• 제목/요약/키워드: Ultra-wide Band (UWB)

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0.18 um CMOS 공정을 이용한 UWB 단일 입력-차동 출력 이득 제어 저잡음 증폭기 설계 (A Design of Ultra Wide Band Single-to-Differential Gain Controlled Low Noise Amplifier Using 0.18 um CMOS)

  • 정무일;최용열;이창석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.358-365
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    • 2008
  • 본 논문에서는 CMOS 0.18 um 공정을 이용하여 UWB(Ultra Wide Band) 시스템의 낮은 대역 $3.1{\sim}4.8GHz$에서 사용할 수 있는 단일 입력-차동 출력 이득 제어 저잡음 증폭기를 설계하였다. 측정 결과는 높은 이득 모드에서 차동 출력 전력 이득은 각각 $14.1{\sim}15.8dB,\;13.3{\sim}15dB$로, 입력 반사 계수는 -10dB 이하로, lIIP3는 -19.3dBm, 잡음 지수는 $4.85{\sim}5.09dB$로 측정되었으며, 이때 전원 전압 1.8V에서 사용 전력은 19.8 mW를 사용하였다. 낮은 이득 모드에서 차동 출력 전력 이득은 각각 $-6.1{\sim}-4.2dB,\;-7.6{\sim}-5.6dB$로, 입력 반사 계수는 -10dB 이하로, IIP3는 -1.45 dBm, 잡음 지수는 $8.8{\sim}10.3dB$로 측정되었으며, 이때 전원 전압 1.8V에서 사용 전력은 5.4mW를 사용하였다.

차량 측후방 레이더 센서용 직사각형 도파관 안테나 설계 (Design of a Rectangular Waveguide Antenna for Automotive Side and Rear Radar Sensor Applications)

  • 이재민;류홍균;우종명;구본희
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.42-52
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    • 2012
  • 본 논문에서는 UWB (Ultra Wide Band) high 대역 (중심 주파수 : 9.5 GHz, -10 dB 대역폭 : 600 MHz, 6.4 %)의 차량 측후방 레이더 센서용 도파관 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 대역폭이 넓고 구조가 간단한 프로브 급전 구형도파관을 이용하였다. 본 연구의 차량 레이더 시스템에 있어서 송수신 안테나의 큰 격리도 특성을 얻는 것이 설계의 중요한 변수이다. 따라서 두 도파관 안테나를 E-면과 H-면 배열하였을 시 격리도 특성을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 도파관 안테나의 $TE_{10}$ 모드에 의하여 E-면 배열 보다 H-면 배열의 격리도 특성이 우수한 것을 확인하였다. 따라서 H-면 배열된 송수신 도파관 안테나를 T-형 레이더 모듈에 장착하여 안테나의 특성을 검출하였다. T-형 모듈에 장착된 송수신 안테나의 -10 dB 대역폭은 각각 1000 MHz (10.52 %)와 1090 MHz (11.47 %)로 측정되었고 격리도 (S21)는 요구 대역 내에서 -50 dB 이하로 측정되었다. 송수신 안테나의 최대이득은 각각 7.65 dBi와 7.26 dBi로 나타났으며 H-면 빔폭은 $64^{\circ}$, $65^{\circ}$로 측정되어 차량 측후방 레이더 센서용 안테나로 적합함을 확인하였다.

Detection of Breathing Rates in Through-wall UWB Radar Utilizing JTFA

  • Liang, Xiaolin;Jiang, Yongling
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권11호
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    • pp.5527-5545
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    • 2019
  • Through-wall ultra-wide band (UWB) radar has been considered as one of the preferred and non-contact technologies for the targets detection owing to the better time resolution and stronger penetration. The high time resolution is a result of a larger of bandwidth of the employed UWB pulses from the radar system, which is a useful tool to separate multiple targets in complex environment. The article emphasised on human subject localization and detection. Human subject usually can be detected via extracting the weak respiratory signals of human subjects remotely. Meanwhile, the range between the detection object and radar is also acquired from the 2D range-frequency matrix. However, it is a challenging task to extract human respiratory signals owing to the low signal to clutter ratio. To improve the feasibility of human respiratory signals detection, a new method is developed via analysing the standard deviation based kurtosis of the collected pulses, which are modulated by human respiratory movements in slow time. The range between radar and the detection target is estimated using joint time-frequency analysis (JTFA) of the analysed characteristics, which provides a novel preliminary signature for life detection. The breathing rates are obtained using the proposed accumulation method in time and frequency domain, respectively. The proposed method is validated and proved numerically and experimentally.

