• 제목/요약/키워드: cut-off frequency

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Cascode 구조에 Shunt Peaking 기술을 접목시킨 밀리미터파 광대역 Amplifier (Millimeter-wave Broadband Amplifier integrating Shunt Peaking Technology with Cascode Configuration)

  • 권혁자;안단;이문교;이상진;문성운;백태종;박현창;이진구
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권10호
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    • pp.90-97
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    • 2006
  • 본 논문에서는 cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킨 밀리미터파 광대역 amplifier를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 광대역 cascode amplifier의 설계 및 제작을 위해서 $0.1{\mu}m\;{\Gamma}-gate$ GaAs PHEMT와 CPW 및 passive library를 개발하였다. 제작된 PHEMT는 최대 전달 컨덕턴스는 346.3 mS/mm, 전류이득 차단 주파수 ($f_T$)는 113 GHz, 그리고 최대공진 주파수($f_{max}$)는 180 GHz의 특성을 갖고 있다. 설계된 cascode amplifier는 회로의 발진을 막기 위해서 저항과 캐패시터를 common-rate 소자의 드레인에 병렬로 연결하였다. 대역폭의 확장 및 gain의 평탄화를 위해 바이어스 단들에 short stub 및 common-source 소자와 common-gate 소자 사이에 보상 전송선로를 삽입하고 최적화하였으며, 입출력 단은 광대역 특성을 갖는 정합회로로 설계하였다. 제작된 cascode amplifier의 측정결과, cascode 구조에 shunt peaking 기술을 접목시킴으로써 대역폭을 확장 및 gain을 평탄화 시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 3 dB 대역폭은 34.5 GHz ($19{\sim}53.5GHz$)로 광대역 특성을 얻었으며, 3 dB대역 내에서 평균 6.5 dB의 $S_{21}$ 이득 특성을 나타내었다.

60 GHz 무선 LAN의 응용을 위한 고이득 저잡음 증폭기에 관한 연구 (Studies on the High-gain Low Noise Amplifier for 60 GHz Wireless Local Area Network)

  • 조창식;안단;이성대;백태종;진진만;최석규;김삼동;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권11호
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    • pp.21-27
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    • 2004
  • 본 논문에서는 60 GHz 무선 LAN(wireless local area network) 응용을 위해 0.1 ㎛ Γ-gate pseudomorphic high electron mobility transistor(PHEMT)를 이용하여 V-band용 millimeter-wave monolithic integrated circuit(MIMIC) 저잡음 증폭기를 설계 및 제작하였다. 본 연구에서 개발한 PHEMT의 DC 특성으로 드레인 포화 전류 밀도(Idss)는 450 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(gm, max)는 363.6 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 전류이득 차단주파수(fT)는 113 GHz, 최대 공진 주파수(fmax)는 180 GHz의 성능을 나타내었다. V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 개발을 위해 PHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 V-band MIMIC 저잡음 증폭기를 설계하였다. 설계된 V-band MIMIC 저잡음 증폭기는 본 연구에서 개발된 PHEMT 기반의 MIMIC 공정을 이용해 제작되었으며, V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 측정결과, 60 GHz에서 S21이득은 21.3 dB, 입력반사계수는 -10.6 dB 그리고 62.5 GHz에서 출력반사계수는 -29.7 dB의 특성을 나타내었다. V-band MIMIC 저잡음 증폭기의 잡음지수 측정결과, 60 GHz에서 4.23 dB의 특성을 나타내었다.

