• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권12호
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• pp.75-82
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• 2010

본 논문은 다중대역 송수신기 CMOS RFIC 단일 칩을 위한 광대역 델타시그마 분수분주형 주파수합성기에 관한 것이다. 광대역 VCO의 LC Tank에 6-bit Switched Capacitor Array Bank를 작용하여 2340~3940 MHz의 출력주파수 범위를 가지도록 하였으며, 위상동기 전 Capacitor Bank Code를 선택하기위한 VCO Frequency Calibration 회로는 전체 주파수대역에서 $2{\mu}s$이하로 보정을 마치는 뛰어난 성능을 보여준다. 광대역 VCO로부터 T-DMB/DAB/FM Radio의 LO 신호를 생성하기 위해 선택 가능한 다중분주비 ${\div}2$, ${\div}16$, ${\div}32$를 가지는 LO 신호 발생기는 L-Band (1173 ~ 1973 MHz), VHF-III (147 ~ 246 MHz), VFH-II (74~123 MHz)에서 I/Q신호를 생성한다. Integrated Phase Noise는 전체 대역에서 0.8 degree RMS 이하로 측정되어 매우 낮은 위상잡음을 보여주었다. 또한, VCO Frequency Calibration 시간을 포함하는 주파수합성기의 전체 동기시간은 $50{\mu}s$ 이하로 측정되었다. 이 광대역 델타시그마 분수분주형 주파수합성기는 $0.13{\mu}m$ CMOS공정으로 제작되었으며, 1.2 V 전원전압에서 15.8 mA의 전류를 소모한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.376-383
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• 2008

일반적으로 고속의 디지털부와 아날로그부의 귀환 전류 평면(Return Current Plane: RCP)은 분할된다. 이것은 PCBs(Printed Circuit Boards)에서 각 서브 시스템 사이의 노이즈가 서로 간섭을 일으키지 않도록 하기 위해서 이루어지지만, 각 서브 시스템 사이에 연결된 신호선이 존재하는 경우 이러한 분할은 원치 않는 효과를 발생시킨다. EMI(Electromagnetic Interference) 측면에서 전자파의 복사 방출을 증가시키는 주된 요인이 된다. 이러한 전자파 복사 방출 노이즈를 저감시키기 위한 해결 방법으로 component bridge(저항 브릿지, 커패시터 브릿지, 페라이트 비드 브릿지 등: CB)가 사용되고 있지만, 아직 정확한 CB의 사용 지침이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 EMI측면에서 다중-CB사용 방법에 대한 설계 원리를 측정을 통해 전자파 복사 방출을 분석하고, 노이즈 저감 방법에 대한 설계 방법을 제시하고자 한다. 일반적으로 다중-CB 사이의 간격은 ${\lambda}/20$으로 페라이트 비드(ferrite bead)를 사용하도록 권장하고 있다. 본 논문은 CB의 다중 연결시 페라이트 비드와 칩 저항에 대한 설계방법을 측정과 시뮬레이션을 통하여 증명하였고, 다중 연결된 칩 저항이 EMI 측면에서 분할된 RCP의 노이즈 저감에 더욱 더 효과적인 설계 방법임을 증명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.366-375
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• 2008

일반적으로 고속의 디지털부와 아날로그부의 귀환 전류 평면(Return Current Plane: RCP)은 분할된다. 이것은 PCBs(Printed Circuit Boards)에서 각 서브 시스템 사이의 노이즈가 서로 간섭을 일으키지 않도록 하기 위해 이루어지지만, 각 서브 시스템 사이에 연결된 신호선이 존재하는 경우, 이러한 분할은 원치 않는 효과를 발생시킨다. RCP의 분할은 회로적인 측면에서 신호 무결성(Signal Integrity)에 악영향을 미치고, EMI(Electromagnetic Interference) 측면에서 전자파의 복사 방출을 증가시키는 주된 요인이 된다. 이러한 신호 무결성을 유지하기 위한 방법으로 component bridge(저항 브릿지, 커패시터 브릿지, 페라이트 브릿지 등: CB)가 사용되고 있지만 아직 정확한 CB의 사용 지침이 부족한 실정이다. 본 논문에서는 신호 무결성 측면에서 다중-CB 사용 방법에 대한 설계 원리를 측정과 시뮬레이션을 통해 분석하고 노이즈 저감 방법에 대한 설계 방법을 제시하고자 한다. 일반적으로 CB, 사이의 간격은 ${\lambda}/20$로 페라이트 비드(ferrite bead)를 사용하도록 권장하고 있다. 본 논문은 CB의 다중 연결시 페라이트 비드와 칩 저항에 대한 설계 방법을 측정과 시뮬레이션을 통하여 증명하였고, 다중 연결된 칩 저항$(0{\Omega})$이 신호 무결성 측면에서 더욱 더 효과적인 설계 방법임을 증명하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권1호
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• pp.8-18
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• 2000

