• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5214-5218
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• 2011

본 논문에서는 이동 통신용 기지국 안테나로 사용할 수 있는 직렬 급전된 두 개의 다이폴 배열(STDA) 안테나의 대역폭 향상에 관해 연구하였다. 제안된 STDA 안테나는 두 개의 서로 다른 길이의 스트립 다이폴 안테나가 코플래너스트립라인 급전선으로 바로 연결되어 있다. 두 다이폴 사이의 간격과 두 번째 다이폴의 길이를 조정함으로써 대역폭을 증가시킬 수 있다. 또한, 급전부를 최소화하기 위해 단락이 종단된 마이크로스트립라인과 슬롯라인으로 구성된 내장 밸런을 사용하였으며, 급전위치를 조정하여 광대역 임피던스 정합을 얻을 수 있었다. 제안된 구조로 현재 운용되는 이동 통신 주파수를 모두 포함하는 1.75-2.7 GHz 대역에서 이득이 5dBi 이상인 안테나를 설계하고 FR4 기판(비유전율 4.4, 두께 0.8 mm)상에 제작하여 특성을 실험하였다. 제작된 안테나는 VSWR<2 기준으로 임피던스 대역폭이 49%(1.7-2.8 GHz)이고 5.5 dBi 이상의 이득을 가지며, 12 dB 이상의 전후방비를 가진다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.341-348
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• 2019

본 논문에서는 WLAN(Wireeless Local Area Network)과 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access) 표준화 주파수 대역에 적합하도록 모노폴 형태의 삼중대역 안테나를 설계 제작하였다. 마이크로스트립 급전방법을 채택하고 사각 링과 사각 패치의 결합 구조로 설계하였으며 임피던스 특성을 향상시키기 위해 사각 링 패치 상단에 두 개의 스터브 추가하여 향상된 삼중대역 특성을 얻었다. 제안된 안테나는 $29.0mm(W){\times}44.0mm(L){\times}1.0mm(t)$의 유전체 기판 위에 $18.0mm(2W_1+W_2){\times}33.0mm(L_7+L_8+L_9)$의 크기로 설계되었다. 제작 및 측정 결과로부터 2.4/2.5 GHz에서는 660MHz (2.08~2.74GHz), 3.5GHz 대역에서는 488.0MHz (3.40 ~ 3.88GHz), 그리고 5.0GHz 대역에서는 2,180MHz (4.61 ~ 6.79GHz)의 대역폭을 얻었다. 또한 무반사실의 측정결과로부터 제작된 안테나의 이득과 방사패턴 특성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1240-1247
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• 2019

본 논문에서는 마이크로스트립 급전 구조와 네 개의 분기 선로 그리고 접지면에 슬릿을 갖도록 설계하여 WLAN과 WiMAX 시스템에 적용 가능한 4중 대역 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 18.0 mm(W) × 50.0 mm(L) × 1.0 mm(h)의 유전체 기판 위에 16.0 mm(W1) × 48.0 mm (L8)의 크기로 설계하였으며 18.0 mm(W) × 18.7 mm(L6) 접지면에 2.9 mm(W7) × 4.0mm(L7)의 슬릿을 삽입하여 설계하였다. 제작 및 측정결과로부터 -10dB 기준으로 900 MHz에서는 60.8 MHz (873.0~933.8 MHz), 2.4 GHz 대역에서는 310 MHz (2.33~2.64 GHz), 3.4 GHz 대역에서는 420 MHz (3.39~3.81 GHz) 그리고 5.0 GHz 대역에서는 2,070 MHz (4.62~6.69 GHz) 대역폭을 얻었다. 또한 무반사실의 측정결과로부터 4중대역에서 이득과 방사패턴 특성을 나타내었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.536-542
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• 2021

