • 이상진;안단;이문교;권혁자;백태종;전병철;박현창;이진구
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.491-492
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    • 2006
  • The MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) self oscillating double conversion mixer was designed and fabricated for the V-band transmitter applications. The MMIC self oscillating double conversion mixer which dose not need external local oscillator was designed using GaAs PHEMT technology. The first self oscillating mixer use PHEMT technology. The first self oscillating mixer use PHEMT for $f_{LO}$ signal generation and $f_{IF}$ signal is applied at gate port and $f_{RF1}$ signal is generated at a drain port of first stage. The second gate mixer use PHEMT for $f_{LO}$ signal and $f_{RF1}$ signal is applied at gate port and $f_{RF2}$ signal is output at a drain port of second stage.

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Single Balanced Monolithic Diode Mixer using Marchand Balun for Millimeter-wave Applications

  • Ryu, Keun-Kwan;Kim, Sung-Chan
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.127-130
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    • 2012
  • In this paper, we reported on a single balanced monolithic diode mixer using Marchand balun for millimeter-wave applications. The single balanced monolithic mixer was fabricated using drain-source-connected pseudomorphic high electron mobility transistor (PHEMT) diodes considering the PHEMT MMIC full process. The average conversion loss is 16 dB in the RF frequency range of 81~86 GHz at LO frequency of 75 GHz with LO power of 10 dBm. The RF-to-LO isolation characteristics are greater than -30 dB and the total chip size is $1.0mm{\times}1.35mm$.