• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.60-69
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• 2000

광대역 무선 디지털 통신 시스템용 파이프라인 적응 결정귀환 등화기(pipelined adaptive decision-feedback equalizer; PADFE)를 0,25-${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 full custom 단일 칩으로 설계하였다. ADFE의 동작속도를 향상시키기 위해 DLMS(delayed least-mean-square)을 적용한 2-stage 파이프라인 구조로 설계하였다. PADFE의 필터와 계수갱신 블록 등 모든 연산을 redundant binary(RB) 수치계로 처리하였으며, 2의 보수 수치계를 사용하는 기존의 방식에 비해 연산량의 감소와 동작속도의 향상이 얻어졌으며, 또한 전체적인 구조의 단순화에 의해 VLSI 구현이 용이하다는 장점을 갖는다. COSSAP을 이용한 알고리듬 레벨 시뮬레이션을 통해 파이프라인 stage 수, 필터 tap 수, 계수 및 내부 비트 수 등의 설계 파라메터 결정과 bit error rate(BER), 수렴속도 등을 분석하였다. 설계된 PADFE는 약 205,000개의 트랜지스터로 구성되며, 코어의 면적은 41.96\times1.35-mm^2$이다. 시뮬레이션 결과, 2.5-V 전원전압에서 200-MHz의 클록 주파수로 동작 가능할 것으로 예상되며, 평균 전력소모는 약 890-mW로 예측되었다. 제작된 칩의 테스트 결과로부터 기능이 정상적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.796-805
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• 2000

30dB의 선형이득과 2.6dB의 잡음지수 성능을 갖는 위성통신중계기용 30GHz대 저잡음증폭기 모듈이 MMIC와 박막 MIC기술로 개발되었다. 두 종의 MMIC 회로가 저잡음증폭기 모듈에 사용되었는데, 하나는 초저잡음용 MMIC 회로이고, 다른 하나는 광대역 고이득용 MMIC 회로이다. MMIC 회로 제작에 사용된 증폭소자는 0.15$mu extrm{m}$게이트 길이를 갖는 pHEMT이다. 두 개의 MMIC 회로를 상호 연결하고 저잡음증폭기 모듈을 완성하기 위하여 박막기술을 이용하여 마이크로스트립 선로를 구현하였으며, 안정된 DC 전원 공급을 위하여 후막기술을 이용한 바이어스 회로를 개발하였다. 저잡음증폭기 모듈의 입력측은 위성중계기의 안테나로부터의 신호를 받아들이기 위하여 도파관 형태로 설계되었으며, 출력측은 주파수변환부와의 접속을 위하여 K-컨넥터로 구현되었다. 모든 제작 공정에는 실제 위성용 부품 제작 기술이 도입되었으며, 위성중계기에 탑재되는 부품에 요구되는 온도시험 및 진동시험을 실시하였다. 제작된 저잡음증폭기 모듈은 동작목표 대역인 30~31GHz에서 30dB 이상의 이득, $\pm$0.3dB의 이득평탄도, 그리고 2.6dB이하의 우수한 잡음지수를 가진 것으로 측정되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2013

테라헤르쯔(terahertz: THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지 (meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자 이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한 (low-temperature grown : LT) GaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 현재 THz 응용분야에서 보다 작고 가격경쟁력이 있는 광통신을 이용한 THz photomixer등이 활발히 연구 하고 있다. 광섬유 내에서 손실과 분산이 최소값을 가지는 부분이 1.55 ${\mu}m$ 부근이고 In0.53Ga0.47As 기판을 이용하였을 때 여기에 완벽하게 만족하게 된다. 하지만 LT-InGaAs 의 경우 AsGa antisite로 인하여 carrier lifetime은 짧아지지만 높은 n-type 전하밀도를 가지게 된다. 이때 Be을 doping하여 전하밀도를 보상하여 높은 저항을 유지해야 하는데 Be의 활성화를 위해서는 열처리를 필요로 한다. 하지만 열처리를 하면 carrier lifetime이 길어지기 때문에 carrier lifetime과 저항을 적절히 조율해야 한다. 이는 물질자체의 특성이기 때문에 InGaAs는 GaAs보다 낮은 amplitude와 짧은 cut-off frequency를 가진다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 온도별 ($250{\sim}400^{\circ}C$), 주기별 (50~150)로 성장을 하였고 이때 InGaAs layer의 Be doping level은 $2{\times}1018\;cm^{-3}$, Ex-situ annealing은 $550^{\circ}C$에서 10분으로 고정 하였다. THz 발생 실험에서는 InGaAs/InAlAs MQW은 4000 pA로 1,000 pA를 가지는 InGaAs epilayer보다 4배 높은 전류 신호를 얻을 수 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. THz 검출 실험에서는 LT-InGaAs:Be epilayer LT-InGaAs:Be/InAlAs, HT-InGaAs/InAlAs 샘플이 각각 180, 9000, 12000 pA의 전류신호를 가지고 있었고 모든 샘플이 2 THz에서 cut-off frequency를 가지고 있었다. HT-InGaAs/InAlAs MQW를 이용한 검출실험에서는 InGaAs layer가 defect free이지만 LT-InGaAs:Be/ InAlAs MQW 보다 높은 전류 신호를 얻을 수 있었다. 이는 InAlAs layer가 저항만 높이는 것뿐만 아니라 carrier trapping layer로써의 역할도 하는 것으로 사료된다.

