• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권3호
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• pp.130-140
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• 2009

The design theory and experimental results of a true random noise radar system are presented in this paper. Target range information can be extracted precisely by correlation processing between the delayed reference and the signal received from a target, and the velocity information by the Doppler processing with successive correlation data. A K-band noise radar system was designed using random FM noise signal, and the characteristics of the fabricated system were examined with laboratory and outdoor experiments. A C-band random FM noise signal was generated by applying a low-frequency white Gaussian noise source to VCO(Voltage Controlled Oscillator), and a K-band Tx noise signal with 100 MHz bandwidth was obtained by using a following frequency multiplier. Two modified wave-guide horn arrays were designed and fabricated, and used for the Tx and Rx antennas. The required amount of Tx/Rx isolation was attained by using a coupling cancellation circuit as well as keeping them apart with predetermined spacing. A double down-conversion scheme was used in the Rx and reference channels, respectively, for easy post processing such as correlation and Doppler processing. The implemented noise radar performance was examined with a moving bicycle and a very high-speed target with a velocity of 150 m/s. The results extracted by the Matlab simulation using the logging data were found to be in a reasonable agreement with the expected results.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.76-81
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• 2013

130nm CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 125MHz로 동작하는 새로운 위상 주파수 검출기 기반 DPLL을 설계하였다. 이 DPLL은 중간 주파수대 응용을 위해 지터와 록 시간을 줄이려고 전형적인 DPLL에 반전 에지 검출기를 포함하고 있다. XOR 기반 반전 에지 검출기들은 출력을 보다 빨리 변화시키기 위하여 기준 신호보다 빠른 전이를 얻는데 사용된다. HSPICE 시뮬 레이터는 모의실험을 위해 Cadence환경에서 사용되었다. 제안된 위상 주파수 검출기를 가진 DPLL의 성능은 종래의 위상 주 파수 검출기를 가진 것의 성능과 비교하였다. 종래의 PLL은 약 0.1245 ns의 최대 지터를 가지고 록 하는데 최소 $2.144{\mu}s$가 걸린 반면에, 제안한 검출기를 가진 PLL은 약 0.1142 ns의 최대 지터를 가지고 록 하는데 $0.304{\mu}s$가 걸린다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권6호
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• pp.497-501
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• 2004

본 논문은 주파수 변조 연속파 레이더를 사용하여 화물 선박의 탱크의 내용물의 깊이를 측정하는 레벨 센서의 개발에 관한 것이다. 사용 주파수는 10∼11 GHz를 이용하였으며, 테스트용 물체는 RCS가 $0.8\textrm{m}^2$인 도체판을 사용하였다. 실험은 연구실 내부와 운동장에서 하였으며, 스윕 주기가 100ms, 안테나 이득이 약 22dBi인 사각형 혼 안테나를 사용하여 약 8 dBm의 신호를 안테나에 인가하여 40m 까지 물체를 움직이며 비트주파수를 측정하여 이론치와 비교하였다. 실험치와 이론치가 잘 일치하였으나 전압제어 발진기의 비선형으로 인해 분해능이 약 10cm 정도로 측정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.819-825
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• 2016

본 논문에서는 기존의 위상 고정 루프를 병렬 형태로 이중 루프를 구성하였다. 두 개의 루프를 통해서 전달 특성에 따라 원하는 크기의 대역폭을 만든다. 대역 폭의 형태는 동작하는 주파수 대역에서 잡음을 최소화 할 수 있는 위상 고정 루프를 설계하였다. 제안한 위상고정루프는 두 가지 필터를 제어하기 위하여 두 개의 기울기 값을 가지는 전압제어 발진기를 사용하였다. 또한 정확한 위상 고정을 위하여 위상 고정 상태 표시기를 사용하였다. 전체적인 위상 고정 루프가 안정적인 동작하기 위하여 각 각의 루프가 각각 $58.2^{\circ}$, $49.4^{\circ}$의 위상 여유를 가지고 있으며 두 개의 루프를 합쳤을 때에도 $45^{\circ}$이상의 안정적인 위상 여유를 가지는 것을 확인 할 수 있다. 제안된 위상 고정 루프는 1.8V 0.18um CMOS 공정을 이용하여 설계 되었다. 시뮬레이션 결과는 이중 루프를 가지고 위상고정루프의 구조가 원하는 출력 주파수를 생성하며 안정적으로 동작하는 것을 보여 주었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.107-114
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• 2020

2.4 GHz ISM대역 전력증폭기를 설계하고 송신 시스템을 구현하였다. 고효율 증폭기는 E급이나 F급 증폭기로 구현 가능하다. 본 연구에서는 회로 구조가 간단한 E급으로 20 W 급 고효율 증폭기를 설계하여 ISM 대역 응용에 적용하도록 하였다. E급 회로 설계이론 및 회로 시뮬레이션을 통해 임피던스 정합회로를 설계하였으며 2.45 GHz에서 출력전력 44.2 dBm 및 전력부가효율 69%를 얻었다. 설계된 전력증폭기에 30 dBm의 입력전력을 인가하기 위하여 앞단에 전압제어발진기와 구동증폭기를 제작하여 입력전력 공급회로를 구현하였고, 제작한 전력증폭기는 43.2 dBm 출력 및 65%의 전력부가효율 특성을 나타내었다. 본 연구결과는 무선전력전송, 전파차단장치, 고출력 송신장치 등 다양한 무선통신시스템용 출력 전력증폭기 설계에 활용될 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.208-217
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• 2010

