• 제목/요약/키워드: spiral resonator

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메타 구조 Broadside Coupled 나선형 공진기를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO Using the Metamaterial Broadside Coupled Spiral Resonator)

  • 한경남;서철헌
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.961-966
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    • 2009
  • 본 논문에서는 메타 구조 Broadside Coupled 나선형 공진기(BC-DSRs)를 이용하여 전압 제어 발진기의 위상 잡음 특성을 줄이기 위한 새로운 구조를 제안하였다. 이러한 특성 실현을 위하여 연속된 나선형 구조를 신호면과 그라운드 면에 각각 적용하였다. 일반적인 전압 제어 발진기와 비교하였을 때, 본 논문에서 제안한 VCO는 더 큰 결합 계수를 가지며, 이로 인하여 얻을 수 있는 더 높은 Q값을 통하여 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄일 수 있다. 1.8 V의 공급 전력을 갖는 전압 제어 발진기는 주파수 조절 범위, $5.749{\sim}5.853\;GHz$에서 $-121{\sim}-117.16\;dBc$/Hz @ 100 kHz의 위상 잡음 특성을 갖는다. 또한 전압 제어 발진기의 Figure Of Merit(FOM)은 동일한 주파수 조절 범위에서 $-198.45{\sim}-194.77\;dBc$/Hz @ 100 kHz의 특성을 보였다.

최적화된 나선형 인덕터를 이용한 이동 통신용 저잡음. 저전력 2㎓ CMOS VCO 설계에 관한 연구 (A 2㎓, Low Noise, Low Power CMOS Voltage-Controlled Oscillator Using an Optimized Spiral Inductor for Wireless Communications)

  • 조제광;이건상;이재신;김석기
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.283-286
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    • 1999
  • A 2㎓, low noise, low power CMOS voltage-controlled oscillator (VCO) with an integrated LC resonator is presented. The design of VCO relies heavily on the on-chip spiral inductor. An optimized spiral inductor with Q-factor of nearly 8 is achieved and used for the VCO. The simulated result of phase noise is as low as -l14 ㏈c/Hz at an offset frequency of a 600KHz from a 2㎓ carrier frequency. The VCO is tuned with standard available junction capacitors, resulting in an about 400MHz tuning range (20%). Implemented in a five-metal 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ standard CMOS process, the VCO consumes only 2㎽ from a single 2.5V supply. It occupies an active area of 620${\mu}{\textrm}{m}$$\times$720${\mu}{\textrm}{m}$.

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새로운 헤어핀 공진기를 이용한 X 밴드 발진기 (An X-band Oscillator Using a New Hairpin Resonator)

  • 서성원;정진호;박찬형
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.250-256
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로운 헤어핀 공진기를 제안하고 이를 X 밴드 발진기에 응용하는 연구에 관한 것이다. 새로이 제안된 헤어핀 공진기는 스파이럴 구조를 이용하여 coupling을 강화시키는 구조이다. 기존의 헤어핀 공진기와 새로이 제안된 공진기를 마이크로스트립 선로 상에서 제작하여 특성을 비교하였다. 공진 주파수 9.2 GHz에서 제안된 공진기는 더 높은 loaded quality factor를 보여주었고, 면적 또한 약 50 % 정도 줄어들었음을 확인하였다. 새롭게 제안된 헤어핀 공진기를 이용한 발진기의 측정 결과, 출력 전력은 10.87 dBm이고, 기준 주파수 대비 2차 고조파 성분 억압은 41.99 dBc이며, 100 kHz 오프셋에서 위상 잡음은 -101.49 dBc/Hz의 특성을 얻었다. 이는 기존의 헤어핀 공진기를 이용한 발진기보다 6.17 dB 정도 개선된 위상 잡음 특성에 해당한다.

