In this paper, we investigate array calibration algorithms to derive a further improved version for correcting antenna array errors and RF transceiver errors in CDMA smart antenna systems. The structure of a multi-channel RF transceiver with a digital calibration apparatus and its calibration techniques are presented, where we propose a new RF receiver calibration scheme to minimize interference of the calibration signal on the user signals. The calibration signal is injected into a multi-channel receiver through a calibration signal injector whose array response vector is controlled in order to have a low correlation with the antenna response vector of the receive signals. We suggest a model-based antenna array calibration to remove the antenna array errors including mutual coupling errors or to predict the element patterns from the array manifold measured at a small number of angles. Computer simulations and experiment results are shown to verify the calibration algorithms.
이동통신 시스템의 성능을 증가시키기 위해서 다중안테나 기술 중의 하나인 빔포밍(beamforming) 기술을 적용하고자 하는 노력들이 많이 이루어지고 있다. 이러한 빔포밍 기능을 수행하기 위해서는 여러 RF 안테나 패스간의 위상 및 진폭차를 주기적으로 보정해 주는 절차가 필요한데, 이를 RF-패스 보정절차(calibration) 라고 한다. 하지만, 현재 Mobile WiMAX 기지국에서 사용되고 있는 RF-패스 보정 방법은 중계기가 연결될 때에 문제가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 기술하고 이를 해결하기 위한 새로운 보정절차 방법을 제시한다.
본 논문은 TDD(Time Division Duplex) 배열안테나 시스템에서 빔형성을 할 때와 송신 전력을 할당하는 경우에 필요한 송수신 RF 단의 진폭과 위상 오차를 교정하는 평균자동내부순환교정 방법을 제안한다. 제안된 기술은 기존의 부가적인 내부 신호발생기나 외부의 기준신호를 필요로 하지 않으며 송수신기 내부의 스위치와 커플러를 이용하여 배열안테나 RF단을 교정할 수 있는 방법이다. 또한 한 개의 송수신 RF단을 사용한 교정에 의한 오차를 줄이기 위해서 평균송수신 RF단 교정 방법을 제안하였다. 전산모의실험을 통해 DOA(Direction of Arrival)추정 빔형성 알고리즘이 송수신 RF단 교정에 의해 정확한 빔형성이 되는 것을 보였고 송신 전력 할 당시에도 제안된 교정에 의해 비트오류율이 낮아짐을 보였다.
This paper presents testing and self-calibration of RF circuits using MEMS switches to identify process-related defects and out of specification circuits. We have developed a novel multi-tone dither test technique where the test stimulus is generated by modulating the RF carrier signal with a multi-tone signal generated using an Arbitrary Waveform Generator (AWG) with additive white Gaussian noise. This test stimulus is provided as input to the RF circuit and peak-to-average ratio (PAR) is measured at the output. For a faulty circuit, a significant difference is observed in the value of PAR as compared to a fault-free circuit. Simulation is performed for various circuit conditions such as fault-free as well as fault-induced and their corresponding PARs are stored in the look-up table. This testing and self-calibration technique is exhaustive and efficient for present-day communication systems.
Metamorphic HEMTs (MHEMTs) have emerged as excellent challenges for the design and fabrication of high-speed HEMTs for millimeter-wave applications. Some of improvements result from improved mobility and larger conduction band discontinuity in the channel, leading to more efficient modulation doping, better confinement, and better device performance compared with pseudomorphic HEMTs. We have studied the calibration on the DC and RF characteristics of the MHEMT device using I $n_{0.53}$G $a_{0.47}$As/I $n_{0.52}$A1$_{0.48}$As modulation-doped heterostructure on the GaAs wafer. For the optimized device performance simulation, we calibrated the device performance of 0.1-${\mu}{\textrm}{m}$$\Gamma$-gate MHEMT fabricated in our research center using the 2D ISE-DESSIS device simulator. With this calibrated parameter set, we have obtained very good reproducibility. The device simulation on the DC and RF characteristics exhibits good reproducibility for our 0.1-${\mu}{\textrm}{m}$ -gate MHEMT device compared with the measurements. We expect that our calibration result can help design over-100-GHz MHEMT devices for better device performance.ormance.