MHEMT를 이용한 DC ∼ 45 GHz CPW 광대역 분산 증폭기 설계 및 제작 (DC ∼ 45 GHz CPW Wideband Distributed Amplifier Using MHEMT)

  • 진진만;이복형;임병옥;안단;이문교;이상진;고두현;백용현;오정훈;채연식;박형무;김삼동;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권12호
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    • pp.7-12
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    • 2004
  • 본 논문에서는 0.1 $\mum$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT (High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 DC~45 GHz 대역의 광대역 MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) 분산 증폭기를 설계 및 제작하였다. MIMIC 증폭기의 제작을 위해 Metamorphic HEMT(MHEMT)를 설계 및 제작하였으며, 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 442 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 409 mS/mm를 얻었다. RF 특성으로 fT는 140 GHz fmax는 447 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 광대역 MIMIC 분산 증폭기의 설계를 위해 MHEMT의 소신호 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 분산 증폭기를 설계하였다. 설계된 분산 증폭기는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용하여 제작하였으며, MIMIC 분산 증폭기의 측정결과, DC ~ 45 GHz대역에서 6 dB 이상의 S21 이득을 얻었으며, 입력반사 계수는 45 GHz에서 -10 dB, 출력반사계수는 -7 dB의 특성을 나타내었다. 제작된 분산 증폭기의 칩 크기는 2.0 mm$\times$l.2 mm다.

0.2 ${\mu}m$ Wide-Head T-Gate PHEMT 제작에 관한 연구 (Studies on the Fabrication of 0.2 ${\mu}m$Wide-Head T-Gate PHEMT′s)

  • 전병철;윤용순;박현창;박형무;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권1호
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    • pp.18-24
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    • 2002
  • 본 논문에서는 서로 다른 dose를 갖는 이중 노광 방법을 사용한 전자빔 묘화 방법을 이용하여 0.2 ㎛의 wide-head T-게이트를 갖는 PHEMT를 제작하였다. 0.2 ㎛의 게이트 길이와 1.3 ㎛의 게이트 머리의 크기를 갖는 wide-head T-게이트를 형성하기 위하여 PMMA/P(MMA-MAA)/PMMA의 3층 레지스트 구조를 사용하였다. 0.2 ㎛의 게이트 길이와 80 ㎛의 단위 게이트 폭 및 4개의 게이트 핑거를 갖는 PHEMT의 DC 특성으로 323 ㎃/㎜의 드레인 전류 밀도 및 232 mS/㎜의 최대 전달 컨덕턴스를 얻었다. 또한 동일한 소자의 RF 특성으로 40 ㎓에서 2.91 ㏈의 S/sub 21/ 이득과 11.42 ㏈의 MAG를 얻었으며, 전 이득 차단 주파수와 최대 공진 주파수는 각각 63 ㎓와 150 ㎓였다.

제어 가능한 전송 영점을 이용한 광대역 차단 특성을 갖는 저역 통과 필터 (Low-Pass Filter with Wide Stop-Band Characteristics Using Controllable Transmission Zeros)

  • 이건천;김유선;김경근;이태성;나현식;임영석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.887-894
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    • 2007
  • 본 논문에서는 전기 결합 구조와 추가된 개방 스터브를 이용해 제이 가능한 4개의 전송 영점을 갖는 저역 통과 필터를 설계 및 제작하였다. 필터의 통과 대역은 GSM 대역이며, 전기 결합에 의해 WiBro 및 위성 DMB 대역에서 전송 영점이 각각 발생한다. 또한, 임의의 상측 주파수에서 개방 스터브에 의해 추가적인 2개의 전송 영점이 발생하는 구조이다. 적은 기생 성분을 갖는 준집중 소자를 이용해 필터를 구현함으로써 차단 대역의 고조파 성분을 억제하였다. 유한 전송 영점의 제어를 위한 등가 회로의 전기 결합 성분인 $C_M$은 필터 구조의 개방 스터브 간 간격 조절을 통해 구현하였다. 유전율 2.6인 테프론 기판을 사용하여 제작된 필터의 전체 크기는 급전선로를 포함하여 $38{\times}20{\times}0.79mm^3$이다. 측정된 3dB 차단 주파수는 1.55GHz이며, 전송 영점의 위치는 각각 2.20, 2.43, 4.11 및 6.84 GHz이다.

