• 제목/요약/키워드: RF-DC conversion

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5.8 GHz 다이폴 안테나를 이용한 렉테나 설계 (Design of a 5.8 GHz Rectenna Using Dipole Antenna)

  • 오경민;이현욱;남희;홍태의;이대성;황학인;이종철
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.45-52
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    • 2009
  • 본 논문에서는 Quasi Yagi 효과를 갖는 다이폴 안테나와 CPS 구조의 공진기를 이용한 정류회로를 이용하여 5.8 GHz에서 무선전력 전송이 가능한 렉테나를 설계하였다. CPW 급전 구조를 이용하여 CPW의 접지 면을 다이폴의 반사기로 사용하여 야기 우다 안테나와 비슷한 구조로 기존의 다이폴 안테나보다 이득을 높이는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 CPS 구조의 공진기를 이용하여 2차 고조파가 제거된 정류회로를 설계하였다. 그 결과 본 논문에서 제안한 렉테나는 부하저항이 1.4 $k{\Omega}$에서 61% 의 RF-to-DC Power 최대 변환 효율을 얻었다.

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2차 고조파를 이용한 UWB 시스템용 쿼드러쳐 혼합기 설계 (Design of 2nd-harmonic Quadrature Mixer for Ultra Wideband(UWB) Systems)

  • 정구영;임종혁;최병현;윤태열
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.1156-1163
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    • 2006
  • 본 논문에서는 IEEE 802.15.3a의 초광대역(Ultra Wideband: UWB) 시스템용 직접 변환 혼합기를 설계 및 제작하였다. 직접 변환 방식을 사용하는 UWB 혼합기는 dc offset, 2차 고조파 왜곡 등을 발생시키는데, 이 문제를 해결하기 위해 역병렬 다이오드 쌍을 이용하였다. $3.1{\sim}4.8GHz$ 동위상 전력분배기와 $1.5{\sim}2.4GHz$ 광대역 $45^{\circ}$ 전력분배기를 사용하였고, RF-LO의 격리도를 높이기 위하여 RF 신호는 -0.5 dB 이상 손실로 통과시키고 LO 신호는 -10 dB 이하로 차단하는 광대역 여파기를 작은 크기로 설계하였다. 이와 더불어, 역병렬 다이오드와 광대역 소자의 초광대역 임피던스 정합을 통해 주파수 변환 손실을 최소로 하였다. 제안된 혼합기의 측정 결과는 주파수 변환 손실이 13.5 dB, input third-order intercept-point($IIP_3$)는 7 dBm, 그리고 1-dB gain compression point ($P_{1dB}$)는 -4 dBm이다. I/Q 출력 양단간의 전력 오차는 1 dB, 그리고 위상오차는 ${\pm}3^{\circ}$이내의 초광대역 쿼드러쳐 혼합기로 동작하였다.

밀리미터파 발진용 GaAs Gunn 다이오드 소자의 개발과 음성미분저항 (Development of GaAs Gunn diodes and Characterization of Negative Differential Resistance for Millimeter-wave Oscillator)

  • 윤진섭;남궁일주
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.21-29
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    • 2008
  • The DC characteristics of GaAS Gunn diode are investigated as a preliminary study on the planar grade gap injector GaAs Gunn diode which is the transferred electron device with high output power and dc-rf conversion efficiency. The Gunn devices we fabricated were confirmed to have the DC characteristics of negative differential resistance(NDR). We discussed the nature of the NDR effect, including the electron intervalley transfer; the NDR effect was examined for six different cathode radii.

직접변환 수신기 구조에서 In-Band Full-Duplex 시스템 설계와 성능 특성 평가 (Design and Performance Evaluation of In-Band Full-Duplex System Based on Direct Conversion Receiver)

