• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권4호
• /
• pp.86-93
• /
• 2008

2.4 GHz 대역 완전차동 직접변환 수신기를 위한 저전력, 저잡음, 고선형성을 가지는 새로운 구조의 하이브리드 발룬(Hybrid Balun) 회로를 제안한다. 제안된 하이브리드 발룬은 수동형 트랜스포머(Passive Transformer)와 손실 보상용 보조 증폭기(Loss-compensating Auxiliary Amplifiers)로 구성된다. 트랜스포머와 보상용 증폭기 사이의 신호의 분리와 결합에 대한 설계 이슈들을 제시하였다. $0.18{\mu}m$ 공정으로 제작된 하이브리드 발룬은 수동형 발룬에 비해 2.4 GHz 대역에서 이득은 2.8 dB 높고 잡음지수는 1.9 dB 낮으며, 측정된 IIP3는 +23 dBm 이다. 전체 전력소모는 1.2 V 전원 전압에서 0.67 mA로서 저전력으로 구현되었다. 하이브리드 발룬 기술을 적용하여 설계된 무선센서노드용 CMOS 직접변환 수신기는 수동형 발룬을 사용했을 때 비해 0.82 mW의 추가 전력소모만으로 전체 잡음 지수를 현저히 낮출 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.515-522
• /
• 2008

본 논문에서는 Bazooka 발룬이 내장된 WiBro 중계 기용 슬롯 안테나를 설계하고 제작하였다. 도입된 Bazooka 발룬으로 인하여서 반사 손실과 복사 패턴 특성이 개선되었다. 즉, 복사 패턴의 일그러짐이 개선되었고, 또한 중계기의 안정된 커버리지가 보장되었다. 또한, Bazooka 발룬의 끝을 나사 형태로 설계하여 안테나 몸체에 쉽게 결합될 수 있도록 하였다. 안테나의 크기를 줄이기 위해서 H형의 슬롯을 사용하였고, 급전 지점을 중심으로 구조적 대칭이 되도록 하므로서 전방향성의 복사 패턴이 얻어지도록 하였다. 모의 실험은 상용 툴인 CST사의 MWS(Microwave Studio)를 사용하였으며, 네트워크 분석기와 원거리장 측정 시스템을 갖춘 무반사실에서 안테나 특성을 측정하였다. 제작된 안테나의 측정 결과, 최대 이득은 5.75 dBi이고, 평균 이득은 -0.8 dBi 이상이었다. 반사 손실은 WiBro 전체 대역에 걸쳐서 -12.35 dB 이하의 양호한 특성을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.44-50
• /
• 2004

본 논문에서는 FR4(h= 1.6 mm, $\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.6) substrate 상에서 2 GHz 대역의 이중 평형 혼합기를 구현하였다. 일반적으로, DBM(Doubly Balanced Mixer)는 2개의 발룬과 쿼드 다이오드로 구성된다. 발룬을 위해, microstrip과 CPS(Coplanar Strip)을 이용한 새로운 발룬 회로가 제안되고, 설계되어졌다. 제안된 발룬의 측정 결과, 1.5 GHz에서 2.5 GHz내에서 위상의 불평형 정도가 180$^{\circ}$$\pm$ $1.5^{\circ}$이내였으며, 진폭의 불평형 정도가 $\pm$ 0.2 ㏈ 이내였다. 발룬을 사용한 DBM이 성공적으로 구현되었으며, 동작 대역 내에서 up/down 변환기로써 변환 손실은 약 6 ㏈ 정도를 보였다. 더 많은 연구를 통해, backside via를 포함하는 프로세스가 있는 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) DBM에 적용 가능할 것이다.d Circuit) DBM에 적용 가능할 것이다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.366-372
• /
• 2017

본 논문에서 제시하는 내용은 수신단의 관문 역할을 담당하는 차동 저 잡음 증폭기를 구현 시, 필연적으로 설계가 필요한 발룬에 대한 분석 내용이다. 발룬은 안테나로부터 입력된 단일 신호를 차동 신호로 변환시켜줌으로써 차동 증폭기의 입력으로 사용될 수 있도록 하는 역할을 담당한다. 이 뿐만 아니라, 안테나를 통해서 들어오는 ESD(Electrostatic Discharge)로부터 회로를 보호하고, 입력 정합에 도움을 준다. 하지만, 일반적으로 사용되는 수동형 발룬의 경우, 두 금속선 사이에 형성되는 전자기적 결합을 통해 교류 신호를 전달하는 방식이므로 이득없이 손실을 가지게 될 뿐 아니라 결론적으로 수신단 전체 잡음 지수 저하에 가장 큰 영향을 미치게 된다. 그러므로, 저 잡음 증폭기에서 발룬의 설계는 매우 중요하며, 선로의 폭, 선로 간격, 권선수, 반경, 그리고 레이아웃의 대칭 구조 등을 고려하여 높은 양호도(quality factor)와 차동 신호의 역위상을 만들어내야만 한다. 본문에서 발룬의 양호도를 높이기 위해 고려해야할 요소들을 정리하고, 설계 요소변경에 따른 발룬의 저항, 인덕턴스, 그리고 캐패시턴스의 변화 경향성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 입력 발룬을 설계함으로써 이득 24 dB, 잡음 지수 2.51 dB의 저잡음, 고 이득 차동 증폭기 설계가 가능함을 증명하였다.

