• 제목/요약/키워드: Varactor Diode

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능동 인덕터를 이용한 0.15-㎛ GaAs pHEMT 기반 W-대역 VCO 설계 (A W-band Compact and Wideband VCO Using Active Inductor in 0.15-㎛ GaAs pHEMT Technology)

  • 김동교
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권3호
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    • pp.445-450
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    • 2024
  • 본 논문에서는 0.15-㎛ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 설계된 버랙터 없는 W-band(75-110 GHz) 전압제어 발진기(VCO)를 소개한다. 능동 인덕터를 활용하여 버랙터 없는 주파수 조절을 구현하였으며 능동 인덕터 회로는 게이트가 종단된 공통 게이트 스테이지를 이용하였다. 해당 능동 인덕터는 시뮬레이션 결과 기존의 버랙터 다이오드와 비교하여 넓은 주파수 조절 범위와 높은 Q-인자를 갖는다. 발진기 코어는 소스 피드백이 포함된 Colpitts 구조를 사용하였다. 구현된 버랙터 없는 W-band VCO의 측정 결과 88 GHz에서 5.7 dBm의 높은 출력 전력과 5.8 %의 주파수 조절 범위를 얻었으며 이 때 dc 전력 소모는 146 mW였다. 또한 해당 회로는 컴팩트한 레이아웃 디자인을 통해서 0.48 mm2의 작은 사이즈로 구현되었다.

이중 대역 주파수 가변 1/8차 소형 기판집적형 도파관 안테나 (Dual-Band Frequency Reconfigurable Small Eighth-Mode Substrate-Integrated Waveguide Antenna)

  • 강현성;임성준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.10-18
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    • 2014
  • 새로운 주파수 가변 이중 대역 안테나를 제안한다. 기존의 기판집적형 도파관(SIW: Substrate-Integrated Waveguide)에 비하여 1/8 크기를 갖는, 전기적으로 작은 1/8차 기판집적형 도파관(EMSIW: Eighth-Mode Substrate-Integrated Waveguide) 공진기 구조를 이용하여 전기적으로 작은 크기의 안테나를 설계하였다. 설계한 EMSIW 안테나 표면에 상보적 분할 링 공진기(CSRR: Complementary Split Ring Resonator) 구조를 추가적으로 탑재하여 이중 대역에서 동작할 수 있게 하였다. EMSIW와 CSRR 구조는 각각 1.575 GHz(GPS), 2.4 GHz 대역(WLAN) 주파수 대역을 만족시킬 수 있어 이중 공진 특성을 만족하였다. 기본적으로 CSRR은 대역폭이 좁기 때문에 Varactor 다이오드를 탑재시켜 주파수를 2.4 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 가변할 수 있게 하였다. 그에 따라 WLAN 표준에서 사용하고 있는 채널 선택 기능 또한 구현할 수 있다. Varactor 다이오드에 따라 EMSIW의 공진은 독립적으로 고정되어 GPS 주파수 수신을 안정적으로 유지할 수 있도록 설계하였다. 결과적으로 DC 바이어스 전압을 11.4 V에서 30 V로 변경함에 따라 GPS 대역 주파수는 고정되어 있고, WLAN 대역의 공진 주파수가 2.38 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 변화한다. 시뮬레이션, 측정값 사이에 반사 손실, 방사 패턴 특성이 잘 일치함을 관찰할 수 있었다.

다중 모드 다중 대역(MMMB) 통신 환경을 위한 매크로-마이크로 주파수 재구성 안테나 (Macro-Micro Reconfigurable Antenna for Multi Mode & Multi Band(MMMB) Communication Systems)

  • 염인수;최정환;정영배;김동호;정창원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.1031-1041
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    • 2009
  • 본 논문에서는 다중 대역에서 매크로-마이크로 주파수 튜닝이 가능한 소형의 패치 모노폴 안테나를 소개하였다. 제안된 재구성 안테나는 PCB 기판(FR-4: $\varepsilon_r=4.4$ and tan $\delta=0.02$) 위에 미앤더(meander) 형태의 안테나로 설계하였고, Wibro(2.3~2.4 GHz)와 WLAN a/b(2.4~2.5 GHz/5.15~5.35 GHz)대역에서 일정한 이득을 유지하면서 각각의 서비스 대역에서 동작한다. 두 개의 다이오드, 핀 다이오드와 버렉터 다이오드가 주파수 튜닝을 위해 안테나 상에 내장되었으며, 핀 다이오드는 2 GHz와 5 GHz의 대역을 스위칭(매크로 튜닝)하기 위해 사용되었으며, 버렉터 다이오드는 2.3~2.5 GHz와 5.15~5.35 GHz의 서비스 대역 내 미세 주파수 튜닝(마이크로 튜닝)을 위하여 사용되었다. 또한, 두 주파수 대역(2 GHz와 5 GHz) 사이에서의 불요 공진(spurious resonance)은 미앤더(meander) 사이의 갭을 조정하여 제거되었다. 안테나는 각각의 서비스 대역에서 2 dBi 이상의 일정한 이득을 보인다. 제안된 안테나의 측정 결과는 매크로-마이크로 주파수 튜닝 기술이 재구성 가능한 다중 대역 다중 모드(Multi-Mode Multi-Band: MMMB) 무선 통신 시스템에서 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다.