• 한국소프트웨어감정평가학회 논문지
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• 제16권1호
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• pp.55-63
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• 2020

광대역 광통신 시스템에 사용되는 레이저는 우수한 주파수 선택성과 모드 안정성을 가져야한다. DFB(Distributed Feedback) 레이저는 고주파로 전류 변조를 하더라도 발진 주파수의 변화가 적다. 본 연구에서는 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저에서 굴절률 격자와 이득 격자가 동시에 존재할 때, 오른쪽 거울 면에 반사가 일어나지 않도록 유전막 코팅을 하여 ρ_r=0 이 되도록 하였다. 문턱에서 최소 이득을 필요로 하는 제 1모드에 대하여, 종 방향으로의 발진 모드의 빔 분포와 방사전력비 P_l/P_r를 ρ_l의 위상=π인 경우와 ρ_l의 위상=π/2인 경우에 대하여 비교 검증했다. ρ_l의 위상=π인 경우, 낮은 문턱 전류와 높은 주파수 안정성을 얻기 위해서는, κL이 8보다 커야 한다. ρ_l의 위상=π/2인 경우, 낮은 문턱 전류를 위해서는 κL=1.0이 되도록 해야 하고, 이때 발진 주파수는 격자 주파수와 일치한다. 반사 방지 코팅을 하지 않은, 두 개의 거울 면을 가진 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저보다, 한쪽 거울 면에 무반사 코팅을 한 경우에 모드 선별성이 훨씬 크다.

• 지능정보연구
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• 제22권1호
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• pp.107-118
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• 2016

2020년경 우리에게 모습을 보이게 될 5G 이동통신은 IoT, V2X 등을 비롯하여 다양한 서비스를 고객들에게 제공할 것으로 예상되며, 이러한 서비스를 제공하기 위한 요구사항은 꾸준히 수준을 높여오던 고속 데이터 속도 외에도, 신뢰도, 그리고 실시간 서비스를 위한 지연 감소 등이 가장 중요한 고려사항이 될 것으로 전망된다. 이러한 이유는 5G의 주요 응용분야로 고려되는 분야인 M2M, IoT, Factory 4.0 등의 서비스를 위해서는 기존의 속도뿐 아니라, 특히 지연 및 신뢰성이 매우 중요하게 고려되어야 한다. 특히, 교통관제 등 자동차를 기반으로 하는 다양한 V2X(Vehicle to X)를 활용한 지능형 교통관제 시스템 및 서비스에서는 요구사항이 가장 높은 수준으로 고려될 수 있다. 5G 이동통신을 위하여 세계 각국의 표준화 기구들은 서비스를 규정하고 이를 요구사항에 따라 그룹화하여, 서비스의 시나리오 와 기술적 요구사항을 도출하였고, 최근에는 이러한 시나리오를 위한 요구사항의 수준이 어느 정도 합의에 다다르고 있다. 도출된 서비스 시나리오는 5개이며 이는 다음과 같다. 첫 번째 시나리오는 빠른 데이터 전송이 필요한 서비스로 가상 사무공간의 3차원 정보의 전송을 위해 높은 품질의 데이터를 요구한다. 두 번째 시나리오는 운동장, 콘서트장, 백화점과 같이 군중이 몰린 곳에서도 합리적인 이동통신 광대역 서비스 제공하는 경우이며, 세 번째는 이동 중에 일정 수준의 서비스를 제공하는 경우이고, 네 번째 경우는 지연 및 신뢰도에 대한 매우 강한 요구사항을 갖는 경우이며, M2M 통신과 같이 실시간성 보안 및 산업을 위한 응용 등의 예가 해당된다. 마지막으로 다섯 번째는 유비퀴터스 통신의 예이며, 다양한 요구사항을 가진 많은 수의 디바이스에 대한 효과적인 조정하는 경우를 예로 들 수 있다. 5G 통신은 또한 차세대 망의 구조를 고려하여 SDN(Software Defined Network)기반의 구조를 채택하고 있는데, 이러한 망의 구조는 지연과 신뢰도와 밀접한 관계를 갖고, 최악조건의 경우를 위한 SDN을 고려한 망 구조측면의 검토가 필요하다. 다양한 요구사항 중 5G에서 가장 주요시 고려 되어야 할 지연 및 신뢰도에 가장 적합한 시나리오는 지능형 교통 시스템 및 서비스 환경에서의 응급상황이다. 자동차는 매우 빠른 속도로 5G의 작은 셀들을 지나가고, 응급상황에 전달해야 하는 메시지는 매우 짧은 시간에 전달 및 처리되어야 하는 시나리오로 지연에 민감한 최악조건의 대표적인 예라고 생각할 수 있다. 본 논문에서는 V2X의 응급상황에서 SDN 망 구조 및 정보흐름의 규모에 대한 시뮬레이션을 통하여 시스템 수준의 분석을 진행하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.461-475
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• 2006