자기공진형 무선전력전송 시스템의 소형화를 위한 공진기 설계 (The Design of Resonator for Miniaturization of Magnetic Resonance Wireless Power Transfer System)

  • 강석현;정창원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.163-169
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    • 2016
  • 본 논문에서는 소형 모바일 기기에 적용이 가능하도록 코일형 및 루프형 공진기의 평면화를 통해 소형화하여 자기공진형 무선전력전송 시스템을 구축하였다. 제안된 디스크형 이중코일공진기(disk type double coil resonator)는 아크릴 기판(acrylic substrate)의 양면에 얇은 구리 재질을 2 mm의 넓이(width)와 1 mm의 간격(pitch)으로 8번 감은 수의 나선코일패턴을 설계하여 최외각단을 연결한 구조이다. 이 공진기는 구리 재질의 패턴 길이에 의한 유도용량과 각 양쪽 나선코일패턴간의 아크릴 사이에 발생하는 정전용량을 이용하여 6.78 MHz에서 공진한다. 공진기에 설계된 나선코일패턴의 크기는 최외각 지름이 9 cm로 소형화 되었다. 급전 및 부하공진기로 사용되는 루프는 5 mm 굵기의 동선을 이용하여 지름 10 cm의 단일 루프로 구현하였다. 또한, 6.78 MHz에서 공진할 수 있도록 3,300 pF 커패시터(capacitor)를 직렬로 연결하였다. 디스크형 이중코일공진기의 특성을 알아보기 위해 다양한 공진기 재배열을 통해 시스템을 구성 및 측정하였으며, 소형 무선전력전송 시스템의 최대 전송효율은 35.67 %를 보였다. 제안된 공진기의 구조를 통해 더 작은 소형화 구조 설계가 가능할 것으로 기대된다.

DGS 구조를 이용한 적층 LTCC 대역통과 필터의 설계 및 제작 (Design and fabrication of multilayer LTCC BPF using DGS structure)

  • 조영균;김형석;송희석;박규호
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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    • pp.333-337
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    • 2003
  • In this paper, 5.2 GHz WLAN BPF(Band Pass Filter) using LTCC(Low temperature co-firing ceramic) Multilayer technology was simulated and manufactured. A DGS(Defected Ground structure) resonator with spiral ground pattern is used to shorten resonator size and improve circuit Q factor. And the equivalent circuit of BPF was suggested. The measured result shows good agreement with simulated data. Experimental results show the center frequency of 5.25GHz, the insertion loss of 0.14dB, and the 3-dB bandwidth of 350MHz (6%). The center frequency of BPF is 5.25GHz which is available for wireless LAN.

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A Single-Feeding Port HF-UHF Dual-Band RFID Tag Antenna

  • Ha-Van, Nam;Seo, Chulhun
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제17권4호
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    • pp.233-237
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    • 2017
  • In this paper, a dual-band high frequency (HF) and ultra-high frequency (UHF) radio-frequency identification (RFID) tag antenna is presented that operates in the 13.56 MHz band as well as in the 920 MHz band. A spiral coil along the edges of the antenna substrate is designed to handle the HF band, and a novel meander open complementary split ring resonator (MOCSRR) dipole antenna is utilized to generate the UHF band. The dual-band antenna is supported by a single-feeding port for mono-chip RFID applications. The antenna is fabricated using an FR4 substrate to verify theoretical and simulation designs, and it has compact dimensions of $80mm{\times}40mm{\times}0.8mm$. The proposed antenna also has an omnidirectional characteristic with a gain of approximately 1 dBi.

CPW Spiral 공진기를 이용한 발진기 설계 (Design of An Oscillator Using CPW Spiral Resonator)

  • 구자경;임종식;안달
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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    • pp.69-71
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    • 2008
  • 본 논문은 CPW 맴돌이형 공진기를 이용하여 설계한 발진기에 대하여 기술한다. 제안된 CPW 맴돌이형 공진기는 CPW 선로 주변과 접지면 사이에 다수개의 맴돌이 구조를 포함한다. 맴돌이형 공진기는 평면형 구조에서 비교적 높은 Q 값을 가지고 있기 때문에, 발진기의 출력뿐만 아니라, 위상 잡음 개선에도 좋은 영향을 끼친다. 또한 평면형 전송선로 구조이므로 마이크로스트립은 물론 CPW 구조로도 설계가 가능하다. 설계한 발진기를 실제로 측정하여 6.54GHz에서 3.98dBm의 출력 특성과 -118.1dBc/Hz @1MHz의 위상잡음 특성을 얻었다.