유전체 공진기 필터의 결합창 특성해석 (Analysis of Coupling Windows of the Dielectric Resonator filter)

  • 김병욱;윤두일;윤상원
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
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    • pp.194-197
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    • 2001
  • 본 논문에서는 결합창으로 결합을 구현한 유전체 공진기 필터의 결합창 특성을 해석하였다. 결합창의 특성을 결합계수로 표현하였으며, 간단한 표현식으로 유도하였다. 결합창의 크기를 변화시키면서 해석 방법을 적용하여 결합계수를 계산하였고, 측정결과와 비교하여 해석의 유효성을 증명하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 적용이 간단할 뿐 아니라, 결합창의 제작 및 측정오차 범위에서 정확한 결과를 보였다. 본 논문에서 제안한 방법은 유전체 공진기 필터의 설계 및 유전체 공진기와 Varactor diode로 이루어지는 동조필터가 동조주파수 대역에서 일정한 통과대역폭을 가지기 위한 최적화된 결합창의 설계적용이 가능하다.

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삼중이온 주입기술에 의한 GaAs Varactor diode의 설계

  • 류시찬;조광래;이진구;윤현보
    • 한국통신학회:학술대회논문집
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    • 한국통신학회 1986년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.206-210
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    • 1986
  • Double Ion Implantation methods are used to improve the stiffness os carrier profiles, and then the analytical solutions to Poisson`s equation are derived with summation of each carrier profile. Numerical analyses are done using profer boudary conditions and the results show that the improvement of voltage-dependent-capacitance ratio (C(!)/C(25)) is obtained up to B.6. The third ion implantation is for the enhancement of the Schottky barrier height.

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Design of an Active Tunable Bandpass Filter for Spectrum Sensing Application in the TVWS Band

  • Kim, Dong-Su;Kim, Do-Hyun;Yun, Sang-Won
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제17권1호
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    • pp.34-38
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    • 2017
  • In this paper, we propose an active tunable bandpass filter (BPF) for efficient spectrum sensing in the TV White Space (TVWS) band. By designing a narrow bandwidth, it is possible to improve the sensing probability. The basic circuit configuration involves switching the PIN diode compromising capacitor bank to change the capacitance of the LC resonant circuit. To cover the whole TVWS band effectively, we add a varactor diode, and the bandwidth is set to 25-MHz. We improve the insertion loss by using the active capacitance circuit. The tunable BPF in the TVWS band with a 20-MHz interval is designed to have 11 channels with a bandwidth of 25 MHz and a low insertion loss of 1.7-2.0 dB.

바이어스 동조를 이용한 위상 고정 유전체 공진 발진기에 관한 연구 (A Study on the Phase-looked Dielectric Resonator Oscillator using Bias Tuning)

  • 류근관;이두한;홍의석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.1982-1990
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    • 1994
  • 본 논문에서는 PLL(Phase Locked Loop)의 궤환 성질을 이용한 Ku-band ($10.95\sim11.70Hz$)용 위상고정 유전체공진 발진기를 설계 및 제작하였다. 유전체 공진 발진기에 인가되는 바이어스 중 게이트 바이어스의 변화에 대한 중심 주파수의 변화를 이용하여 전압제어 주파수 변화부를 제거하였고 위상 s비교를 위해서는 샘플링 위상 비교기를 이용하였다. 위상고정 유전체 공진 발신기는 X-band 주파수 대역의 유전체 공진 발진기 신호를 샘플링 위상 비교기에 인가하여 VHF대역의 기준 신호에 위상고정 시켜 높은 주파수 안정도를 얻는 것으로 유럽형 FSS(Fixed Satellite Service)를 위한 10.00GHz로 구현하였다. 측정 결과 본 논문의 위상고정 유전체 공진 발진기는 유전체 공진 발진기보다 높은 주파수 안정도를 보였으며, 10.00GHz 에서 출력전력 8.67dBm과 2차 고조파는 -42dBc이하이었고, carrier로 보터 10kHz 벗어난 점에서 -81 dBc/Hz 이하의 위상 잡음을 얻었다.