본 논문은 RF 호로 모듈을 구현하기 위한 방법으로서 BGA(Ball Grid Array) 패키지 구조를 제시하고 그 전기적 변수를 추출하였다. RF 소자의 동작 주파수가 높아지면서 RF 회로를 구성하는 패키지의 전지적 기생 성분들은 무시할 수 없을 정도로 동작회로에 영향을 끼친다. 또한 소형화 이동성을 요구하는 무선 통신 시스템은 그 전기적 특성을 만족시킬 수 있도록 새로운 RF 회로 모듈 구조를 요구한다. RF 회로 모듈 BGA 패키지 구조는 회로 동작의 고속화, 소형화, 짧은 회로 배선 길이, 아날로그와 디지탈 혼성 회로에서 흔히 발생하는 전기적 기생 성분에 의한 잡음 개선등 기존의 구조에 비해 많은 장점을 제공한다. 부품 실장 공정 과정에서도 BGA 패키지 구조는 드릴링을 이용한 구멍 관통 홀 제작이 아닌 순수한 표면 실장 공정만으로 제작될 수 있는 장점을 제시한다. 본 실험은 224MHz에서 동작하는 ITS(Intelligent Transportation System) RF 모튤을 BGA 패키지 구조로 설계 제작하였으며, HP5475A TDR(Time Domain Reflectometry) 장비를 이용하여 3${\times}$3 입${\cdot}$출력단자 구조을 갖는 RF 모튤 BGA 패키지의 전기적 파라메타의 기생성분을 측정하였다. 그 결과 BGA 공납의 자체 캐패시턴스는 68.6fF, 자체 인덕턴스는 1.53nH로써 QFP 패키지 구조의 자체 캐패시턴스 200fF와 자체 인덕턴스 3.24nH와 비교할 때 각각 34%, 47%의 값에 지나지 않음을 볼 수 있었다. HP4396B Network Analyzer의 S11 파라메타 측정에서도 1.55GHz 근방에서 0.26dB의 손실을 보여주어 계산치와 일치함을 보여 주었다. BGA 패키지를 위한 배선 길이도 0.78mm로 짧아져서 RF 회로 모튤을 소형화시킬 수 있었으며, 이는 RF 회로 모듈 구성에서 BGA 패키지 구조를 사용하면 전기적 특성을 개선시킬 수 있음을 보여준 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.730-736
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• 2014

선박 운항에 필요한 전기 전자 장비에 대한 시험 규격은 IEC-60533 규격을 적용하고 있으나 선교구역, 일반전원 분배구역에 대한 규제치만 제시하고 있으며 특별전원 분배구역에 대한 별도의 규제치가 정립되어 있지 않다. 이로 인하여 특별전원 분배구역에 설치되는 각종 장비 대하여 과도한 사양을 요구하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 실선에서 특별전원 분배구역에서의 전원 잡음을 측정하였고 일반전원 분배구역의 규격과 실선에서 측정한 값 들을 비교 분석 하였다. 실제 측정한 실선 한바다 호에서는 저주파 대역 160kHZ대역에서 6~8dB의 차이가 나타났고 고주파 1.97GHz대역에서 약 8.7dB의 차이를 보이고 있다. 또한 한나라 호에서 측정된 측정값은 1MHz, 11MHz, 25MHz에서 4~5dB 정도 ICE-60533의 기준과 차이를 나타내고 있다. 따라서 더 많은 실험을 한 후 자료를 비교 분석하여 특별전원 분배구역의 규격이 지정 되어야 할 것이다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.333-340
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• 2011