본 논문에서는 WLAN(WiFi) 이중대역(2.4 ~ 2.484 / 5.15 ~ 5.825 GHz) 및 3.5 GHz 5G 대역(3.42~3.7 GHz) 을 위한 마이크로스트립 급전 구조를 가지는 굽은 가지 스트립을 가진 삼중대역 인쇄형 모노폴 안테나를 제안하였다. 3중 대역 안테나 구조로 수직으로 세워진 전형적인 λ/4 모노폴 스트립을 기반으로 하여 다중공진을 발생시키기 위한 굽은 스트립(strip)을 나무 가지(branch) 형태로 붙인 안테나 구조를 새롭게 제안하였다. 유전상수 4.3, 유전체 두께 1.6mm 의 FR4 기판에 28×40 mm²의 크기를 가진다. 측정 결과 2.4 GHz 대역에서 430 MHz (2.22~2.65 GHz), 3.5 GHz 5G 대역에서 450 MHz (3.38~3.83 GHz), 5 GHz 대역에서 2390 MHz (4.95~7.34 GHz)의 임피던스 대역폭을 나타냈다. 또한, 모든 대역에서 안정되고 무지향성 경향의 방사패턴을 얻을 수 있었으며, 각각 1.537 dBi, 1.878 dBi, 2.337 dBi의 이득을 가진다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권12호
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• pp.6-13
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• 2009

X-대역의 위상 배열 시스템에 응용 가능한 전력 증폭기, 6-bit 위상 변위기, 6-bit 디지털 감쇠기 및 SPDT 송수신 스위치를 각각 설계 및 측정하였다. 모든 회로는 CMOS 0.18 um 공정을 사용하여 구현되었다. 전력 증폭기는 2-단 차동 및 cascode 구조를 가지며, 20 dBm 의 P1dB, 19%의 PAE 의 성능을 8-11 GHz 주파수 대역에서 보였다. 6-bit 위상 변위기는 Embedded switched filter 구조를 가지며, 스위치용 nMOS 트랜지스터 및 마이크로스트립 선로로 인덕턴스를 구현하였다. $360^{\circ}$ 위상 제어가 가능하며 위상 해상도는 $5.6^{\circ}$ 이다. 8-11 GHz 주파수 대역에서 RMS phase 및 amplitude 오차는 $5^{\circ}$ 및 0.8 dB 이하이며, 삽입손실은 약 $-15.7\;{\pm}\;1,1\;dB$ 이다. 6-bit 디지털 감쇠기는 저항 네트워크와 스위치가 결합된 Embedded switched Pi-및 T-구조이며, 위상 배열 시스템에서 요구하는 낮은 통과 위상 변동 특성을 가지는 구조가 적용되었다. 최대 감쇠는 31.5 dB 이며 진폭 해상도는 0.5 dB 이다. 8-11 GHz 주파수 대역에서 RMS amplitude 및 phase 오차는 0.4 dB 및 $2^{\circ}$ 이하이며, 삽입손실은 약 $-10.5\;{\pm}\;0.8\;dB$ 이다. SPDT 송수신 스위치는 series 및 shunt nMOS 트랜지스터의 쌍으로 구성되었으며 회로의 면적을 최소화하기 위해 1개의 수동 인덕터만으로 SPDT 기능을 구현하였다. 삽입손실은 약 -1.5 dB, 반사손실은 -15 dB 이하이며, 송수신 격리 특성은 -30 dB 이하이다. 각각의 칩 면적은 $1.28\;mm^2$, $1.9mm^2$, $0.34\;mm^2$, $0.02mm^2$ 이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.862-877
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• 2008