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T자 모양 슬릿 구조를 이용한 이중 대역 공진 주파수 변환 삼각형 마이크로스트립 안테나 (A Triangular Microstrip Antenna with T-Shaped Slits for Tunable Dual-Band Applications)

  • 이건명;성영제;김영식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.141-146
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    • 2009
  • 본 논문에서는 인위적인 커패시턴스 값의 변화에 따라서 공진 주파수가 이동하여 다중 대역을 포함하는 이중 대역 공진 주파수 변환 안테나를 제안하였다. 인위적인 커패시턴스 값의 변화는 버랙터 다이오드 조절의 선행연구로써, 칩 커패시터를 이용해 주파수 변환 범위와 안테나 특성에 관해 분석하였다. T자 모양 슬릿의 짧은 부분에 장착된 서로 다른 칩 커패시터는 안테나의 입력 임피던스의 변화를 준다. 변화된 입력 임피던스는 안테나의 방사 패턴의 변화 없이, 일정한 범위 내에서 이중 대역 공진주파수를 유지하면서 가변함을 실험을 통해 검증하였다. 제안한 안테나의 공진 주파수는 저주파 대역과 고주파 대역에서 각각 400 MHz, 200 MHz의 범위안에서 변화가 가능하다. 또한, 10 dB 반사 손실 대역폭은 저주파 대역에서 $0.78{\sim}1.21\;GHz$, 대역폭 10 MHz를 가지며, 고주파 대역에서는 $1.97{\sim}2.17\;GHz$, 대역폭 50 MHz를 가진다. 제안한 안테나는 저주파 대역에서 0 dBi, 고주파 대역에서 3 dBi의 안테나 이득을 갖는다.

유전체 공진기를 이용한 X-band 전압제어 발진기 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Voltage Control Oscillator at X-band using Dielectric Resonator)

  • 한석균;최병하
    • 한국항해항만학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.513-517
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    • 2003
  • 본 논문에서는 유전체 공진기를 이용하여 X-band에서 안정된 소스원으로 사용할 수 있는 전압제어 발진기를 구현하였다. 위상 잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성을 가진 MESFET과 높은 선택도를 얻기 위하여 유전체 공진기를 사용하였고, 안정된 전압 가변을 하기 위하여 Q값이 높고 가변 특성이 좋은 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 회로 시뮬레이터인 ADS를 사용하였다. 제작된 전안제어 유전체 공진 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05 GHz에서 2.22 dBm 출력 파워와 -30 dBc의 고조파 억압과 중심 주파수 100 KHz offest에서 -130 dBc의 위상잡음 특성을 얻을 수 있었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 변화는 중심주파수에서 $\pm$8.7 MHz를 얻었다. 제작된 VCDRO는 X-band에서 국부 발진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.

패치 배열과 그리드 구조를 이용한 재구성 주파수 선택 구조 설계 (Design of Reconfigurable Frequency Selective Surface Using Patch Array and Grid Structure)

  • 이인곤;홍익표;서윤석;전흥재;박용배;조창민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.92-98
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    • 2014
  • 본 논문에서는 패치 배열과 그리드 구조를 응용하여 C-밴드인 7 GHz 대역에서 동작하는 재구성 주파수 선택 구조를 설계하였다. 본 논문에서 제안한 구조는 바랙터 다이오드를 이용하여 슬롯에서 발생하는 커패시턴스 변화로부터 주파수 재구성 특성을 얻었으며, 커패시턴스의 변화에 따른 투과 주파수의 변화를 구현하였다. 설계한 결과를 바탕으로 유연성을 갖는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)와 상용 바랙터 다이오드를 이용하여 재구성 주파수 선택 구조를 제작하고, 바이어스 전압의 변화에 따른 주파수 재구성 특성을 측정하였다. 제작된 재구성 주파수 선택 구조는 약 6.6~7.6 GHz의 광대역 주파수 재구성 특성(투과 주파수의 가변 범위)을 가지며, 본 논문에서 제안한 구조는 제한된 곡률에 대하여 유연성을 갖기 때문에, 항공기 또는 군함의 레이돔과 같은 곡면 형상 구조 중 완만한 곡면 구조에 적용이 용이하다.