한국천문연구원은 한일상관센터 (Korea-Japan Correlation Center, KJCC)에 2009년부터 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)를 설치하여 운영하고 있다. 한일공동VLBI상관기는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry), JVN(Japanese VLBI Network) 및 공동 관측망 등에서 관측한 VLBI(Very Long Baseline Interferometer) 데이터를 상관처리하고, 과학적 목적을 위해 관측데이터를 처리하는 전용 계산기로 사용된다. KJJVC는 각 구성시스템 사이의 데이터 입출력 규격으로 VLBI 국제표준인 VSI(VLBI Standard Interface)를 따르고 있다. 특히 관측된 데이터를 상관처리하기 위해 고속재생기인 Mark5B시스템과 동기재생처리장치(Raw VLBI Data Buffer, RVDB) 사이에는 1024 Mbps급으로 데이터가 전송된다. 고속 데이터 전송에 있어 발생하는 전자기 방해 (Electromagnetic Interference, EMI)는 관측데이터의 손실을 야기 시키며, 전송 케이블의 길이가 길수록 손실 발생빈도가 많고, 디지털 데이터 신호의 전압레벨을 감소시켜 데이터 인식 오류를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 VSI 규격의 통신에서 발생하는 EMI 잡음 정도를 측정하고, 데이터 손실을 최소화할 수 있는 방법으로 1) RC 필터를 사용한 방법, 2) Microstrip 라인을 이용한 임피던스 매칭, 3) Differential line driver를 이용한 신호 복원 방법 등을 제안하였다. 각 제안방법들의 유효성을 확인하기 위해 제안방법들은 시뮬레이션과 실험적인 구현을 통하여 성능시험을 수행하였으며, 각각의 제안 방법이 VSI 규격의 고속 데이터 전송에 유효함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권6호
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• pp.23-36
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• 2005

PLL은 통신을 포함한 여러 분야에서 광범위 하게 사용된다. 본 논문에서는 향상된 부스큐 지연 방식을 이용한 고속 VCO와 이를 이용한 PLL을 제안하였다. 제안한 VCO와 PLL은 0.18um CMOS 공정을 기본으로 하여 1.8V의 전원전압에서 동작 하도록 설계되었다. 제안한 VCO는 서브 피드백 루프를 패스 트랜지스터로 설계 하였으며, 이 패스 트랜지스터는 NMOS PMOS가 사용되어서 주파수 이득이 반대인 2개의 주파수 제어전압이 필요하게 되며, 이로 인해 우수한 잡음 성능을 가지게 된다. 또한, 이 서브 피드백 루프와 부 스큐 지연방식은 보다 높은 주파수를 생성하게 된다. 실제 제안한 회로의 검증을 위하여 7단의 링 구성의 VCO를 설계하였으며, 설계된 VCO는 $3.2GHz\~6.3GHz$로 동작하며, 1MHz 오프셋 주파수에서 -128.8dBc/Hz의 위상잡음성능을 가짐을 검증 하였다. 이때의 전원 전압은 1.8V이며 VCO의 소비 전류는 3.8mA이다. 그리고 제안한 VCO를 이용하여 설계된 이중 루프 필터 구조의 PLL이 5GHz 대역에서 안정적으로 동작함을 검증하였다. 따라서, 제안한 VCO가 고주파 대역읜 통신기기에서 LC 공진회로를 대체 할 수 있음을 보였다. 본 논문에서 제안한 회로는 0.18um TSMC 라이브러리를 기본으로 하여 설계 하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.389-398
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• 2011

