본 논문은 수 GHz를 상회하는 동작 주파수를 갖는 RF집적회로와 고속 디지털 인터페이스를 위한 ESD 보호회로의 다양한 설계방법을 기술한다. 입/출력에 상당한 양의 기생 커패시턴스를 가지는 ESD 보호소자는 입/출력 임피던스 매칭에 영향을 주며, 이득, 잡음 등의 RF특성을 열화시킨다. 본 논문에서는 이와 같은 ESD 보호소자의 악영향에 대해 분석하고, 이를 감쇄시킬 수 있는 방안을 논한다. 또한 RF 특성과 ESD 내성 측정을 통해 RF/ESD 병합설계 방법을 기존의 RF ESD 보호소자의 설계방법과 비교, 분석한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권2호
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pp.330-335
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2008
In this study, highly miniaturized short-wavelength transmission line employing periodically perforated ground metal (PPGM) structures were developed for application to miniaturized on-chip passive component on Si RFIC. The transmission line employing PPGM structure showed shorter wavelength and lower characteristic impedance than conventional coplanar-type transmission line. The wavelength of the transmission line employing PPGM structure was 57% of the conventional coplanar-type transmission line on Si Radio Frequency Integrated Circuit (RFIC) substrate. Basic characteristics of the transmission line employing PPGM structure were also investigated in order to evaluate its suitability for application to a development of miniaturized passive on-chip components. According to the results, it was found that the PPGM structure is a promising candidate for application to a development of miniaturized on-chip passive components on Si RFIC.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제31권6호
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pp.777-783
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2007
In this work, a highly integrated downconverter MMIC employing HBT(heterojunction bipolar transistor) was developed for application to one chip tranceiver solution of Ku-band commercial wireless communication system. The downconverter MMIC (monolithic microwave integrated circuit) includes mixer filter. amplifier and input/output matching circuit. Especially, spiral inductor structures employing SiN film were used for a suppression of LO and its second harmonic leakage signals. Concretely, they were properly designed so that the self-resonance frequency was accurately tuned to LO and its second harmonic frequency, and they were integrated on the downconverter MMIC.
이동 통신 및 위성 통신 분야에 있어서 무선 통신 기술 분야는 무선 환경에서 신호를 보내고 받는 기능을 수행하는 중요한 분야이다. 이러한 무선 통신 분야에서 송수신한을 구성하는 송수신 부품은 RF 시스템의 성능을 좌우한다. 따라서 위성 통신 분야에 있어서 신뢰성을 획득하기 위해서는 고집적화와 소형화를 통한 경쟁력 확보가 필수적인데 이를 위한 기술이 MMIC 이다. MMIC란 RF 부품을 설계하고 제작하는 기술로서 본 논문은 MMIC 기술에 대한 소개와 위성 분야에서의 기술적인 동향과 전망을 기술하고 있다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제32권6호
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pp.964-973
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2008
In this study, a short-wavelength coplanar-type transmission line employing periodic ground structure (PGS) was developed for application to miniaturized on-chip passive component on Si Radio Frequency Integrated Circuit (RFIC). The transmission line employing PGS showed shorter wavelength and lower characteristic impedance than conventional coplanar-type transmission line. The wavelength of the transmission line employing PGS structure was 57 % of the conventional coplanar-type transmission line on Si substrate. Using the theoretical analysis. basic characteristics of the transmission line employing PGS (e.g., bandwidth. loss, impedance, and resonance characteristics) were also investigated in order to evaluate its suitability for application to a development of miniaturized passive on-chip components on silicon RFIC. According to the results. the bandwidth of the transmission line employing PGS was more than 895 GHz as long as T is less than 20${\mu}m$, and the resonance characteristic was observed in 1239 GHz, which indicates that the PPGM structure is a promising candidate for application to a development of miniaturized on-chip passive components on Si RFIC.
