The MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) self oscillating double conversion mixer was designed and fabricated for the V-band transmitter applications. The MMIC self oscillating double conversion mixer which dose not need external local oscillator was designed using GaAs PHEMT technology. The first self oscillating mixer use PHEMT technology. The first self oscillating mixer use PHEMT for $f_{LO}$ signal generation and $f_{IF}$ signal is applied at gate port and $f_{RF1}$ signal is generated at a drain port of first stage. The second gate mixer use PHEMT for $f_{LO}$ signal and $f_{RF1}$ signal is applied at gate port and $f_{RF2}$ signal is output at a drain port of second stage.
본 논문에서는 소자 결합 구조를 통해 발진전력이 합쳐지는 회로를 이용한 저전압, 고효율 Q-band MIMIC 발진기를 제안한다. 0.1 ㎛ GaAs PHEMTS와 CPW 전송라인을 사용하여 제안된 구조의 발진기를 성공적으로 집적화하였다. 제작된 발진기는 34.56 ㎓ 주파수에서 2.6 ㏈m의 출력 전력일때 19 %의 높은 효율특성을 가졌다. 이때 회로에 인가된 전압은 2.2 V로 현재까지 Q-band에서 발표된 발진기보다 낮은 구동전압 특성을 얻었다. 또한 최대 출력 전력은 34.56 ㎓ 주파수에서 6.7 ㏈m을 얻었다.
본 논문에서는 낮은 변환손실 특성의 94 GHz MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) resistive 믹서를 설계 및 제작하였다. MIMIC resistive 믹서는 $0.1{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT (High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 설계 및 제작되었다. 제작된 MHEMT는 드레인 전류 밀도 665 mA/mm, 최대 전달컨덕턴스(Gm)는 691 mS/mm를 얻었으며, RF 특성으로 fT는 189 GHz, fmax는 334 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 94 GHz MIMIC 믹서의 개발을 위해 MHEMT의 비선형 모델과 CPW 라이브러리를 구축하였으며, 이를 이용하여 MIMIC 믹서를 설계하였다. 설계된 믹서는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 94 GHz MIMIC resistive 믹서의 측정결과 변환손실 특성은 94 GHz에서 8.2 dB의 양호한 특성을 나타내었으며, 입력 P1 dB는 9 dBm, 출력 P1 dB는 0 dBm의 결과를 얻었다. Resistive 믹서의 LO-IF 격리도는 94.03 GHz에서 15.6 dB의 측정 결과를 얻었다. 본 논문에서 설계 및 제작된 94 GHz MIMIC resistive 믹서는 기존의 W-band 대역 resistive 믹서와 비교하여 낮은 변환손실 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 낮은 LO 입력으로 저 변환손실 특성을 갖는 MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) V-band up-mixer를 설계 및 제작하였다. Up-mixer는 0.1 ㎛ GaAs PHEMT와 coplanar waveguide (CPW) 전송라인을 사용하여 제작되었다. Up-mixer는 60.4 GHz의 RF 주파수, 2.4 GHz의 IF 주파수와 58 GHz의 LO 주파수에서 동작되도록 설계되었다. Up-mixer는 표준 MIMIC공정을 사용하여 제작되었으며 칩 크기는 2.3 mmxl.6 mm이다. 제작된 up-mixer의 측정결과 입력신호가 -10.25 dBm 이고 LO의 입력 전력이 5.4 dBm 일 때 1.25 dB의 양호한 변환손실 특성을 얻었다. 58 GHz에서 LO 와 RF의 격리특성은 -13.2 dB를 나타내었다. 제작된 V-band up-mixer는 기존에 발표된 밀리미터파 up-mixer에 비하여 낮은 LO 입력 전력과 양호한 변환손실 특성을 나타내었다.
We report a pull-up type RF MEMS switch using double electrode without elastic deformation of the cantilever involved in the actuation. At a voltage of 4.5 V, reliable actuations are achieved such that the movable lower contact pad is pulled up by the electrostatic force to make contact with the upper pad. At a frequency of 50 GHz, an insertion loss of 0.7 dB and an isolation of 50.7 dB are obtained from the switch. The measured transient times for switch-on and switch-off are 120 and 80 us, respectively.
밀리미터파는 안개 또는 연기등에 의한 시계불량 환경에서의 고해상도 거리 및 영상정보 획득에 사용될수 있으며 광대역 통신에서도 활용되고 있다. 그러나 밀리미터파 시스템의 성능평가를 위해서는 밀리미터파 전파에 관한 이론 및 실험적인 고찰을 필요로 한다. 밀리미터파의 강도변화 및 MCF는 대기현상이 밀리미터파 전파에 미치는 영향을 표시한다. 본 논문에서는 QOM 기법을 이용하여 기상자료에 의하여 얻어질수 있는 MCF로부터 안테나 초점평면에서의 강도분포를 효율적으로 구할수 있는 실질적인 방법을 제안하였다.