초광대역 임펄스 라디오을 위한 변형된 블록 구조를 이용한 블록부호 변조 방식 (Block Coded Modulation with a Modified Block Structure for UWB-Impulse Radio)

  • 민승욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권12호
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    • pp.1765-1767
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    • 2016
  • 무선광대역통신 시스템에서 채널 추정과 채널 동기를 얻기 위하여 복잡한 하드웨어 비용이 요구되는 동기 방식에 비하여, 구현이 용이한 비동기 방식이 다양하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 비동기 방식중에서 성능이 우수한 블록부호 변조방식의 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 블록부호 변조방식은 일반적으로 하나의 심볼을 N개의 펄스로 이루어진 블록으로 구성하고, 각각의 펄스의 간격은 일정한 길이를 유지한다. 펄스의 간격을 작게 하면 전송속도는 증가하지만, 펄스간의 간섭도 증가하여 비트오율이 커지게 된다. 제안하는 방식은 전송속도를 결정하는 펄스 간의 간격을 조정하여, 기존의 방식과 동일한 전송속도 하에서 비트오율을 낮추는 방법을 제안한다. 모의실험을 통하여, 제안된 방법은 전송속도 혹은 비트오율 측면에서 기존의 방식에 비하여 우수한 성능을 나타낸다.

A 0.13 ${\mu}m$ CMOS UWB RF Transmitter with an On-Chip T/R Switch

  • Kim, Chang-Wan;Duong, Quoc-Hoang;Lee, Seung-Sik;Lee, Sang-Gug
    • ETRI Journal
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    • 제30권4호
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    • pp.526-534
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    • 2008
  • This paper presents a fully integrated 0.13 ${\mu}m$ CMOS MB-OFDM UWB transmitter chain (mode 1). The proposed transmitter consists of a low-pass filter, a variable gain amplifier, a voltage-to-current converter, an I/Q up-mixer, a differential-to-single-ended converter, a driver amplifier, and a transmit/receive (T/R) switch. The proposed T/R switch shows an insertion loss of less than 1.5 dB and a Tx/Rx port isolation of more than 27 dB over a 3 GHz to 5 GHz frequency range. All RF/analog circuits have been designed to achieve high linearity and wide bandwidth. The proposed transmitter is implemented using IBM 0.13 ${\mu}m$ CMOS technology. The fabricated transmitter shows a -3 dB bandwidth of 550 MHz at each sub-band center frequency with gain flatness less than 1.5 dB. It also shows a power gain of 0.5 dB, a maximum output power level of 0 dBm, and output IP3 of +9.3 dBm. It consumes a total of 54 mA from a 1.5 V supply.

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A Noble Equalizer Structure with the Variable Length of Training Sequence for Increasing the Throughput in DS-UWB

  • Chung, Se-Myoung;Kim, Eun-Jung;Jin, Ren;Lim, Myoung-Seob
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권1C호
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    • pp.113-119
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    • 2009
  • The training sequence with the appropriate length for equalization and initial synchronization is necessary before sending the pure data in the burst transmission type DS-UWB system. The length of the training sequence is one of the factors which make throughput decreased. The noble structure with the variable length of the training sequence whose length can be adaptively tailored according to the channel conditions (CM1,CM2,CM3,CM4) in the DS-USB systems is proposed. This structure can increase the throughput without sacrificing the performance than the method with fixed length of training sequence considering the worst case channel conditions. Simulation results under IEEE 802.15.3a channel model show that the proposed scheme can achieve higher throughput than a conventional one with the slight loss of BER performance. And this structure can reduce the computation complexity and power consumption with selecting the short length of the training sequence.

에지를 가진 평면 모노폴 안테나의 무선랜 대역 저지에 관한 연구 (A Study on Notched Wi-Fi Bandwidth of Planar Monopole Antenna with Edge)

  • 이윤민;이재춘
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.43-49
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    • 2013
  • In this paper, it is designed inverted triangle structural planar monopole antenna with edge and rectangle slot for UWB(Ultra Wide Band) communication (3.1~10.6 GHz) and researched in about 5.8 GHz notch structure to prevent interference between UWB systems and existing wireless systems for using Wi-Fi service. The antenna have broadband property structurally through inverted triangle structural planar monopole which have edge. and rectangle form addition planned notch slot of 1 mm and height 0.1 mm. Monopole and ground of proposed antenna exist on coplanar plane, and excite as CPW. It used FR4 epoxy dielectric substrate of ${\varepsilon}r$=4.4, and the size is $20{\times}20{\times}1.6$ mm dimension. The measured results that are obtained return loss under -10 dB through 3.1~10.6 GHz(7.5 GHz) without Wi-Fi bandwidth and maximum gain of 8.44 dBi at E-plane. Radiation pattern is about the same that of dipole antenna at all frequency. And using notch slot and it will be able to confirm the quality which becomes notch from 5.8 GHz which are a radio LAN frequency range.

