• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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• pp.653-656
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• 2002

In this paper, we present the simulation results of multi-layer VCO(voltage controlled oscillator), which is composed of resonator, oscillator, and buffer circuit, using EM simulator and nonlinear RF circuit simulator. EM simulator is used for obtaining the EM(Electromagnetic) characteristics of conductor pattern as well as designing the multi-layer VCO. Obtained EM characteristics were used as real components in nonlinear RF circuit simulation. Finally the overall VCO was simulated by the nonlinear RF circuit simulator. The material for the circuit pattern was Ag and the dielectric was DuPont 951AT, which will be applied for LTCC process. The structure of multi-layer VCO is constructed with 4 conducting layer. Simulated results showed that the output level was about 4.5 [dBm], the phase noise was -104 [dBc/Hz] at 30 [kHz] offset frequency, the harmonics -8 dBc, and the control voltage sensitivity of 30 [MHz/V] with a DC current consumption of 9.5 [mA]. The size of VCO is $6{\times}9{\times}2$ mm(0.11[cc]).

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권3호
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• pp.198-206
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• 2013

This paper presents a wide band, fine-resolution digitally controlled oscillator (DCO) with an on-chip 3-D solenoid inductor using the 0.13 ${\mu}m$ digital CMOS process. The on-chip solenoid inductor is vertically constructed by using Metal and Via layers with a horizontal scalability. Compared to a spiral inductor, it has the advantage of occupying a small area and this is due to its 3-D structure. To control the frequency of the DCO, active capacitor and active inductor are tuned digitally. To cover the wide tuning range, a three-step coarse tuning scheme is used. In addition, the DCO gain needs to be calibrated digitally to compensate for gain variations. The DCO with solenoid inductor is fabricated in 0.13 ${\mu}m$ process and the die area of the solenoid inductor is 0.013 $mm^2$. The DCO tuning range is about 54 % at 4.1 GHz, and the power consumption is 6.6 mW from a 1.2 V supply voltage. An effective frequency resolution is 0.14 kHz. The measured phase noise of the DCO output at 5.195 GHz is -110.61 dBc/Hz at 1 MHz offset.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권7A호
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• pp.935-942
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• 2000

본 논문에서는 1.6GHz PCS 대역 초소형 전압제어발진기의 설계개발하였다. 다층 PCB 구조를 갖는 Colpitts 형의 LC 동조형 발진기를 설계하교 회로 시뮬레이터를 이용하여 회로특성을 최적화하였다. 최적화된 설계 데이터를 이용하여 6$\times$6$\times$1.8 ㎣(0.065cc) 크기의 소형 VCO를 제작한 후 시험하였다. 개발된 VCO는 52.3MHz 튜닝범위에서 -1.67dBm $\pm$0.5dBm 의 일정한 출력레벨을 갖었으며 10kHz offset 주파수에서 -99.33dBc/Hz 의 우수한 위상잡음 특성을 나타내었다.

• ETRI Journal
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• 제33권2호
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• pp.201-209
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• 2011

This paper presents a wide-band fine-resolution digitally controlled oscillator (DCO) with an active inductor using an automatic three-step coarse and gain tuning loop. To control the frequency of the DCO, the transconductance of the active inductor is tuned digitally. To cover the wide tuning range, a three-step coarse tuning scheme is used. In addition, the DCO gain needs to be calibrated digitally to compensate for gain variations. The DCO tuning range is 58% at 2.4 GHz, and the power consumption is 6.6 mW from a 1.2 V supply voltage. An effective frequency resolution is 0.14 kHz. The phase noise of the DCO output at 2.4 GHz is -120.67 dBc/Hz at 1 MHz offset.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.345-350
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• 2005

본 논문에서는 저가형 구조에 이용 가능한 X-band 대역의 push-push형 VCO를 제안하였다. 제작된 push-push형 발진기는 부가적인 바렉터 다이오드를 사용하지 않고, 컬렉터 바이어스를 가변하여 X-band에서 넓은 주파수 가변을 얻었다. 측정 결과 컬렉터 바이어스 전압을 $4\~9V$ 가변하였을 때 $10.9\cal{GHz}\~11.8\cal{GHz}$의 $900\cal{MHz}$의 주파수 가변, $-30\;\cal{dBc}$ 이하의 우수한 $f_0$ 억압 특성, $-115\;\cal{dBc/Hz}\;@\;1\;\cal{MHz}$의 위상 잡음 특성을 가졌다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.1035-1039
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• 2012

본 논문에서는 GaAs 기반의 건 다이오드(Gunn diode)와 버렉터 다이오드(varactor diode)를 사용하여 중심 주파수가 94 GHz인 도파관(waveguide) 전압조정발진기(VCO, voltage controlled oscillator)를 구현하였다. 94 GHz 신호는 동공(cavity)을 47 GHz에서 발진하도록 설계하여 2체배된 신호를 사용하였으며, 다이오드의 바이어스(bias) 포스트(post)가 저역통과필터(LPF, low pass filter) 및 공진기(resonator) 기능을 동시에 수행하도록 설계하였다. 제작된 도파관 전압조정발진기는 760 MHz의 대역폭과 12.61~15.26 dBm의 출력전력 특성을 나타내었다. 위상잡음은 -101.13dBc/Hz(at 1MHz offset)의 우수한 특성을 얻었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1958-1960
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• 2003