  • 금홍식;안창영;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권12호
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    • pp.1258-1268
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    • 2014
  • 본 논문에서는 DCR 구조의 IBFD 시스템을 설계하고 제안하는 시스템에서 자기 간섭 신호에 의한 DC offset 영향이 신호에 미치는 영향과 그에 따른 전체적인 시스템의 성능 특성을 분석한다. 시뮬레이션의 결과로 자기 간섭 신호가 RF cancellation에의해 완전히 제거되지 않고 다양한 크기로 DCR 구조의 수신 시스템에 인가되었을 경우, 상대국에서 보낸 수신 신호를 왜곡할 뿐만 아니라, 자기 간섭 신호 자체의 선형 특성을 왜곡시키는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이러한 자기 간섭 신호에 의한 DC offset은 m-QAM의 변조에서 보다 다양한 레벨로 나타나기 때문에 m-QAM으로 변조된 자기 간섭 신호의 경우, 전체적인 심볼의 성좌도 형상을 크게 왜곡시키는 것을 확인할 수 있다. 이와 대조적으로 모든 심볼의 크기가 동일한 m-PSK로 변조된 자기 간섭 신호에 의한 DC offset은 단일 레벨로 나타나기 때문에, 전체적인 심볼의 성좌도 형상은 잘 유지되어 선형성이 잘 유지되는 것을 확인하였다. 즉, DCR 구조의 IBFD 시스템에서 m-PSK 변조가 m-QAM 변조에 비하여 보다 효과적인 것을 확인할 수 있다.

바이오응용 무선전력전달을 위한 13.56 MHz CMOS 다단 정류기 (A 13.56 MHz CMOS Multi-Stage Rectifier for Wireless Power Transfer in Biomedical Applications)

  • 차혁규
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.35-41
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    • 2013
  • $0.18-{\mu}m$ CMOS 반도체 공정을 이용하여 신체에 깊이 이식되어 있는 deep implant 의료 전자기기에서의 무선전력전달을 위한 고효율의 다단 정류기 (multi-stage rectifier)를 구현하였다. 세 개의 단계로 이루어진 정류기는 cross-coupled 된 구조를 이용하여 외부에서 전달되는 작은 AC 입력 신호를 boost하여 1.2-1.5 V의 DC 출력 신호를 implant 전자기기로 전달한다. 설계 된 정류기는 13.56 MHz에서 0.6-Vpp의 작은 RF 입력 신호와 $10-k{\Omega}$의 load 저항이 연결 된 측정 환경에서 최대 70 %의 전력 변환 효율을 달성하였다.

고조파 억압 이중모드 대역통과 여파기를 이용한 2.45 GHz 고효율 렉테나 설계 (High Efficiency Rectenna for Wireless Power Transmission Using Harmonic Suppressed Dual-mode Band-pass Filter)

  • 홍태의;전봉욱;이현욱;윤태순;강용철;이종철
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.64-72
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    • 2009
  • 본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나와 2차 및 3차 고조파가 억압된 이중모드 대역통과 여파기를 이용하여 고효율의 2.45 GHz 렉테나를 설계 및 제작하였다. 입사전력밀도가 0.3 mW/cm2 일 때 1.66 mW 의 전력을 수신하였고, 41.6%의 RF-to-DC 변환효율의 실험 결과를 얻었다. 이는 입사 전력이 작기 때문에 다른 논문의 결과와 비교하여 고효율이라고 볼 수 있다. 또한 무선전력 전송을 통하여 다양한 응용기술 개발에 활용이 가능할 것으로 예측되며, USN(Ubiquitous Sensor Network)용 저전력 소자의 대기전원 공급 및 MEMS용 Sensor 등의 구동전압공급을 위한 무선 전력전송이 가능하게 될 것으로 기대된다.

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소형 대공 추적레이다용 전원공급기 개발 (Development of Power Supply for Small Anti-air Tracking Radar)

  • 김홍락;김윤진;이원영;우선걸;김광희
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.119-125
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    • 2022
  • 소형 대공 추적레이다용 전원공급기는 시스템이 잡음의 영향 없이 빠르고 안정적으로 전원을 공급받을 수 있도록 해야 한다. 이를 위하여 신뢰성 있는 전원변환을 위하여 DC-DC 변환기를 많이 적용한다. 또한 DC-DC 변환기의 스위칭 주파수 노이즈가 시스템의 탐지 추적 성능에 영향을 줄 수 있는 False Alarm 과 Ghost 를 유발하지 않도록 해야 하며, 추적 레이다가 동작중 실시간으로 전원을 모니터링 할 수 있는 점검 기능을 보유하고 있어야 한다. 본 연구에서는 소형 대공 추적 레이다에 적용하기 위하여 +28VDC 입력을 받아서 최대 출력 𐩒𐩒𐩒 W, 효율 80% 이상(@100%부하), 출력 전원 6개의 다중 출력 스위칭 전원공급기를 개발하였고 효율 80% 이상을 달성하기 위하여 전력이 큰 출력에 대해서는 DC-DC 변환기를 적용하였고 나머지 소전력 출력에 대해서는 출력 전류 및 노이즈를 고려하여 리니어 레귤레이터를 적용하여 설계 제작하여 시험 결과 100% 부하조건에서 85%의 우수한 효율 특성을 확인하였다.

