본 논문에서는 근거리 위치 기반 시스템을 위한 3 - 5 GHz IR-UWB(impulse radio-ultra wide band) RFIC를 제안한다. 수신기의 구조는 에너지 검출 방식으로 설계되었고, 고속 sampling을 하기 위해서 4 bit ADC 와 DLL(delay locked loop) 을 이용하여 equivalent-time sampling 기술을 사용하도록 설계되었다. 송신기는 저전력의 디지털 UWB impulse generator 를 설계하였다. 설계된 IR-UWB RFIC 는 CMOS $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 제작되었다. 측정된 수신기의 감도는 -85.7 dBm 이며, 송신기와 수신기는 1.8 V 전원 전압에서 각각 32 mA 와 25.5 mA 의 전류를 소모한다.
본 논문에서는 포크 모양의 급전 구조를 갖는 변형된 마름모 슬롯 UWB(Ultra Wide Band) 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 마름모 형태의 슬롯 구조로부터 UWB 통신에 적합한 초광대역 특성(3.1~10.6 GHz)을 갖도록 상단과 하단 영역이 제거된 변형된 마름모 구조를 갖도록 설계하였으며 급전구조는 광대역 특성을 갖는 방법으로서 포크 모양의 구조를 사용하였다. 제안된 안테나는 $34mm(W1){\times}34mm(L1){\times}1mm(t)$의 유전율 4.4인 FR-4 유전체 기판 크기에 $30mm(W2){\times}16.75mm(L3+L4)$ 슬롯 크기를 갖도록 설계되었다. 최적화 과정을 거친 후, 제안된 안테나는 제작 및 측정되었다. 측정결과, 제안된 안테나의 반사손실 특성은 3.1 ~ 10.6 GHz 대역에서 -10dB를 기준을 만족하였으며 동작대역에서 측정된 이득과 방사패턴 특성 결과를 얻었다.
본 논문에서는 대역 차단 성질을 갖는 SRR(Split Ring Resonator)을 이용하여 IEEE 802.1la($5.15{\sim}5.825\;GHz$) WLAN 대역이 저지된 UWB(Ultra Wide-band) 안테나를 설계하고 제작하였다. 설계 시는 CST사의 MWS(Micro-wave Studio)를 사용하였다. 제작 시는 Rogers 4003 기판을 사용하였으며, 기판의 두께는 0.8 mm이고, 상대 유전율은 3.38이다. 제작된 안테나의 측정 결과, UWB 통신 대역($3.1{\sim}10.6\;GHz$) 중에서 WLAN 대역이 제외된 나머지 대역에서의 반사 손실은 -10 dB이었고, 군 지연은 1 nsec 이하이었다. 그리고 무지향성 복사 패턴을 보였다.
응용분야가 다양하고 고속 전송 및 노이즈 레벨의 주파수 대역에서 통신을 할 수 있는 UWB(Ultra Wide Band) 기술에 대한 관심이 증폭되고 있다. 울트라 쇼트 펄스파(ultra short pulse)에 정보를 실려 송수신하는 UWB 기술을 근거리 고속 통신이나 휴대용 단말기에 응용하고 저가격의 제품제작을 위하여 저전력 IC 개발은 핵심요소이다. 본 글에서는 UWB IC의 회로 구성 및 동작과 IC 개발업체의 현황을 논한다.
이중 대역저지 특성을 가지는 UWB(Ultra Wide Band) 안테나를 설계 및 구현하였다. 슬롯을 포함한 평면 방사패치, 스트립선로 양쪽의 기생소자와 아랫면의 접지면으로 제안된 안테나가 구성되어있다. 평면 방사 패치 내에 있는 슬롯과 기생소자가 각각 해당 대역을 저지한다. 슬롯은 WiMAX(World interoperability for Microwave Access, 3.30~3.70 GHz) 대역을, 기생소자는 X-Band(7.25~8.395 GHz) 대역을 저지하는데 각각 기여한다. 제안된 안테나의 설계하고 성능을 평가하는데 Ansoft의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)가 사용되었다. 전산모의실험결과는 저지 대역인 3.30~3.86 GHz, 7.21~8.39 GHz를 제외한 구간에서 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)는 2.0 이하를 보였다. 구현된 안테나의 VSWR 측정 결과는 저지 대역인 3.25~3.71 GHz, 7.25~8.46 GHz를 제외한 3.10~10.60 GHz 구간에서 VSWR 값이 2.0 이하로 나타났다.