본 연구에서는 스위치, 위상변위기, 감쇄기등 전파제어회로를 설계 및 제작할 수 있는 pHEMT스위치 소자에 적합한 에피구조를 설계하였다. 고성능의 스위치 소자를 위한 pHEMT 채널층 구조는 이중 면도핑층을 가지며 사용 중 게이트 전극의 전계강도가 약한 깊은 쪽 채널층의 Si 면농도가 상층부보다 약 1/4정도 낮을 경우 격리도등 우수한 특성을 보였다. 설계된 에피구조와 ETRI의 $0.5\mu$m pHEMT MMIC 공정을 이용하여 2.4GHz 및 5GHz 대역 표준 무선랜 단말기에 활용 가능한 SPDT Tx/Rx MMIC 스위치를 설계 및 제작하였다. 제작된 SPDT형 스위치는 주파수 6.0 GHz, 동작전압 0/-3V에서 삽입손실 0.849 dB, 격리도 32.638 dB, 그리고 반사손실 11.006 dB의 특성을 보였으며, 전력전송능력인 $P\_{1dB}$는 약 25dBm, 그리고 선형성의 척도인 IIP3는 42 dBm 이상으로 평가되었다. 이와 같은 칩의 성능은 본 연구에서 개발된 SPDT 단일고주파집적회로 스위치가 2.4GHz뿐만 아니라 SGHB 대역 무선랜 단말기에 활용이 충분히 가능함을 말해준다.
면적 효율이 높은 대칭 구조를 갖는 이중층 나선형 인덕터를 제시하였으며 그 특성을 일반적인 단일층 나선형 인덕터와 비교하여 분석하였다. 일반적인 예측과 달리 이중층 인덕터의 상하층 유도 계수가 인덕터의 권선수와 함께 증가하는 것을 확인하였고 이로 인하여 동일한 면적에 대하여 이중층 인덕터은 권선수에 따라 단일층에 비해 2.5-4배 정도 높은 인덕턴스값을 나타내었다. 또한 같은 인덕턴스 값에 대하여 이중층 구조로 단일층 구조 보다 높은 충실도를 가짐을 확인하였다. 본 논문에서는 이중층 나선형 인덕터가 단일층 나선형 인덕터보다 면적 효율과 충실도 측면에서 우수하여 RF집적회로에 활용되기에 적절한 보다 구조임을 제시하고자 한다. 제시된 이중층 나선형 인덕터는 완벽한 대칭 구조를 갖도록 설계되었으며 측정 결과에서 이와 같은 특성을 확인할 수 있었으며, 고주파용 초크로서 활용가능성을 확인하였다.
Ka 대역의 25 W급 SSPA를 제작하기 위하여 상용 $0.15{\mu}m$ GaN 공정을 이용 구동증폭기(Drive Amplifier : DRA) 및 고출력증폭기(High Power Amplifier : HPA) 초고주파 단일 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuit : MMIC)를 설계 및 제작하여 특성 평가하였고, SSPA(Solid State Power Amplifier)의 주요 부속품인 MS-to-WR28 변환기 및 WR28 전력합성기를 설계 및 제작, 평가하여 Ka 대역 GaN 기반 SSPA를 제작하였다. 제작 결과, 주파수 29~31 GHz 대역에서 포화출력 44.2 dBm 이상, 전력부가효율 16.6 % 이상, 전력이득 39.2 dB의 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 상용 초고주파 MEMS 스위치를 이용하여 세 개의 주파수 대역에서 재구성 동작이 가능한 주파수 재구성 능동 배열 안테나 시스템(Reconfigurable Active Array Antenna System: RAA System)을 제안하였다. MEMS 스위치는 삽입 손실 및 선형성 특성이 우수하고 격리도가 높아 주파수 재구성 시스템 구현 시, 재구성을 위한 스위치로 인한 성능 열화가 거의 없다는 장점이 있다. 제안된 주파수 재구성 능동 배열 안테나 시스템은 간단한 구조의 임피던스 매칭 회로(Reconfigurable impedance Matching Circuit: RMC)를 갖는 주파수 재구성 증폭기(Reconfigurable Front-end Amplifier: RFA)가 집적화 되어 있으며, 안테나 방사체(Reconfigurable Antenna Element: RAE)와 재구성 제어 보드(Reconfiguration Control Board: RCB)로 구성되어 있다. 본 논문에서 제안한 RAA 시스템은 850 MHz, 1.9 GHz, 3.4 GHz의 세 개 주파수로 재구성되어 동작하며, 안테나 방사체는 $2{\times}2$ 배열을 가지고 각각의 방사체는 광대역 다이폴 형태를 갖는다. 제작된 RAA 시스템은 실험을 통하여 그 타당성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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