두 종류의 넓은 대역폭을 갖는 ring hybrids(하나는 coupled line이 포함되어 있고, 다른 하나는 left-handed transmission line을 포함한 ring hybrids)가 비교되었으며, 비교 결과로부터 coupled line을 포함한 ring hybrid가 모든 면에서 우수한 특성을 가짐을 보여줬다. 그러나, coupled line을 포함한 ring hybrid는 -3 dB coupling power를 가질 경우에 한해서만이 perfect matching이 이루어지기 때문에, perfect matching을 갖는 coupled line ring hybrid는 2차원으로 구현하기는 거의 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위해서 coupled line을 해석했고, 그 해석 결과로부터 coupling coefficient에 관계없이 어느 경우에도 perfect matching을 이룰 수 있는 설계 식을 유도했다. 이 설계식을 이용하여, transmission line의 길이가 ${\pi}$보다 큰 경우에도 적용될 수 있는 크기를 줄이기 위한 새로운 형태의 transmission line 등가회로를 제시했다. 이 새로운 형태의 transmission line의 등가회로를 이용하면 기존의 ring hybrid의 $3\;{\lambda}/4$의 transmission line을 줄이는 데 사용할 수 있기 때문에 ring hybrid의 크기를 더욱 줄이는데 장점이 될 수 있다. 이 등가회로를 증명하기 위해서, coupling power를 고정하고 또는 transmission line의 길이를 고정하는 2가지 형태의 simulation을 하였으며, 대역폭은 coupled line의 coupling power에 직접적인 상관 관계가 있음을 보였다. 기존의 등가회로와 새로운 형태의 등가회로를 이용하여, 작고 넓은 대역폭을 가지는 ring hybrid를 제시하였다. 새로 제시된 ring hybrid를 이용하여, 기존의 ring hybrid와 비교하였다. 비교 결과로부터, 본 논문에서 제시한 ring hybrid의 전체 ring 둘레가 1/3보다 더 작음에도 불구하고, 대역폭이 훨씬 넓음을 보여줬다. 작고 넓은 대역폭을 가지는 ring hybrid를 측정했으며, 측정 결과는 -2.78 dB, -3.34 dB, -2.8 dB, -3.2 dB의 power division 특성을 보여줬으며, matching과 isolation은 20 % 이상의 대역폭에서 -20 dB보다 좋은 특성을 보여줬다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.81-88
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• 2021

본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판을 적용하여 24 GHz 대역 회로에서 활용될 수 있는 수동소자 라이브러리를 구현하였다. 회로에서 사용 목적에 따라 큰 용량 값의 수동소자가 필요하며, 기본 구조인 전극 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있지만, SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 24 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 활용이 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 해결하기 위해, DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 제안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 1~2 GHz 미만의 낮은 주파수 사용에 적합하다. 24 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조를 제안하였고, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub 고유의 임피던스 값을 가진다. 여기서 임피던스 계산식을 통해 수동소자 용량 값을 얻을 수 있다. 본 논문에서 고안한 수동소자는 유전율 7.5인 LTCC 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 2.35~30.44 pF, 0.75~5.45 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.44~2.89 pF, 0.71~1.56 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구현할 수 있으며, 사용 주파수 24 GHz 대역의 레이더 모듈에서 다층 기판동작 회로와 집적화할 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.67-75
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• 2020

본 논문에서는 LCP(Liquid Crystal Polymer) 기판을 적용하여 35 GHz 대역 회로에서 사용될 수 있는 커패시터 및 인덕터를 다양한 용량으로 구현하였다. 회로에 적용하는 데에 따라 높은 용량을 갖는 수동소자가 필요하고, 이는 기본 구조인 전극형 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있으나, 이 구조는 SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 35 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 사용 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 발견하여, 본 논문에서는 DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 고안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 낮은 주파수 사용에 적합하며, 35 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조로 설계하였으며, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub의 임피던스로부터 계산식을 통해 용량 값을 추출할 수 있다. 유전율 2.9인 LCP 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 1.12 ~ 13.9 pF, 0.96 ~ 4.69 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.07 ~ 2.88 pF, 0.34 ~ 1.27 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구축할 수 있으며, 이들은 사용 주파수 35 GHz 대역의 TRM(Transmit-Receive Module)에서 동작 회로와 집적화가 가능하고, 회로에 적절히 활용될 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.