실리콘 RFIC 상에서 무선 통신 시스템의 소형화를 위한 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 등가회로 및 대역폭에 관한 연구 (Study on Equivalent Circuit and Bandwidth of Short Wavelength Thin-film Transmission Line Employing ML/CPW composite structure for Miniaturization of wireless Communication System on RFIC)

  • 손기준;정장현;김동일;윤영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.45-51
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    • 2015
  • 본 논문에서는 실리콘 RFIC 상에서 무선 통신 시스템의 소형화에의 응용을 위하여 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 단파장 박막필름 전송선로의 RF특성에 관하여 연구하였다. 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 파장은 종래의 코프레너 선로에 비하여 단파장특성을 보여주고 있으며, 특히 10 GHz에서 파장이 6.26 mm로 종래의 코프레너 선로의 60.5 %이다. 또한 본 논문에서는 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 등가회로와 대역폭에 관하여 연구를 진행하였다. 등가회로는 단위 셀로 나타냈으며, 상기 등가회로의 각 소자들은 closed-form 수식을 통하여 이론적으로 계산하였다. 측정 결과 0 ~ 30 GHz 범위에서 계산수치와 측정수치가 유사하게 나온 것을 확인 할 수 있었다. 대역폭 계산결과 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로는 차단주파수가 377 GHz 이상의 광대역 특성을 보여주고 있다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 전송선로를 이용하여 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

마이크로웨이브 공진 공동을 이용한 플라즈마 원의 설계 및 특성 (Design and Characterization of a Microwave Plasma Source Using a Rectangular Resonant Cavity)

  • 김현태;박용신;성충기;이재령;황용석
    • 한국진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.408-418
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    • 2008
  • 본 논문에서는 집속이온빔의 플라즈마원을 위한 간단한 직육면체형태의 공진 공동을 설계하고 특성연구를 수행하였다. 공진에 최적인 공동 구조는 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용한 전기장 분포를 통해 구체적으로 계산하였다. 공진 공동은 내부 석영관 및 플라즈마 등의 유전체의 영향을 받기 때문에 공동의 한축 길이를 변화시킬 수 있는 구조로 설계되었다. 실험적으로 관찰되는 마이크로웨이브 방전시작전압을 통해 방전에 최적인 공동 길이를 측정하여 HFSS 계산된 값과 비교하였다. 공동은 석영관으로 인한 내부 유효유전율의 변화에 의해 석영관을 고려하지 않았던 길이에 비해 10cm가 감소된 길이에서 최적화됨을 공통적으로 확인할 수 있었다. 또한 압력변화에 따른 방전시작전압은 Paschen Curve와 유사한 결과를 나타내었다. 방전이 발생한 후에는 입력전력에 따라 플라즈마 밀도가 증가하였고 플라즈마의 영향으로 감소한 유효유전율에 의해 10cm가 증가한 길이에서 최적화가 되었다. 하지만 300W이상의 높은 입력 전력에서는 마이크로웨이브가 투과할 수 없는 고밀도 플라즈마 경계층(cut off layer)이 확장하여 더 이상 공동길이 조절을 통한 공동 최적화가 불가능함을 확인하였다. 따라서 고밀도 플라즈마를 만들기 위한 마이크로웨이브 공동의 정확한 설계를 위해 마이크로웨이브가 통과할 수 없는 고밀도 플라즈마 영역을 도체로 가정하고 그 외의 저밀도 플라즈마 영역을 밀도에 고유한 특정 유전율을 가지는 유전체로 설정하여 공동 내부의 전기장 분포를 해석하는 과정이 꼭 필요하다.