Here we describe a unique self-oscillating mixer (SOM) design using a modified defected ground structure (DGS) for down-converter. Proposed SOM is consisted of self-oscillator, which can produce negative resistance and select resonance frequency, and input/output matching filter. As the advantage of this SOM can be reused by module that mix signals with transistor that is used to oscillator, it is simply and low-costly designed Also, there is easy advantage to be applied in RFIC/ MMIC technology because it offers excellent high Q value in spite of using micro-strip structure. Designed self-oscillating frequency is 1.04GHz and RF frequency established is 0.8GHz. It was achieved 20dB conversion loss and phase noise of -95dBc/Hz at 100KHz offset frequency over intermediate frequency (IF). The equivalent circuit parameters for DGS are extracted by using a three dimensional EM simulator and simple circuit analysis method.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1325-1332
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• 2009

본 논문에서는 인체의 호흡 및 심박수 측정을 위해 2.4 GHz에서 동작하는 바이오 레이더 시스템의 소형화 및 성능 개선 방안으로서 하나의 원형 편파 안테나와 PLL 회로를 갖는 시스템을 설계하고 그 측정 결과를 제시 하였다. 제작된 바이오 레이더는 $90^{\circ}$ 하이브리드를 이용하여 원형 편파 특성과 송수신 격리 특성을 갖는 마이크 로스트립 안테나, 저잡음 증폭기, 전력 증폭기, 위상 고정 루프를 갖는 전압 제어 발진기, 직교 복조기 및 아날로그 회로로 구성된다. 특히, 단일 원형 편파 안테나를 소형화하기 위하여 annular-ring 형태의 마이크로스트립 안 테나를 송수신 회로와 적층함으로써, $40\times40mm^2$의 크기로 소형화할 수 있었다. 또한, 누설 송신 신호에 인한 수신부의 위상 잡음의 영향을 최소화하기 위하여 PLL 회로를 채용함으로써, 개선된 신호대 잡음비 성능을 갖도록 하였다. 설계된 바이오 레이더 시스템은 특별한 신호 처리 없이 50 cm 떨어진 사람의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.638-647
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• 2006

최근에 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 저감하기 위하여 DFT-Spread OFDM(Discrete Fourier Transform-Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 이 많이 연구되고 있다. 그러나 DFT-Spread OFDM 시스템에서는 발진기에서 발생하는 위상 잡음에 의한 DFT 확산 코드의 위상 오프셋 불일치로 인하여 기존 OFDM 시스템에 비하여 상대적으로 더 많은 간섭 즉 ICI(Inter-sub-Carrier-Interference)와 SCI(Self-Channel- Interference) 성분이 발생하여 성능이 나빠진다. 본 논문에서는 먼저 DFT-Spread OFDM 시스템의 위상 잡음에 의한 통신 성능의 영향을 분석한다. 그리고 위상 잡음 보상을 위한 기존의 ICI 제거 기법 (ICI self-cancellation method)을 검토하고, 2 가지 새로운 ICI 제거 기법을 제안한다. 또한, PAPR을 저감하고 동시에 위상 잡음에 의해 간섭을 제거하기 위하여, 기존 방법과 새로이 제안한 ICI 제거 기법을 사용하는 새로운 시스템을 구성하고 그 성능을 비교 분석한다. 분석 결과, DFT-Spread OFDM 시스템에 ICI 제거 기법을 적용한 새로운 시스템은 낮은 PAPR 특성을 유지하면서 위상 잡음에 의한 성능 악화를 최소화할 수 있다. 그 중에서 data-conjugate 기법과 새로 제안한 symmetric data-conjugate 기법을 적용한 DFT-Spread OFDM 시스템이 제일 우수하여 DFT-Spread OFDM 보다 크게 성능이 개선되며, data-conjugate 기법을 적용한 DFT-Spread OFDM이 좀 더 우수하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.691-699
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• 2012

본 논문에서는 유전체 공진기와 마이크로스트립 라인 간의 결합 구조를 개선시켜 저위상 잡음을 갖는 전압제어 유전체 공진기 발진기(Vt-DRO: Voltage-tuned Dielectric Resonator Oscillator)를 설계, 제작하였다. 설계된 발진기는 유전체 공진기, 위상천이기, 증폭기로 구성된다. 발진기의 위상 잡음은 공진기의 군지연과 밀접하게 관계되며, 이러한 관계를 수식적으로 도출하고, 이를 예측하는 방법을 제안하였다. 유전체 공진기와 마이크로스트립 라인간의 결합 구조를 조정하여 약 53 nsec의 높은 군지연을 갖도록 설계하였다. 각 부의 측정은 측정의 편의성을 위해 웨이퍼 프로브를 이용하였으며, 이를 위하여 각 부의 입출력 포트를 CPW(Coplanar Waveguide)로 설계하였다. 각 부를 연결하여 측정한 S-파라미터는 개루프 발진 조건을 만족하였다. 설계된 개루프의 입출력을 연결하고 폐루프로 구성하여 전압 제어 유전체 공진기 발진기를 구현하였다. 측정 결과, 5.3 GHz의 발진 주파수에서 위상 잡음은 수식으로부터 도출한 값과 근사한, 100 kHz offset 주파수에서 -132.7 dBc/Hz를 얻었다. 이때 출력 전력은 약 4.5 dBm, 전기적 주파수 조정 범위는 0~10 V의 조정 전압에서 약 5 MHz를 보였다. PFTN-FOM(Power Frequency Tuning Normalized Figure of Merit)은 약 -31 dB를 보였다.