• 제목/요약/키워드: spiral resonators

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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.

다중 대역 슬롯형 DGS와 등가 회로 모델 (Multi-Band Rejection Slot-Shaped DGS and Its Equivalent Circuit Model)

  • 우덕제
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.537-543
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    • 2010
  • 본 논문에서는 단일 DGS를 사용하여 다중의 주파수 대역을 억압할 수 있는 슬롯형 DGS를 제안하였다. 제안된 구조는 동일 평면 도파관 전송 선로(CPW: Coplanar Waveguide)의 접지 면에 서로 다른 크기의 맴돌이 형태의 슬롯 DGS들을 신호 선에 대하여 횡축으로 삽입하여, 다중 주파수 대역을 억압할 수 있도록 설계되었다. 제안된 구조를 제작하였으며, 시뮬레이션 결과와 측정된 결과가 상당 부분 일치하는 것을 확인하였다. 또한 제안된 구조에 대한 등가 회로 모델을 제시하였다. 제안된 등가 회로는 접지 면에 위치한 DGS를 LC 공진기들로 표현하였으며, 이러한 공진기들이 신호선과 자기적으로 결합한 것으로 모델링 하였다. 등가 회로를 해석하여 다중의 공진 주파수 특성이 나타남을 확인하였다.

Fully Embedded 2.4GHz Compact Band Pass Filter into Multi-Layered Organic Packaging Substrate

  • Lee, Seung-J.;Lee, Duk-H.;Park, Jae-Y.
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.39-44
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    • 2008
  • In this paper, fully embedded 2.4GHz WLAN band pass filter (BPF) was investigated into a multi-layered organic packaging substrate using high Q spiral stacked inductors and high Dk MIM capacitors for low cost RF System on Package (SOP) applications. The proposed 2.4GHz WLAN BPF was designed by modifying chebyshev second order filter circuit topology. It was comprised of two parallel LC resonators for obtaining two transmission zeros. It was designed by using 2D circuit and 3D EM simulators for finding out optimal geometries and verifying their applicability. It exhibited an insertion loss of max -1.7dB and return loss of min -l7dB. The two transmission zeros were observed at 1.85 and 6.7GHz, respectively. In the low frequency band of $1.8GHz{\sim}1.9GHz$, the stop band suppression of min -23dB was achieved. In the high frequency band of $4.1GHz{\sim}5.4GHz$, the stop band suppression of min -l8dB was obtained. It was the first embedded and the smallest one of the filters formed into the organic packaging substrate. It has a size of $2.2{\times}1.8{\times}0.77mm^3$.

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자기공진방식 이중대역 무선전력전송 공진기 설계 (Design of The Dual-band Resonator for Magnetic Resonance Wireless Power Transfer)

  • 윤나내;서철헌
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권12호
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    • pp.41-45
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    • 2015
  • 본 논문에서는 이중대역에서 동작하는 자기공진 방식 무선전력전송 공진기를 제안하였다. 제안한 공진기는 MF-대역과 HF-대역에서 동작하도록 설계하였다. 제안한 공진기는 20턴의 코일과 사각형 모양의 코일, 양면의 정합회로, 집중소자, 하나의 포트로 구성되어있다. 정합회로의 양면은 비아 홀을 이용하여 연결하고 하나의 포트에서 동작하도록 하였다. 같은 구조의 공진기 두 개를 이용하여 무선전력전송 특성을 모의실험 하였다. 그리고 모의실험결과를 기반으로 효율 식을 이용하여 전력전송효율 또한 계산되었다. 제안한 두 공진기는 거리 100 mm 에서 모의실험 하였고, 전력전송 효율은 MF와 HF-대역 모두 60 % 이상의 효율을 가지는 것을 확인하였다.

스파이럴 공진기와 CSRR을 이용한 삼중 대역 저지 특성을 갖는 UWB 안테나 (UWB Antenna with Triple Band-Notched Characteristics Using the Spiral Resonator and the CSRR)

  • 김장렬;이승우;김남;이상민;오병철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권11호
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    • pp.1078-1091
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    • 2011
  • 본 논문은 스파이럴 공진기(spiral resonators)와 CSRR(Complementary Split Ring Resonator)를 이용하여 삼중 대역 저지 특성을 갖는 UWB 안테나를 두 가지 타입으로 제안하였다. 제안된 안테나의 대역 저지 특성 분석을 위해 스파이럴 공진기와 CSRR의 구조 및 등가 회로를 통해 해석하였다. 첫 번째 타입의 안테나의 측정 결과는 1.16~12 GHz에서 VSWR<2 이하를 만족하였고, 3.3~3.85 GHz, 5.15~6.1 GHz, 8.025~8.5 GHz에서 대역 저지 특성이 나타났다. 두 번째 타입 안테나의 측정 결과는 1.79~12 GHz에서 VSWR<2 이하를 만족하였고, 3.3~3.88 GHz, 5.12~5.94 GHz, 8.025~8.51 GHz에서 대역 차단 특성이 나타났다. 측정결과를 통해 제안된 안테나는 노치대역을 제외하고 UWB 전 대역을 만족하였다.

