4-코일 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 해석법 중 critical point analysis(CA)와 impedance matching analysis(IA)를 분석하고, 두 결과를 비교하였다. 4-코일 시스템은 가까운 거리에서는 주파수 분리 현상이 나타나고, 먼 거리에서는 효율이 급격히 감소하는 특징을 나타낸다. 따라서 고정된 주파수에서 사용할 경우, 목표하는 거리와 효율에 따라 최적화가 필요하다. CA는 전체 거리에서 효율이 최대가 되는 critical point를 이용하여 최적화하는 방법이고, IA는 목표 지점에서 임피던스 정합을 이뤄 최대 효율을 만족시키는 방법이다. 기존의 해석은 두 가지 방법을 비교하고 시스템 특성을 이해하는데 부족한 점이 있었기 때문에, 본 논문에서 두 방법의 이론을 좀 더 자세히 분석하고 비교하였다. 두 방법의 비교 결과를 통해 IA가 더 우수함을 보였다. 또한, 한쪽만 정합할 경우 발생되는 트레이드-오프에 대해서도 설명하였다. 스파이럴 공진 코일을 이용한 실험에서는 이론 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.
This letter presents the design of a small and low-profile RFID tag antenna in the UHF band that can be mounted on metallic objects. The designed tag antenna, which uses a ceramic material as a substrate, consists of a radiating patch and a microstrip line with two shorting pins for a proximity-coupled feeding structure. Using this structure, impedance matching can be simply obtained between the antenna and tag chip without a matching network. The fractional impedance bandwidth for $S_{11}$ <3 dB and radiation efficiency are about 1.4% and 56% at 911 MHz, respectively. The read range is approximately from 5 m to 6 m when the tag antenna is mounted on a metallic surface.
A wireless power transfer (WPT) system is generally designed with the optimum source and load impedance in order to achieve the maximum power transfer efficiency (PTE) at a specific coupling coefficient. Empirically or intuitively, however, it is well known that a high PTE can be attained by adjusting either the source or load impedance. In this paper, we estimate the maximum achievable PTE of WPT systems with the given load impedance, and propose the condition of source impedance for the maximum PTE. This condition can be reciprocally applied to the load impedance of a WPT system with the given source impedance. First, we review the transducer power gain of a two-port network as the PTE of the WPT system. Next, we derive two candidate conditions, the critical coupling and the optimum conditions, from the transducer power gain. Finally, we compare the two conditions carefully, and the results therefore indicate that the optimum condition is more suitable for a highly efficient WPT system with a given load impedance.
마이크로스트립 안테나의 대역폭을 확장하는 기법으로 SRFT에 의한 임피던스 정합회로를 제안한다. 이 기법의 유용성은 주파수가 안테나의 입력임피던스의 공진특성에는 영향을 주고, 방사패턴과 이득 특성에는 별로 영향을 주지 않는다는 것에 기초한다. 이 기법의 특정은 안테나와 전원에 대한 이론적인 기술을 할 필요가 없고 요구되는 주파수대에서 전원과 부하의 데이터를 직접 이용한다. 또한 사전에 정합회로의 topology를 구하기 위한 전달함수의 이론적 형태가 필요없다. 본 연구에서는 구형 마이크로스트립 안테나의 해석에 전송선로 모델올 이용하고, Fano의 대역폭 확장이론올 기초로하여 원하는 주파수대에서 일정한 이득을 갖는 마이크로스트립 안테나의 정합회로를 설계하는데 SRFT 를 도입하여 구조가 다른 두 개의 마이크로스트립 안테나를 제작하여 실험하였다. 그 결과, 제안된 임피던스 정합회로를 갖는 마이크로스트립 안테나는 정합회로가없는 안테나보다 약 3배의 대역폭이 확장됨을 확인하였다.
휴대전화 안테나와RF회로간의 임피던스 정합과 본체에서 복사되는 전자파의 상관관계를 측정, 분석하였다. 수납형과 고정형 안테나를 갖는 두 종류의 휴대전화를 이용하여, 총 16가지의 다양한 사용 조건 하에서 임피던스와 복사 전자파를 측정하였다. 임피던스 정합이 잘 이루어질수록 본체에서의 복사가 감소하여, 휴대전화는 모노폴 안테나와 동일한 복사 패턴을 갖게 되었으며, 이 경우 두부 방향으로의 복사를 감소시킬 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 외부 영향에 의하여 고속 정보시스템의 모듈사이에서 발생되는 전송잡음과 왜곡신호에 대한 신호 보전의 방법에 대하여 제안하였다. 고속 전송선로의 왜곡효과를 제거하기 위하여 전송선로 임피던스 정합에 의한 신호보전(signal integrity)은 고속 동작에 따른 전송선로효과 발생조건을 ADS로 모델링한 후 최적의 임피던스 정합을 단선 및 차동인터페이스 방식으로 구분하였다. 실험한 결과, 고속 정보통신시스템에 따르는 신호지연을 고려하여 최적의 단자 임피던스 값을 정합시켜 고속 신호의 최적 보전이 가능함을 보여 주었다.
전력선 통신에서 사용되는 비접촉식 커플러의 신호 전달 특성을 향상시키기 위한 비접촉식 커플러의 구조와 자기장 결합에 대한 연구를 수행하였다. 비접촉식 커플러의 결합 구조를 분석하였고, Rogowski 코일을 이용한 커플러와 자성체 코어를 이용한 커플러를 제작하여 구조에 따른 신호 전달 특성을 분석하였다. 집중 정수 소자와 임피던스 트랜스포머를 이용한 임피던스 매칭법을 제안하여 협대역과 광대역에서 신호 전달 특성을 향상시켰고 전달 신호의 크기는 대역폭과 트레이드오프가 있음을 보였다. 본 연구는 추후 부하 변동에 따른 임피던스 매칭 연구에 도움을 줄 수 있다.
TO-can 레이저 다이오드를 사용한 광송수신기 모듈의 주파수 대역의 특성을 관찰하였다. 레이저 다이오드의 등가회로를 추출하기 위한 R-L-C변수는 임피던스 분석기를 이용하였다. 칩콘덴서를 사용하여 패키지내의 도선에 의한 인덕턴스 성분과의 임피던스 정합을 시도하였으나 저주파수 대역에서 공진으로 인한 경사가 발견되었다. 표면실장 형으로 소자를 구성하여 사용함으로써 공진주파수를 이동시켜 원하는 주파수 대역에서 공진 경사를 제거할 수 있었다.
In this paper, an ultrasonic level limit sensor with a new structure utilizing the acoustic impedance matching is proposed to be able to check it out a change of water-level. 2 PZT resonators with the same property are bonded directly on the polyethylene plate. One is for transmitter as an ultrasonic transducer, the other one is for receiver. In this case, a polyethylene plate will operate as an acoustic guider to transmit a transverse wave between 2 PZT resonators in air. While in the water, a polyethylene plate having a similar acoustic impedance with the water will be emitted an acoustic energy into the water as a longitudinal wave. According to this mechanism, there was a wide difference of acoustic signal output between underwater and in air. As a summary, it is believed that this proposed level limit sensor could be used as a new one with strong toughness from the external electrical and mechanical noise.
부성 저항을 갖는 다이오드를 사용한 마이크로파 발진기에서 최대의 출력을 내기 위한 임피이던스 정합조건이 공진기의 load 임피이던스가 다이오드 입피이던스의 1/2이라는 결과가 이론적으로 추출된다. 이 사실을 실험적으로 규명하기 위하여 임페트 다이오드의 임피이던스를 실험적으로 조사하고 마이크로와 공진기를 설계 제작하여 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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