• ETRI Journal
• /
• 제27권5호
• /
• pp.569-578
• /
• 2005

The purpose of this paper is to describe the implementation of monolithically matching circuits, interface circuits, and RF core circuits to the same substrate. We designed and fabricated on-chip 1 to 6 GHz up-conversion and 1 to 8 GHz down-conversion mixers using a 0.8 mm SiGe hetero-junction bipolar transistor (HBT) process technology. To fabricate a SiGe HBT, we used a reduced pressure chemical vapor deposition (RPCVD) system to grow a base epitaxial layer, and we adopted local oxidation of silicon (LOCOS) isolation to separate the device terminals. An up-conversion mixer was implemented on-chip using an intermediate frequency (IF) matching circuit, local oscillator (LO)/radio frequency (RF) wideband matching circuits, LO/IF input balun circuits, and an RF output balun circuit. The measured results of the fabricated up-conversion mixer show a positive power conversion gain from 1 to 6 GHz and a bandwidth of about 4.5 GHz. Also, the down-conversion mixer was implemented on-chip using LO/RF wideband matching circuits, LO/RF input balun circuits, and an IF output balun circuit. The measured results of the fabricated down-conversion mixer show a positive power conversion gain from 1 to 8 GHz and a bandwidth of about 4.5 GHz.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권7호
• /
• pp.713-718
• /
• 2008

본 논문에서는 두 개의 $\lambda$/4 단락 스터브를 사용하여 진폭과 위상 평형 특성을 개선한 링 하이브리드(ring hybrid) 회로를 제안하였다. 제안한 회로는 기존 링 하이브리드 결합기에 존재하는 위상과 진폭 비 평형 특성을 $\lambda$/4 단락 스터브를 통해 보정한 회로이다. 제안한 링 하이브리드 결합기의 성능을 검증하기 위하여 평형 다이오드 주파수 2 체배기 회로를 설계 및 측정하였다. 실험 결과 $1.6{\sim}2.35\;GHz$의 대역 내에서 최저 12.3 dB의 변환 손실과 30 dB 이상의 기본 주파수 격리도를 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제14권2호
• /
• pp.54-60
• /
• 2014

A systematic design for asymmetric coupled-section Marchand baluns is presented. Asymmetrically coupled transmission lines in multilayer configuration are exploited for constructing Marchand baluns. Design equations for characteristic impedance and electrical length of asymmetrical coupled transmission lines are derived for establishing a systematic design procedure. Novel Marchand balun based on these design equations is composed of two identical asymmetrical coupled transmission lines. However, contrary to the general conventional design approach where ranges for characteristic impedances of coupled lines are ambiguously capitalized, values for characteristic impedance and length are explicitly expressed. Our approach is fundamentally different from the design method using coupling coefficients where solution for coupling coefficient is inherently restricted. To verify the proposed method, one design example is performed for wideband Marchand balun in multilayer configuration, and is fabricated for verifying the design procedure proposed. Maintaining the return loss more than 10 dB, the bandwidth is measured from 0.43 to 1.0 GHz, where $S_{21}$ and $S_{31}$ show better than -4 dB. The measured phase and amplitude imbalances illustrate 0.5 dB and ${\pm}5^{\circ}$, respectively.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제5권2호
• /
• pp.66-71
• /
• 2005

The purpose of this paper is to present the complex antenna factor of an EMI dipole antenna with a balun consisting of two coaxial feeders(coaxial cable balun) for measuring electromagnetic fields. A new formula of complex antenna factors for an EMI antenna with coaxial cable balun is derived using by power loss concepts. The complex antenna factor shows that the present result in this study was identical with that of the result from S-parameters. The theoretical complex antenna factors derived by power loss concepts are in good agreement with the experiments.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제12권1호
• /
• pp.63-69
• /
• 2012

This paper presents the design of a calculable standard dipole antenna with a hybrid balun in the frequency range of 1 GHz to 3 GHz. A new formula of the antenna factor for a dipole antenna with a hybrid balun is derived using the power mismatch-loss concept. The antenna factors derived in this paper are in good agreement with the results calculated from S-parameters. The design results show that the calculable dipole antenna with a hybrid balun can be characterized by power mismatch-loss component factors.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제14권9호
• /
• pp.919-923
• /
• 2003

본 논문에서는 마이크로스트립 대 CPW결합 구조를 이용하여 다양한 신호 정합회로에 사용되는 발룬을 제작 측정하였다. 측정 결과, 가용 주파수 2.44~4.33 GHz에서 삽입 손실의 차이는 0.2 dB 이내이고 위상 차이는 2.1$^{\circ}$ 이내로 나타났다. 따라서 제안된 발룬은 구조적 특성으로 인해 다양한 초고주파용 다층 회로에 사용되어 혼합기, 증폭기, 안테나의 급전부 등의 성능향상에 기여할 것으로 기대된다.