한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제23권3호
  • /
  • Pages.367-376
  • /
  • 2012
  • /
  • 1226-3133(pISSN)
  • /
  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

λ/4 전송 선로와 π-네트워크를 이용한 UHF-대역 적응형 임피던스 정합 회로 설계

A Design of Adaptive Impedance Tuning Circuit for UHF-Band Using λ/4 Transmission Line and π-Network

  • 투고 : 2011.11.04
  • 심사 : 2012.02.28
  • 발행 : 2012.03.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 물리적인 환경 변화에 의해 발생될 수 있는 갑작스런 부하단 임피던스의 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 적응형 임피던스 정합 회로를 구성하는 부정합 측정부, 임피던스 정합부, 조정 알고리즘부의 특성과 현재까지 진행된 연구 수준을 확인해 보았고, ${\lambda}/4$ 전송 선로와 ${\pi}$-네트워크를 이용하여 간단히 구성된 적응형 임피던스 정합 회로의 설계 결과를 보였다. 이를 위해 간단한 구성을 가지면서 반복적인 계산없이 임의의 부하단 임피던스를 바로 제어할 수 있는 적응형 임피던스 정합 회로를 제안하였고, 설계를 위한 계산식을 유도하였다. 또한, 유도된 계산식을 통해 최적화된 임피던스를 찾아주어 능동적으로 제어할 수 있는 조정 알고리즘도 제시하였다. 제안한 적응형 임피던스 정합 회로에서 유도된 계산식과 조정 알고리즘을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였고, 시뮬레이션 결과 임의의 부하단 임피던스가 회로에 최적화된 임피던스로 능동적으로 제어 될 수 있음을 확인하였다.

This paper describes a Adaptive Impedance Tuning Circuit which can be adaptively tuned between circuit's characteristic impedance and the arbitrary load impedance. The Adaptive Impedance Tuning Circuit is consisted of such parts as mismatch sensor, impedance tuner and tuning algorithm. Each parts's design methods proposed in other papers are compared with their advantages and disadvantages. And we propose simple design method for Adaptive Impedance Tuning Circuit using a ${\lambda}/4$ transmission line and ${\pi}$-network. Calculation formulas and selection algorithm from calculated values of a complex load impedance are proposed and simulation using induced calculation formulas and selection algorithm is performed. Simulation results show good agreement with theoretical predictions.

키워드

참고문헌

  1. Peter Sjoblom, Henrik Sjolandt, "An adaptive impedance tuning CMOS circuit for ISM 2.4-GHz band", IEEE Transaction on Circuits and Systems-I, vol. 52, no. 6, pp. 1115-1124, 2005. https://doi.org/10.1109/TCSI.2005.849116
  2. 이재호, "Smart antenna system for the smart phone", 2010 추계 마이크로파 및 전파 학술대회, vol. 33, no. 2, 2010.
  3. Tero Ranta, Rodd Novak, "Antenna tuning approach aids cellular handsets", Microwaves & RF, Nov. 2008.
  4. "Tunable RF circuits optimize wireless handset performance", PARATEK White Paper, 2008.
  5. W. C. Edmund Neo, "Adaptive multi-band multi-mode power amplifier using integrated varactor-based tunable matching networks", IEEE Journal of Solidstate Circuits, vol. 41, no. 9, pp. 2166-2176, 2006. https://doi.org/10.1109/JSSC.2006.880586
  6. Jesus de Mingo, "Input impedance antenna automatic matching system", IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2002.
  7. Jesus de Mingo, "An RF electronically controlled impedance tuning network design and its application to an antenna input impedance automatic matching system", IEEE Transaction on Microwave and Techniques, vol. 52, no. 2, pp. 489-497, 2004. https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.821909
  8. Andre van Bezooijen, "A GSM-EDGE-WCDMA adaptive series-LC matching network using RF-MEMS switches", IEEE Journal of Solid-state Circuits, vol. 43, no. 10, pp. 2259-2268, 2008. https://doi.org/10.1109/JSSC.2008.2004334
  9. F. Chan Wai Po, "An vector automatic matching system designed for wireless medical telemetry", IEEE International Joint NEWCAS-TAISA Conference, pp. 89-92, 2008.
  10. Chan Wai Po F., "A fast and accurate automatic matching network designed for ultra low power medical applications", IEEE International Symposium on Circuits and Systems, pp. 673-676, 2009.
  11. E. L. Firrao, "An automatic antenna tuning system using only RF-signal amplitudes", TCAS-II 5055, pp. 1-5, 2008.
  12. M, Popov, Sailing He, "Design of an automatic impedance matching device", Microwave & Optical Technology Letters, vol. 20, pp. 236-240, 1999. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2760(19990220)20:4<236::AID-MOP5>3.0.CO;2-N
  13. Dongjiang Qiao, "Antenna impedance mismatch measurement and correction for adaptive CDMA transceivers", IEEE MTT-S, pp. 783-786, 2005.
  14. Kate A. Remley, "Realistic sampling-circuit model for a nose-to-nose simulation", IEEE MTT-S Microwave Symposium Digest, vol. 3, pp. 1473-1476, 2000.
  15. Jeffrey H. Sinsky, Charles R. Westigate, "Design of an electronically tunable microwave impedance transformer", IEEE MTT-S Digest, 1997.
  16. A. Kaya, "Meandered slot and slit loaded compact microstrip antenna with integrated impedance tuning network", Progress in Electromagnetics Research B, vol. 1, pp. 219-235, 2008. https://doi.org/10.2528/PIERB07102601
  17. Hyeong Tae Jeong, Ji Eun Kim, "Tunable impedance transformer using a transmission line with variable characteristic impedance", IEEE MTT, vol. 53, no. 8, 2005.
  18. 윤영, "MMIC용 온칩 정합소자에서의 응용을 위한 주기적 배열 다이오드 구조를 이용한 전압제 어형 전송 선로", 한국전자파학회논문지, 19(1), 2008년 1월.
  19. 황수설, 홍성용, "${\lambda}/4$ 전송 선로를 이용한 부하 단 임피던스 측정 방법에 관한 연구", 통신위성우주산업연구회 논문지, 6(2), 2011년 12월.