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다층구조 서브파장 단위 셀로 구성된 메타물질 흡수체 (Metamaterial Absorber Composed of Multi-layered Sub-wavelength Unit Cell)

  • 김형기
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.31-37
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    • 2020
  • 본 논문에서는 다층구조를 활용한 서브파장 크기의 단위 셀로 구성된 메타물질 흡수체를 제안한다. 제안된 흡수체는 4개 층으로 이루어져 있으며, 각 층에는 비아홀로 연결된 스파이럴 공진기가 위치한다. 이는 단위 셀의 인덕턴스 값을 증가시켜, 공진 주파수를 낮추는 효과를 보인다. 본 논문에서 제안한 구조는 제작을 고려하여 최적화한 결과 단위 셀의 전기적 크기를 파장의 0.013배로 크게 줄일 수 있었다. 제안된 흡수체는 시뮬레이션과 시제품 측정을 통하여 성능을 검증하였다. 측정결과 1.74GHz에서 97% 이상의 흡수율을 확인하였으며, 편파 및 입사각도의 변화에 대해서도 90% 이상의 우수한 흡수율을 확인하였다.

공 모양의 구조를 이용한 무선 전력 전송용 3차원 전 방향 공진기 (Omnidirectional Resonator in Three-Dimensional using a Globular Structure for Wireless Power Transfer)

  • 김동건;서철헌
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권1호
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    • pp.22-26
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    • 2016
  • 본 논문에서는 공 모양의 구조를 이용하여 공진형 무선 전력 전송용 송 수신기를 설계 및 구현하였다. 제안된 송신기의 코일을 공 모양으로 감음으로써 3차원의 공간으로 자계 에너지를 방사하도록 하였다. 송신기의 각각의 면을 나선 구조로 함으로써 높은 Q 값을 얻을 수 있도록 설계하였다. 이것은 기존의 무선 전력 전송 시스템에서 위치에 따라서 전송효율이 변하는 문제점을 해결하였다. 그리고 3차원에서의 공진형 무선 전력 전송을 가능하게 한다. 이때의 공진주파수는 6.78 MHz이며, 송 수신기 사이 거리가 200 mm일 때, 3차원 전 방향에서 40% 이상의 전송 효율을 얻을 수 있었다.

디지털/아날로그 입력을 통한 백게이트 튜닝 2.4 GHz VCO 설계 (A 2.4GHz Back-gate Tuned VCO with Digital/Analog Tuning Inputs)

  • 오범석;이대희;정웅
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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    • pp.234-238
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    • 2003
  • In this work, we have designed a fully integrated 2.4GHz LC-tuned voltage-controlled oscillator (VCO) with multiple tuning inputs for a $0.25-{\mu}m$ standard CMOS Process. The design of voltage-controlled oscillator is based on an LC-resonator with a spiral inductor of octagonal type and pMOS-varactors. Only two metal layer have been used in the designed inductor. The frequency tuning is achieved by using parallel pMOS transistors as varactors and back-gate tuned pMOS transistors in an active region. Coarse tuning is achieved by using 3-bit pMOS-varactors and fine tuning is performed by using back-gate tuned pMOS transistors in the active region. When 3-bit digital and analog inputs are applied to the designed circuits, voltage-controlled oscillator shows the tuning feature of frequency range between 2.3 GHz and 2.64 GHz. At the power supply voltage of 2.5 V, phase noise is -128dBc/Hz at 3MHz offset from the carrier, Total power dissipation is 7.5 mW.

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