1차 Ambisonics에 의해 생성되는 가상현실 오디오용 양이 사운드의 한계에 대한 분석 (Analyses on limitations of binaural sound based on the first order Ambisonics for virtual reality audio)

  • 장지호;조완호
    • 한국음향학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.637-650
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    • 2019
  • 이 논문은 가상현실 오디오에서 널리 사용되는 Ambisonics에 기반하여 헤드폰을 통해 재생하는 binaural sound의 한계를 분석한 것이다. 가상현실 오디오는 청자의 머리 움직임을 보상하는 binaural sound를 통해 제공된다. Ambisonics는 가상현실 오디오에서 청자를 둘러싼 배경음장을 레코딩하고 재생하는데에 널리 사용되는데, 1차 Ambisonics가 간단하다는 장점 때문에 여전히 가상현실 오디오에서 사용되고 있다. 그러나, 물리적인 관점에서 1차의 상한 주파수는 너무 낮아서 귀 위치의 신호를 완벽히 재현하지 못한다. 따라서 이렇게 재생된 binaural sound는 스펙트럼과 음원 위치 형성에서 근본적인 한계를 갖는다. 이 논문은 이러한 한계를 기준 음장과 재생 음장에서의 귀 위치의 신호 비교를 통해 알아 본다. 하나의 입사파를 기준 음장으로 정의하고, 이 것을 가상 스피커를 이용해서 Ambisonics를 통해 재생한다. 주파수 응답, 양이 레벨차, 양이 위상차가 비교된다. 비교 결과, 상한 주파수 이상에서 재생음장의 음압 레벨은 감소하고 수평면 상에서의 음원 위치는 청자의 정면 방향 근처에서만 잘 형성됨을 알 수 있었다.

초등학생의 에너지 과잉섭취 위험 진단을 위한 식습관평가표 개발 (Development of an Eating Habit Checklist for Screening Elementary School Children at High Risk of Energy Overintake)

  • 연미영;현태선
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제41권5호
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    • pp.414-427
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    • 2008
  • 초등학교 $4{\sim}6$학년 어린이 142명 (남 80명, 여 62명)을 대상으로 식습관과 식이섭취조사를 실시하여 에너지를 과잉으로 섭취할 위험이 있는 어린이를 선별할 수 있는 간단한 식습관평가표를 개발한 결과는 다음과 같다. 에너지 과잉섭취 위험이 있는 어린이를 선별하기 위해서는 과잉섭취의 위험을 나타낼 수 있는 지표가 필요하므로 에너지 섭취량, 지방 섭취량, 에너지필요추정량에 대한 에너지 섭취량 비율 (%EER)의 세가지 지표를 임의로 선정하였고, 식습관 각 문항의 응답 보기에서 가장 좋은 식습관에 대하여 0점, 가장 좋지 않은 식습관에 대하여 2점을 부여하고, 이 두가지 식습관 사이에 중간 정도의 보기가 있는 경우 1점을 부여하였다. 부여된 점수로 계산한 각 문항의 식습관 점수와 에너지 과잉섭취 위험 평가지표와의 Pearson상관계수를 계산한 결과 유의적인 양의 상관관계를 나타낸 식습관 문항은 식사 중 TV 시청 여부, 식사속도, 식사량, 과식횟수, 외식횟수, 간식횟수, 라면과 패스트푸드 섭취 횟수에 관한 7개 문항으로 나타나 이들을 평가표에 포함시킬 문항으로 선정하였다. 선정된 문항 중에서 에너지 과잉섭취 위험을 더 잘 가려낼 수 있는 문항에 대한 가중치를 부여하기 위하여 선정된 문항과 에너지 과잉섭취 위험 평가지표와의 단계적 회귀분석을 실시하였고, 단계적 회귀분석 결과에 따라 세가지 지표 모두와 유의수준이 0.1 미만인 식사량에 관한 문항의 배점을 1점으로 낮추었다. 진단기준 점수를 결정하기 위해서 %EER$\geq$125%를 에너지 과잉섭취군, %EER < 125%를 비과잉섭취군으로 분류하고, 두 집단의 식습관평가표 점수 분포를 살펴본 후, 임의의 진단기준 점수에 대한 민감도, 특이도, 양성예측도를 구한 결과 5점을 진단기준 점수로 결정하였다. 본 조사대상자를 식습관평가표로 진단하여 5점 이상을 위험군으로 분류하였을 때, 13.4%가 위험군으로 분류되었고, 이들의 영양소 섭취량을 비위험군과 비교한 결과 위험군의 에너지 섭취량 평균은 2,156 kcal, 비위험군은 1,708 kcal로 유의적 차이가 있었으며, 대부분의 영양소 섭취량에도 유의적 차이를 볼 수 있었다. 그러나 에너지 섭취량으로 보정해 주어 INQ로 계산한 결과 모든 영양소에서 차이를 볼 수 없었다. 따라서 본 연구에서 개발된 에너지 과잉섭취 위험 진단을 위한 식습관평가표는 에너지 과잉을 잘 나타내 준다고할 수 있겠다. 본 연구에서 개발된 7문항의 식습관평가표는 복잡한 식이섭취조사를 실시하지 않고도 에너지 과잉섭취의 위험이 있는 어린이를 선별할 수 있으리라고 생각되며, 초등학생이 쉽고 간편하게 사용할 수 있으므로 이들을 대상으로 영양판정이나 영양교육을 실시할 때 활용할 수 있을 것이다. 다만 본 연구에서는 중소도시, 군 지역 어린이를 대상으로 조사한 결과를 이용하여 에너지 과잉섭취 위험을 평가할 수 있는 식습관평가표를 개발하였으므로 대도시를 포함한 다양한 지역의 어린이에게 활용하여 타당성을 검토하는 것이 필요하겠다. 개인의 식습관을 평가하여 진단하는 것은 영양교육이나 영양사업을 계획하고 실시하기 위하여 가장 먼저 해야 하는 단계로 이를 위한 간단하고 효율적인 평가도구가 절실히 필요하다. 따라서 앞으로 다양한 인구집단을 대상으로 다양한 영양적 위험을 평가하고 진단할 수 있는 식습관평가표가 지속적으로 개발되어야 할 것이다.