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.

고온 초전도체를 이용한 이동통신 기지국용 영역통과 필터에 관한 연구 (High-temperature superconducting band-pass filters for digital cellular communication system)

  • 이종현;도영호;곽준식;김채옥;홍진표;이경림;한석길;차국린
    • Progress in Superconductivity
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    • 제4권2호
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    • pp.132-136
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    • 2003
  • Extremely selective high temperature superconducting (HTS) band -pass filters were developed for the base transceiver station applications of Digital Cellular communication Service (DCS). The filters have a bandwidth of 25 MHz at a center frequency of 834 MHz. There are 12 resonators which have spiral-meander microstrip-line structures in order to reduce far-field radiations with a reasonable tunability. As a result, the size of filters is 5 mm $\times$ 17 mm $\times$ 41 mm. Device characteristics exhibited a low insertion loss of -0.4 dB with a -0.2 dB ripple and a return loss better than -10 dB in the pass-band at 65 K. The out-of-band signals were attenuated better than 60 dB about 3.5 MHz from the lower band edge, and 3.8 MHz from the higher band edge.

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소형 모바일 기기용 공진형 무선전력전송 시스템의 공진기 평면화 및 소형화에 따른 특성 연구 (Characteristic Study of Small-sized and Planer Resonator for Mobile Device in Magnetic Wireless Power Transfer)

  • 이훈희;정창원
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권4호
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    • pp.16-21
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    • 2017
  • 본 논문은 모바일 기기(노트북, 핸드폰, 태블릿 PC 등)를 위한 공진형 무선전력전송 시스템(Magnetic Resonance - Wireless Power Transfer; MR-WPT)의 실용성을 높이기 위한 평면형 소형 공진기 설계 방법을 제안하였다. 제안된 소형 평면형 공진기는 네 개의 루프와 공진기를 사용하는 공진형 무선전력 시스템에 적용 되며, 또한 무선전력 시스템은 송신기(Tx)와 수신기(Rx)가 동일한 루프와 공진기로 이루어졌다. 제안된 공진기는 나선형(Spiral) 코일의 형태로 소형 모바일 크기에 적합한 $50mm{\times}50mm$의 크기 이내로 설계 되었으며, 나선형 공진기의 선 두께와 선간 갭(gap) 그리고 선의 길이를 달리하는 4종류의 나선형 공진기를 선정하였다. 또한 작은 공진기 부피에서 높은 인덕턴스와 캐패시턴스를 얻기 위해 공진기 기판 (아크릴 ${\varepsilon}_r=2.56$, tan ${\delta}=0.008$)의 양면을 모두 활용하였다. 또한 루프는 공진기 부피를 최소화하기 위해 공진기와 동일 평면상에 설계 하였고, 이 또한 서로 다른 3가지의 크기를 사용하였다. 제안된 무선전력전송 시스템은 Tx와 Rx 두 개의 아크릴 기판에 제작되었으며, Tx와 Rx의 루프와 공진기는 구리시트로 만들어졌다. 제안된 12개의 조합 (공진기 4종 ${\times}$ 루프 3종)의 루프와 공진기에 대한 전력전송효율을 근 전송 거리 (1cm~5cm)상에서 시뮬레이션과 측정을 통해 산출하였다. 측정 결과 전력전송효율은 전송거리 1~5 cm에 따라 ${\fallingdotseq}40%$ 그리고 최대 ${\fallingdotseq}70%$ 이며, 이때 공진주파수는 A4WP 표준 무선전력전송 주파수인${\fallingdotseq}6.78MHz$를 유지한다. 제안된 부피에서 최소화된 평면형의 소형 공진기를 이용한 소형 모바일 기기의 공진형 무선전력 어플리케이션에 대한 가능성을 실험적으로 확인하였다.

기판상의 인덕터를 이용한 박막 공진 여파기의 대역 외 저지특성 개선 연구 (A Study on the Out-of-Band Rejection Improvement of TFBAR Ladder Filter using On-Wafer Inductors)

  • 김종수;구명권;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.284-290
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    • 2004
  • 본 논문에서는 기판상의 인덕터가 박막공진 여파기의 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 두 종류의 사다리형 박막공진 여파기를 설계 및 제작하였다. 여파기를 이루고 있는 박막공진기들의 압전물질은 AIN이고, 전극은 백금(Pt)으로 이루어졌으며 기판에 의한 오버모드(overmode) 현상을 제거하기 위하여 air-gap 형태로 제작되었다. 듀플렉서를 이루고 있는 송신용 여파기의 특성을 보이기 위해 4개의 직렬 공진기와 2개의 병렬 공진기로 이루어진 사다리형 4/2단 여파기가 제작되었으며, 수신용 여파기의 성능을 보이기 위해서는 3/4단으로 제작되었다. 여파기의 성능을 개선하기 위해 사용된 기판상의 인덕터들은 2 ㎓ 대역에서 약 5∼9 정도의 Q값 특성을 보였으며, 인덕터가 연결된 여파기는 연결되지 않은 경우에 비해 약 10∼12 ㏈ 정도의 개선된 대역외 저지특성을 보였다.