차세대 이동통신은 하나의 시스템으로 다양한 서비스망에서의 운용을 위해 Multi-Core 시스템 구현에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 따라서 하나의 시스템으로 WiBro(Wireless Broadband), CDMA(Code Division Multiplexing Access), WCDMA(Wideband CDMA)등을 지원할 수 있는 모바일 시스템들이 출현할 것으로 예상된다. 하나의 시스템을 이용하여 다양한 서비스를 지원하기 위한 시스템은 광대역 주파수를 수용하여 다양한 FA(Frequency Assignment)를 지원해야 하며, 다양한 서비스 망으로의 핸드오버를 지원해야 한다. 특히, 셀 단위로 구성된 이동통신 시스템은 이동국이 사용하는 불안정한 송신 전력이 인접 시스템에 간섭으로 작용하여 시스템 채널 용량 및 셀 크기에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 이동통신 시스템에서 발생되는 불안정한 시스템 동작에 의한 불규칙한 송신전력을 개선하고, 다양한 서비스 지원을 위한 이종망간 핸드오버 시 발생하는 불규칙한 전력 변화에도 안정적으로 전력을 사용할 수 있는 RF(Radio Frequency) Calibration 기법을 제안하였으며, 제안한 기법을 이용하여 이종망간 핸드오버 시 시스템의 전력사용에 대하여 분석하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제10권1호
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pp.25-27
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2010
This paper presents a gain and phase mismatch calibration technique for an image-reject RF receiver. The gain mismatch is calibrated by directly measuring the output signal amplitudes of two signal paths. The phase mismatch is calibrated by measuring the output amplitude of the final IF output at the image band. The calibration of the gain and phase mismatch is performed at power-up, and the normal operation of the RF receiver does not interfere with the mismatch calibration circuit. To verify the proposed technique, a 2.4-GHz Weaver image-reject receiver with the gain and phase mismatch calibration circuit is implemented in a 0.18-${\mu}m$ CMOS technology. The overall receiver achieves a voltage gain of 45 dB and a noise figure of 4.8 dB. The image rejection ratio(IRR) is improved from 31 dB to 59.76 dB even with 1 dB and $5^{\circ}$ mismatch in gain and phase, respectively.
본 논문에서는 주파수 가변 비동기 모노펄스 시스템에서 추정각 변화량을 최소화하기 위한 모노펄스 기울기 교정 방법을 제시하였다. 이를 위해 우선 안테나 및 RF 수신기의 수신 채널간 이득 및 위상 불균형에 의한 모노펄스 기울기 특성을 분석하였고, 안테나를 포함한 RF 수신기의 채널간 이득 및 위상 불균형을 최소화하기 위한 교정 방법을 제시하였다. 또한, IF 수신기의 채널간 상대 이득 불균형에 의한 영향을 최소화하기 위해 채널 절체를 통한 교정 방법을 제시하였다. 제시된 방법들에 의한 교정 결과, 주어진 주파수 대역폭 내에서의 측정된 평균모노펄스 기울기는 -0.96이 되었으며, 추정각 변화량은 이론값과 유사한 방위각 ${\pm}2^{\circ}$에서 최대 $0.15^{\circ}$, 방위각 $0^{\circ}$에서 최대 $0.03^{\circ}$가 되었다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제15권3호
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pp.181-184
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2015
Evaluation of radiating radiofrequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices to human bodies are conducted by measuring the specific absorption rate (SAR). The uncertainty of system validation and probe calibration in SAR measurement depend on the variation of RF power used for the validation and calibration. RF input power for system validation or probe calibration is controlled manually during the test process of the existing systems in the laboratories. Consequently, a long time is required to reach the stable power needed for testing that will cause less uncertainty. The standard uncertainty due to this power drift is typically 2.89%, which can be obtained by applying IEC 62209 in a normal operating condition. The principle of the Automatic Input Power Level Control System (AIPLC), which controls the equipment by a program that maintains a stable input power level, is suggested in this paper. The power drift is reduced to less than ${\pm}1.16dB$ by AIPLC, which reduces the standard uncertainty of power drift to 0.67%.
1993년도 ISO에서 \"Guide to Expression of Uncertainty in Measurement\"를 발표함으로써 측정과학에 있어 측정결과의 오차분석 방법을 폐기하기로 사실상 선언하였다. 그리하여 측정의 소급성과 신뢰성을 확보한다는 전제 하에 오차의 개념을 버리고 측정시의 측정불확도를 분석하는 것이 측정과학에 있어서 세계적인 추세이다. 본 논문에서는 전달표준인 열 전압변환기를 사용하여 고주파전압계의 정밀 교정에서 불확도를 산출하기 위하여 수학적 모델을 설정하고 측정에 관계되는 모든 불확도 요인을 분석하였다. 케이블의 영향과 열전대감지기와 직류전압계의 상관관계, 직류소스, RF소스, 감쇠기, 반사계수와 DUT 등 측정에 있어서 관계되는 모든 불확도요인을 분석하여 확장불확도를 산출하였다.확도를 산출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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