퍼터헤드 회전중심점 위치 관점에서 본 남자프로골퍼의 10.94 m 퍼팅동작의 진자운동 여부 (Is Male Professional Golfers' 10.94 m Putting Motion a Pendulum Motion? From a Point of View of the Location of the Center of Putter Head Rotation)

  • 박영훈;염창홍;서국웅
    • 한국운동역학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.217-226
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    • 2007
  • Putting score counts about 43 % of the golf score. The dominant idea of the putting motion to amateur golfers as well as to many professional golfers is a pendulum-like motion. If a golfer's putting stroke motion is a pendulum-like motion, the putting motion should be straight-back-and-through, the same backswing, downswing, and follow through length and period, and a swing with a fixed hinge joint. If the putting motions of the human are different from the pendulum motion, there could be confusion in understanding and teaching golf putting. The purpose of this study was to examine the center of rotation(COR) of the putter head to reveal whether professional golfers really putt like a pendulum. Thirteen male professional golfers were recruited for the study. Each golfers executed 10.94 m putts six times on an artificial grass mat. Putter head position data were collected through a 60 Hz three-dimensional motion analysis system and low pass filtered with cut-off frequency of 6 Hz. COR of the putter head was mathematically acquired. Each golfer's last five putting motions were considered. The results show that the COR of the putter head was neither fixed nor located inside of the golfer. The medio-lateral directional component of the COR of the putter head fluctuated in the range of 10 cm during downswing and follow through. The anterior-posterior directional component of the COR of the putter head was fixed from the beginning of the downswing through impact. Just after impact, however, it moved to the target up to 60 cm. The superior-inferior directional component of COR of the putter head moved in a superior direction with the beginning of the downswing and showed peak height just prior to impact. During the follow through, it moved back in an inferior direction. The height-normalized peak value of the COR of the putter head was $1.4{\pm}0.3$ height. Technically speaking, male professional golfers' 10.94 m putting motion is not a pendulum-like motion. The dominating idea of a pendulum-like motion in putting might come from the image of the flawless, smooth motion of a pendulum.