MB-OFDM 방식의 UWB 시스템을 위한 CMOS LNA 설계 (Design of a CMOS LNA for MB-OFDM UWB Systems)

  • 이재경;강기섭;박종태;유종근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.117-122
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    • 2006
  • 본 논문에서는 MB-OFDM 방식의 초광대역 시스템 응용을 위한 단일 단 cascode 구조의 CMOS 저잡음증폭기를 설계하였다. 광대역 ($3.1GHz\~4.9GHz$) 입력 매칭은 칩 면적과 잡음지수를 줄이기 위해 간단한 대역 통과 필터를 사용하여 수행하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정변수를 사용하여 모의실험 한 결과, 설계된 증폭기는 9.7dB의 최대 이득, $2.1GHz\~7.1GHz$의 3dB 대역폭, 2dB의 최소잡음지수, -2dBm의 IIP3, -11.8dB 이하의 입력 반사 손실 특성을 보이며, 1.8V 공급 전원전압에 25.8mW의 전력을 소모한다. 칩면적은 패드를 포함해서 $0.74mm^2$이다.

UWB 기반의 WPAN에서 채널 상태를 고려한 다중 홉 중계 방식의 MAC 프로토콜 (Multi-hop Packet Relay MAC Protocol Considering Channel Conditions in UWB-based WPANs)

  • 왕위동;서창근;정순규;유상조
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권11B호
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    • pp.792-803
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    • 2005
  • 초광대역 무선통신 (UWB) 기술은 그 자체가 가지고 있는 고속, 저전력, 다중 경로 환경의 강인함 등의 특성으로 고속형 WPAN에 적합한 기술로 평가받고 있다. 본 논문에서는 UWB 기술을 사용하는 WPAN 환경에서 전력 소비를 효율적으로 분산시킬 수 있는 MAC 계층에서의 다중 홉 프레임 중계 방식을 새롭게 제안한다. 본 논문에서는 적절한 중계 단말을 선택하기 위해 PAPSF (Power Aware Path Status Factor)를 정의한다. PAPSF는 SINR과 각 단말에서의 송신 전력 정보로부터 결정 할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 에드 혹 라우팅 프로토콜의 특성으로 인하여 쉽게 중계 단말로 사용될 가능성이 높은 PNC를 통한 프레임 중계 방식과 비교할 때 더 높은 데이터 처리량을 가지며, 전체 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한 전력 소모를 PNC 뿐만 아니라 피코넷에 존재하는 다른 단말들로 쉽게 분산시킬 수 있어 PNC의 급격한 배터리 소모를 방지하고, 빈번한 PNC 변경을 막을 수 있다.

시추공 레이더 시스템에 사용되는 UWB 모듈의 설계 및 성능 분석 (Design and Performance Analysis of UWB Modules for Borehole Radar System)

  • 조재형;김상욱;김세윤;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권11호
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    • pp.1121-1129
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    • 2009
  • 본 논문에서는 펄스형 시추공 레이더 시스템에 사용되는 UWB 모듈인 펄스 발생기와 광대역 가변 이득 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하고, 기존의 시스템과 비교하여 성능을 분석하였다. 공동을 포함하는 지하 매질의 최대 경로 손실을 구하여 시스템 버짓과 규격을 결정하였다. 펄스 발생기는 40 kHz의 펄스 반복율과 5 ns 미만의 펄스폭을 가지고 피크 레벨이 +73 dBm으로 제작되었다. 광대역 저잡음 증폭기는 주파수 20 MHz에서 200 MHz 범위 내에서 3.77 dB의 잡음 지수와 100 dB의 가변 이득 범위를 가지게끔 설계되었다. 실제 시험장에서 기존 시스템과 비교한 결과, 제작된 시스템은 탐사가 되지 않는 영역도 낮은 잡음 지수를 갖는 저잡음 증폭기에 의해서 탐사가 가능하였다.