RF 가열용 S-대역 반도체 전력 발진기 (S-Band Solid State Power Oscillator for RF Heating)

  • 장광호;김보기;최진주;최흥식;심성훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권2호
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    • pp.99-108
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    • 2018
  • 본 논문은 마그네트론 대체를 위한 반도체 전력 발진기 모듈 설계에 관련된 내용을 기술하였다. 300급 LDMOS 단일 전력 증폭기의 특성을 확인하였고 두 개를 결합하여 모듈을 구성하였다. 결합된 모듈에 delay-line feedback loop을 구성하고 위상 천이기를 이용하여 위상을 조절하여 발진기를 구동시켰다. 발진기 모듈 측정 결과 주파수 2.327 GHz에서 출력 800 W, 효율 58 %로 측정되었다. 이 결과는 시뮬레이션 결과와 유사한 특성을 보여준다.

TV 유휴대역 응용을 위한 무선 영상전송 시스템 (A Wireless Video Streaming System for TV White Space Applications)

  • 박형열;고인창;박형철;신현철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.381-388
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    • 2015
  • 본 논문에서는 TV 유휴대역에서 가능한 응용서비스중 하나로서, UHF 대역(470~806 MHz)에서 동작하는 무선 영상전송 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 RF 송수신기 모듈, 디지털 모뎀, 카메라, 스크린으로 구성된다. RF 송수신기와 디지털 모뎀을 연동하여 VGA급 화질의 카메라 영상을 2.6 인치 LCD 스크린에 표시하는 방식이다. RF 송수신기 구조는 크기와 비용을 줄이기 위해 직접변환 방식을 채택하였다. 성능지표인 Image Leakage를 향상시키기 위하여 PLL의 출력에 3차 하모닉 제거필터를 사용하였으며, DC offset 문제 해결을 위해 DAC 출력노드에 Current steering technique을 이용하여 공통모드 전압을 조절하게 하였다. 또한, 채널대역폭은 국가별 표준을 맞게 6, 7, 8 MHz 중 선택이 가능하다. 출력 파워와 수신감도는 각각 +10 dBm, -82 dBm이다. 디지털모뎀은 Kintex-7급 FPGA에서 구현하였다. QPSK와 512ch OFDM 변조를 기반으로 전송속도는 약 9 Mbps이다. 개발된 송수신 모듈을 이용하여 VGA급 화질을 무선으로 송수신하는데 성공하였다.

CMOS 0.18um 공정을 이용한 2.45GHz Low-IF 직접 변환 방식 혼합기 설계 (A Design of Direct conversion method 2.45GHz Low-IF Mixer Using CMOS 0.18um Process)

  • 최진규;김형석
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.414-417
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    • 2008
  • This paper presents the design and analysis of 2.45GHz Low-IF Mixer using CMOS 0.18um. The Mixer is implemented by using the Gilbert-type configuration, current bleeding technique, and the resonating technique for the tail capacitance. And the design of this Double Balance Mixer is based on its lineaity since it is important in the interference cancellation system. The low flicker noise mixer is implemented by incorporating a double balanced Gilber-type configuration, the RF leakage-less current bleeding technique, and Cp resonating technique. The proposed mixer has a simulated conversion gain of 16dB a simulated IIP3 of -3.3dBm and P1dB is -19dBm. A simulated noise figure of 6.9dB at l0MHz and a flicker corner frequency of 510kHz while consuming only 10.65mW od DC power. The layout of Mixer for one-chip design in a 0.18-um TSMC process has 0.474mm$\times$0.39 mm size.

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