본 논문은 Ka/K 통신 대역 및 Ku 방송 대역에서 동작하는 무궁화 3호 정지 궤도 위성을 이용하여 화상 전화, 인터넷과 같은 위성 멀티미디어 및 방송 서비스를 제공하는 이동체 탑재형 안테나 시스템 설계에 관한 것이다. 앙각 방향으로 팬 빔 특성을 갖는 안테나 시스템의 방사부는 준-오프셋 이중 성형 반사판과 삼중 대역 급전기로 구성된다. 또한, 삼중 대역 급전기는 돌출 유전체 막대를 이용한 Ka/K 이중 대역 급전기 및 원형 편파기, 직교 모드 변환기 그리고 Ku 대역 원형 편파 급전 배열로 구성된다. 특히, Ka/K 이중 대역 원형 편파기는 제작이 용이한 comb 구조를 사용하여 구현되었다. Ku 대역 급전 배열은 이동시 위성을 고속으로 추적하기 위하여 전자 빔을 형성할 수 있는 $2{\times}2$ 능동 위상 배열 구조를 갖는다. 그리고, 급전 배열에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기를 이용하여 원형 편파를 생성하는 4개의 방사 소자들을 $90^{\circ}$씩 회전하여 배열함으로써 원형 편파 특성을 개선하였다. Ku 대역 전자 빔을 생성하는 4개의 빔 성형 채널은 출력에서 주 빔 채널 및 추적 빔 채널로 구분되며, 각 채널의 내부 구성 유니트들의 잡음 온도 기여도를 바탕으로 채널 잡음 온도 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 시스템으로부터 측정된 Ka 송신 채널의 $P_{1dBc}$ 출력은 34.1 dBm 이상, K/Ku 수신 채널의 잡음 지수는 각각 2.4 dB 및 1.5 dB 이하의 전기적인 성능들을 보여주었다. 안테나 시스템은 근접 전계 측정 방법을 사용하여 삼중 대역에서의 주 편파 및 교차 편파 방사 패턴들을 측정하였다. 특히, Ku 대역의 방사 패턴 측정은 급전 배열들의 독립 여기에 의한 부분 방사 패턴들을 측정하여 각 능동 채널들의 초기 위상들을 보정한 후 이루어졌다. 안테나 시스템의 Ka/K/Ku 대역에서 측정된 안테나 이득은 각각 39.6 dBi, 37.5 dBi, 29.6 dBi 이상이었으며, 그리고 Ka 대역 송신 EIRP는 43.7 dBW 이상, K/Ku 대역 수신 감도 G/T는 각각 13.2 dB/K와 7.12 dB/K 이상의 우수한 시스템 성능들을 보여주었다.