본 논문에서는 데이터 통신 및 위치 인식이 가능한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 송수신기 회로를 제안한다. UWB 수신기는 에너지 검출 방식의 OOK(On-Off Keying) 변조가 가능하도록 설계가 되었다. UWB pulse generator는 디지털 로직을 이용하여 설계되었으며, UWB 신호 송신시 발생할 수 있는 Side lobe를 제거하기 위한 가우시안 필터가 적용되었다. 측정된 수신기의 감도는 4 GHz 중심주파수와 1 Mbps PRF(Pulse Repetition Frequency)에서 -65 dBm으로 측정이 되었으며, 펄스당 에너지 효율은 20.6 pJ/bit로 측정되었다. 1.8 V 전원에서 DA를 포함한 전류 소모는 수신기과 송신기가 각각 27.5 mA와 25.5 mA이다.
UWB(ultra wide band) 통신 시스템은 신호 에너지를 매우 넓은 주파수 스펙트럼에 정보를 전송하기 위해 펄스를 사용한다. UWB 신호의 수신 신호 대 잡음 전력비는 위치 추정 시스템의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 신호 대 잡음 전력비가 높을수록 잡음의 영향이 낮아 위치 추정 오류는 감소한다. 통신 거리에 따른 신호 대 잡음 전력비의 계산은 시스템 설계에 중요한 지침을 제공하며 위치 추정 시스템의 성능은 채널 모델에 크게 의존한다. 분석 결과, 통신 거리에 따른 수신 신호 대 잡음 전력비의 성능은 Non LOS (line of sight)채널 환경보다 LOS 채널 환경에서 더 좋은 것으로 나타났다. 그리고 특정 통신 거리에서 프리앰블 신호의 심볼 간격이 증가하면 UWB 시스템의 채널 용량은 증가하였다.
Lee, Yong-Taek;Liu, Kai;Frye, Robert;Kim, Hyun-Tai;Kim, Gwang;Aho, Billy
마이크로전자및패키징학회지
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제18권1호
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pp.41-47
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2011
Currently, there is widespread adoption of silicon-based technologies for the implementation of radio frequency (RF) integrated passive devices (IPDs) because of their low-cost, small footprint and high performance. Also, the need for high speed data transmission and reception coupled with the ever increasing demand for mobility in consumer devices has generated a great interest in low cost devices with smaller form-factors. The UWB BPF makes use of lumped IPD technology on a silicon substrate CSMP (Chip Scale Module Package). In this paper, this filter shows 2.0 dB insertion loss and 15 dB return loss from 7.0 GHz to 9.0 GHz. To the best of our knowledge, the UWB band-pass-filter developed in this paper has the smallest size ($1.4\;mm{\times}1.2\;mm{\times}0.40\;mm$) while achieving equivalent electrical performance.
In this paper, we proposed a planar reversed triangle monopole antenna for UWB(Ultra Wideband) communication. RF-60A substrate of 0.64 mm thickness and 6.15 relative permitivity and 0.035 mm conductor of thickness and loss tangent 0.0025 is used for implementation. We have used Ansoft $HFSS^{TM}$(High Frequency Structure Simulator) to simulate the proposed antenna. The proposed antenna showed return losses about -10 dB, nearly omni-directional radiation patterns and maximum gains are over -5 dBi at the frequency band from 3.1 GHz to 10.6 GHz for ultra wide band communication.
본 논문을 통해, 메타 재질 특성을 가지는 CRLH-TL 구조를 이용하는 새로운 개념의 초광대역(UWB) 대역 통과 여파기의 설계법이 제시된다. 기존의 주기성 혹은 유한 다단 구조의 CRLH-TL가 아닌, 단일 구조만을 이용하여, 관내 파장의 0.25배 길이의 공진기를 기반으로 하는 여파기에서 가질 수 없는 초소형 구조를 형성한다. 특히 초광대역 통과 특성을 위해 필요한 강결합은 인터디즈틀 평행 결합 선로 양단의 접지된 스터브 구조를 통해 구현된다. 제안하는 설계 방안의 타당함은 전자기 모의 시험과 제작품의 측정을 통해 증명되며, 여파기의 전체크기가 '관내 파장/9.4'로의 축소, UWB 100 % 이상의 통과 대역폭, 1 dB 이하의 삽입 손실, 높은 평탄도의 군지연 등의 주파수 영역 특성 결과를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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