결론적으로 밀리미터파를 청국장 발효시 60 GHz와 70 GHz로 조사하였을 때, 청국장 총균수에는 대조구와 차이가 나타나지 않았지만, 청국장 점질물의 함량과 pH는 대조구에 비하여 낮게 나타났다. 밀리미터파는 청국장의 색도에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 청국장에 존재하는 가수분해효소들에 영향을 주어 생성되는 주파수에 따라 가수분해 산물에 차이가 나타남을 확인하였다. 특히 70 GHz에서는 청국장 발효에 중요한 단백질 분해효소의 활성이 크게 증가였으며, 이를 통하여 70 GHz 밀리미터파 조사 청국장은 아미노태 질소 함량와 총 아미노산 함량이 증가하였다. 청국장 발효 중 70 GHz의 밀리미터파 조사하면 기존과 다른 청국장의 풍미를 기대할 수 있다.밀리미터파는 청국장 발효시 균의 생장에는 영향을 미치진 않으나, 최종 청국장의 품질특성에는 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이는 밀리미터파가 발효식품에 새로운 품질을 부여 할 수 있는 신기술이라 할 수 있다.
밀리미터파는 고해상도의 거리 및 영상정보를 얻기 위하여 매우 유용하게 쓰여 질 수 있다. 또한 고속 멀티미디어 서비스의 필요성이 갈수록 커지고 상대적으로 낮은 주파수 대역의 주파수 자원이 부족하기 때문에 밀리미터파를 이용한 광대역 통신시스템에서의 실용화를 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 밀리미터파 시스템의 성능을 제대로 평가하기 위해서는 우선 대기 중에서의 밀리미터파의 전파특성에 대한 분석이 선행되어져야 한다. 전계에 의한 강도 변화정도와 MCF(Mutual coherence function)는 밀리미터파 전파에 있어서의 대기에 의한 영향을 표시하게 된다. 본 논문에서는 밀리미터파 전파특성을 분석하기 위하여 QOM(Quasi-optical method) 방법을 적용하여 안테나 초점평면에서의 전계에 의한 강도 분포로부터 MCF를 얻을 수 있는 기법을 고찰하였다. 아울러 효과적인 측정 및 분석을 위하여 전계에 의한 강도 대신 안테나 초점평면에서의 플럭스(flux)측정을 통하여 MCF를 구할 수 있는 방법을 제안하였다.
본 논문에서는 밀리미터파 복사계(Millimeter-wave radiometer)를 제작하고 이것를 이용하여 특정 물체의 밀리미터파 방사 에너지를 측정하기 위한 온도보정에 관한 연구를 수행 하였다. 물체에서 방사되는 열잡음 신호를 수신하여 증폭하고 검파회로를 거쳐 DC전압으로 출력하는 35GHz 대역의 근거리 디케형(Dicke type) 복사계를 제작하고, 복사계의 온도 보정과 그 특성을 소개한다. 온도범위 $299K{\sim}309K$ 에서는 온도 증가에 따른 밀리미터파 복사계의 출력전압이 매우 선형적인 결과를 얻었으며, 이 범위의 온도에서 미지의 흑체 복사에너지의 상대적인 양을 밀리미터파 복사계를 이용하여 측정이 가능하다. 또한 액체질소를 이용해 측정 온도 범위를 확대하여 실험한 결과 상온부근에서의 온도에 대한 출력전압의 선형성 보다는 오차의 범위가 커지는 경향을 보였다. 실험한 온도 범위 $214K{\sim}309K$에서 온도와 출력전압과의 관계, V= 0.03259K - 9.71289 을 얻었다.
In this study, we fabricated the DAMLs using surface micromachining technology as well a low loss coupler for the millimeter-wave band applications using these DAMLs. The structure of DAML is that a signal line is supported on ground plane by dielectric posts. Therefore it has advantages about the loss characteristic and the stable structure. The other advantage of the DAML process is a simple and convenient technique using 4 mask steps, even if it has a micromachining technology. The lowest loss of the fabricated DAML was obtained 2.2 dB/cm at 110 GHz. To obtain the low loss characteristic, couplers were designed and fabricated by using DAMLs. The fabricated ring hybrid coupler has the coupling of 3.58 dB and the thru of 3.31 dB at 60 GHz. We can also obtain the coupling of 3.42 dB, the thru of 3.82 dB from fabricated branch line coupler at 60 GHz.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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