본 논문에서는 Ka 대역 위상 배열 레이더용 송수신(T/R: Transmit/Receive) 모듈의 설계 및 제작을 보였다. Ka 대역 송수신 모듈 구성 시 Ka 대역의 특수성을 고려하여 5비트(bit) 위상천이기와 5 비트 30 dB 디지털 가변감쇠기를 송수신 공통으로 사용하였으며, 서큘레이터는 T/R 모듈 외부에 부착되는 형태로 구성하였다. 단위 안테나 당 송신 출력은 1 W 이상 잡음 지수는 8 dB 미만으로 설정하였으며, 설계된 T/R 모듈의 RF부의 크기는 $5\;mm{\times}4\;mm{\times}57\;mm$로 소형화를 달성하였다. 설계된 T/R 모듈을 구현하기 위하여 T/R 모듈에 소요되는 개별 MMIC 검증 후 단위 T/R 모듈을 검증하는 방법을 사용하였다. 제작된 T/R 모듈은 설계 시 예측한 바와 같이 단위 T/R 모듈의 입력 5 dBm에서 출력 30 dBm 이상을 보였으며, 수신부는 잡음 지수 8 dB 미만, 이득 20 dB 이상을 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4125-4130
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• 2015

본 논문은 생체신호 (체온, 혈압, 맥박 등)를 측정하는 웨어러블 (Wearable) 디바이스에 장착된 인체 부착용 방사패턴 재구성 안테나의 통신성능 비교에 관한 논문이다. 제안된 안테나의 동작주파수는 블루투스 (Bluetooth) 통신 대역의 2.4 - 2.5 GHz 이며, 안테나의 최대이득은 1.96 dBi 이다. 제안된 안테나는 두 개의 RF 스위치 (PIN diode)를 이용하여 서로 반대방향의 빔을 생성하여 전자기파 신호를 효율적으로 송수신 한다. 또한 제안된 안테나는 탑 로딩(Top Loading)을 이용 세 가지의 각도 변경 ($30^{\circ}$, $90^{\circ}$, $150^{\circ}$)을 통해 각 방사패턴의 지향성 변화를 조사 하였다. 본 논문에서는 방사패턴 재구성 안테나를 통해 전파 간섭이 없는 전자파 차페실의 이상적인 전파환경과 실제 전파간섭이 존재 (Universal Software Radio Peripheral, USRP)하는 스마트 하우스 내에서 웨어러블 디바이스 안테나의 신호대 집음비 (Signal-to-Noise Ratio, SNR) 및 비트 에러율 (Bit Error Rate, BER) 성능 측정을 진행하였다. 두 경우의 측정 비교 시 SNR은 평균적으로 5 dB의 성능저하를 보이며, BER은 최대 10배 증가하여 수신 에러율 (Error rate of receiving signal)이 높아지는 것을 확인하였으며, 본 논문에서 측정한 SNR과 BER의 측정 결과로 전자파기기의 방해전파로 인한 성능저하를 수치상으로 예측 하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.69-75
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• 2018

최근 제한된 스펙트럼 대역을 더욱 효율적으로 사용할 수 있는 비직교 다중화 (Non-orthogonal multiple access)방식이 차세대 이동통신 다중화 방식으로 주목받고 있다. 한편 스펙트럼 효율은 상황인지 무선통신으로도 높일 수 있는데, 상황인지 무선통신 방식은 비허가 사용자가 허가사용자에게 제한된 간섭을 주는 조건으로 동일한 스펙트럼을 이용할 수 있기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 NOMA 시스템과 상황인지 방식을 결합하였을 때 상황인지 협동 NOMA 시스템의 성능을 분석하였다. 협동 통신을 위한 릴레이는 근거리 사용자 중에서 선택하였으며, 원거리 사용자는 선택결합을 가정하였다. 릴레이 및 원거리 사용자의 오수신율을 closed-form으로 유도하였으며, 수치적인 결과는 Monte Carlo 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 수치적인 해석결과 릴레이의 오수신율은 전력할당 계수에 따라서 영향을 받았으며, 주어진 조건에서 원거리 사용자의 전력할당계수가 0.86인 경우 오수신율이 가장 낮았다. 원거리 사용자의 오수신율은 주어진 상황 하에서 주파수 획득확률이 1인 경우에 비하여 0.5인 경우 $1{\times}10^{-13}$의 오수신율을 유지하기 위하여 15 dB 이상의 신호 대 잡음비가 더 필요하였다. 따라서 상황인지 릴레이의 주파수 획득확률에 따라서 원거리 사용자의 성능이 현저히 영향을 받음을 알 수 있었다.