본 논문에서는 주파수 체배기와 위상 동기화 회로(Phase-Locked Loop: PLL)를 이용한 주파수 합성기를 이용한 10 GHz 대역에서 동작하는 생체 신호 레이더를 제안하였다. 제안된 10 GHz 대역 생체 레이더는 2.5 GHz 전압 제어 발진기와 PLL을 이용하여 발생된 위상 잡음 특성이 매우 뛰어나고 안정적인 정현 신호를 이용하여 뛰어난 생체 신호 검출 성능을 보인다. 또한 10 GHz 대역에서 PLL을 구현하기 어려운 점을 해결하기 위하여 2.5 GHz 대역에서 PLL을 이용하여 발생된 신호를 주파수 체배기를 이용하여 10 GHz 대역 신호를 발생시키는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 제안된 구조의 생체 레이더의 잡음 특성을 이론적으로 분석하여 제안된 구조의 타당성을 검증하였다. 실험 결과 100 cm까지 매우 우수한 생체 신호 검출이 가능하였으며, 이로서 제안된 구조의 10 GHz 대역의 생체 레이더의 타당성을 확인하였다.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.941-947
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• 2017

본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 FRS 대역 무전기용 반송파 신호를 쿼드러쳐(Quadrature) 형식으로 출력하는 Fractional-N 위상 고정루프(PLL) 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 설계한 주파수 합성기의 주요 블록은 전압 제어 발진기(VCO), 전하 펌프(CP), 루프 필터(LF), 위상 주파수 검출기(PFD) 그리고 주파수 분주기이다. VCO는 우수한 위상잡음과 전력 특성을 얻을 수 있는 LC 공진 방식으로 설계했고, CP는 참조 주파수에 따라 펌핑 전류를 조절할 수 있도록 설계하였다. 주파수 분주기는 16분주의 전치 분주기와 3차 델타-시그마 모듈레이터($3^{rd}$ DSM) 방식의 Fractional-N 분주기로 설계하였다. LF는 외부의 3차 RC 루프 필터로 구성하였다. 측정결과, 주파수 합성기의 동작 주파수 영역은 최소 460 MHz에서 최대 510 MHz이고, 출력전력으로는 약 -3.86 dBm을 얻었다. 출력의 위상잡음은 100 Hz offset 주파수에서 -94.8 dBc/Hz이며 위상 루프 고착 시간은 약 $300{\mu}s$이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제6권3호
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• pp.154-161
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• 2006

This paper describes the new types of ngative differential resistance (NDR) IC applications which use a monolithic quantum-effect device technology based on the RTD/HBT heterostructure design. As a digital IC, a low-power/high-speed MOBILE (MOnostable-BIstable transition Logic Element)-based D-flip flop IC operating in a non-return-to-zero (NRZ) mode is proposed and developed. The fabricated NRZ MOBILE D-flip flop shows high speed operation up to 34 Gb/s which is the highest speed to our knowledge as a MOBILE NRZ D-flip flop, implemented by the RTD/HBT technology. As an analog IC, a 14.75 GHz RTD/HBT differential-mode voltage-controlled oscillator (VCO) with extremely low power consumption and good phase noise characteristics is designed and fabricated. The VCO shows the low dc power consumption of 0.62 mW and good F.O.M of -185 dBc/Hz. Moreover, a high-speed CML-type multi-functional logic, which operates different logic function such as inverter, NAND, NOR, AND and OR in a circuit, is proposed and designed. The operation of the proposed CML-type multi-functional logic gate is simulated up to 30 Gb/s. These results indicate the potential of the RTD based ICs for high speed digital/analog applications.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.1161-1167
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• 2004

기존의 PLL(phase locked loop)은 폐루프 구조이므로 주파수 스위칭 속도가 낮은 단점을 갖는다. 이를 개선하기 위해서 개루프 구조를 혼합한 Digital Hybrid PLL 구조를 연구하였다. 또한 이 구조는 빠른 주파수 스위칭 속도로 동작할 수 있지만, VCO의 전압대 주파수 전달특성을 ROM 형태로 구현하는 DLT(digital look-up table)이 사용되어야 하므로 회로소자가 많아지고 소비전력이 증가된다. 그러므로, 본 논문에서는 복잡한 DLT의 구조를 간단한 Digital logic 회로로 대체시킨 새로운 구조를 제안하였다. 또한 주파수 합성때마다 타이밍 동기화를 이루는 회로를 설계하여 합성기의 항상성을 확보하였으며 DLT를 사용하는 방식과 비교하여 회로소자를 약 $28\%$정도 줄일 수 있다. 고속 스위칭 동작 특성과 주파수 합성을 시뮬레이션과 실제 회로 구현으로 확인하였다.