• 한국전자파학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.111-117
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• 2007

본 논문에서는 기능성 연결부에 대한 응용으로, 연성 인쇄 회로의 조건에서 광역 결합 CPW 구조를 이용한 광대역 Marchand 발룬을 제작 측정하였다. 제안된 발룬은 결합 선로 이론을 바탕으로 설계, 기존의 마이크로스트립 라인 구조의 발룬과 비교하여 작은 크기로 향상된 특성을 나타냈다. 측정 결과 72 %의 넓은 대역폭을 갖고, 가용 주파수 내($1.63{\sim}3.44$ GHz)에서 삽입 손실의 차이와 위상 차이는 각각 0.2 dB, $1^{\circ}$ 이내로 나타났다. 따라서 제안된 발룬은 안테나와 RF 전단부의 연결부로 사용되어 전체적인 성능 향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.238-240
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• 2017

동축 선로를 이용한 발룬은 쉬운 제작, 높은 동작 전력, 안정적인 동작으로 초고주파 회로에서 자주 이용된다. 하지만, 동축 선로 발룬은 동축 선로와 기판에 존재하는 마이크로스트립 선로와의 연결할 때에 발생하는 기생 리액턴스 성분과 동축 선로 자체가 가지는 인덕턴스와 케패시턴스 성분에 의해 정확한 발룬 동작 특성을 예상하기 어렵다. 본 논문에서는 역위상 특성을 가지는 동축 선로 발룬 두 출력 단자에서의 위상 특성을 측정하였다. 이를 바탕으로 보다 개선된 동축 선로 발룬 제작 가능성에 대해 살펴보려 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.563-570
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• 2022

본 논문에서는 슬리브 발룬을 활용하여 3-40GHz에서 향상된 방사 패턴을 나타내는 바이코니컬 안테나를 설계하였다. 안테나에서 상단 원뿔의 링 가장자리는 원통으로 구성되며, 특정 주파수에서 작동하는 슬리브 발룬은 안테나에 연결되어 급전 동축 케이블 표면의 누설 전류를 최소화한다. 본 제안한 슬리브 발룬으로 방사 패턴이 개선되었으며, 3dB 빔폭각도는 3-40GHz에서 67.1-101.1° 범위로 기존 안테나의 21-99° 범위보다 훨씬 넓은 특징을 갖는다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2061-2063
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• 2004

본 논문에서는 짧은 결합 길이를 갖는 평면형 초소형 발룬 및 평형 필터를 설계한다. 구조상 물리적인 접지를 사용하지 않기 때문에, 설계한 평형 필터의 잡음을 최소화할 수 있다. 설계한 발룬은 0.05dB의 크기 평형성과 $0.7^{\circ}$의 위상 평형성을 갖는다. 평형 필터의 측정 결과, 500MHz의 중심 주파수를 기준으로 10%의 대역폭을 가지며, 반사 손실 7dB, 삽입 손실 8dB의 특성을 보인다. 또한 통과 대역에서 크기 평형성이 0.2dB, 위상 평형성이 $1.2^{\circ}$ 의 평형성을 갖는다. 설계한 발룬과 평형 필터는 MMIC나 LTCC공정을 이용하여 구현가능하고, 그럴 경우 손실을 더 줄일 수 있고, 잡음 성능을 개선시킬 수 있다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제6권2호
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• pp.107-112
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• 2007

본 논문에서는 스터브(stub) 선로를 이용한 새로운 방식의 분기 선로(branch line) 발룬 구조를 제안한다. 수직 브랜치에 스터브 선로를 부착하여 발룬의 출력 신호에서 불필요한 우모드 출력을 제거하고 180도 위상차를 가지는 출력 신호만 산출되도록 하였다. 또한 스터브 선로를 사용함으로서 해당 브랜치 선로의 길이를 스터브 길이의 2배만큼 줄일 수 있기 때문에 소형화된 발룬 설계에도 유용하게 사용될 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1273-1274
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• 2015

본 논문에서는 주파수 무관(frequency independence) 특성을 갖는 자기상보 구조(self-complementary structure)로 된 안테나의 급전선로(feed line)로 사용할 수 있는 초광대역 발룬(ultra-wideband balun)을 제안하였다. 발룬을 설계하기 위해 클로펜스타인 테이퍼(Klopfenstein taper)를 사용하여 임피던스 프로파일(impedance profile)을 구하고 이를 평행 스트립 선로(parallel strip line) 구조로 구현하기 위해 등각사상방법(conformal mapping method)을 이용했다. 설계한 발룬을 직접 제작하여 측정한 결과, 대역폭은 반사손실 -10 dB를 기준으로 할 때 0.45~10.53 GHz까지 10.08 GHz로 나타나, UHF(ultra high frequency) 통신대역에서 UWB(ultra-wideband) 통신대역에 이르기까지 매우 넓은 주파수 범위에서 자기상보형 안테나의 입력 임피던스 $188{\Omega}$을 $50{\Omega}$의 특성 임피던스에 정합시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.785-790
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• 2008

본 논문에서는 새로운 발룬 구조를 제안한다. 신호선의 기준점인 접지 면에는 인위적인 결함 기저면이 존재한다. 전송 선로는 마이크로스트립 라인과 슬롯 라인의 변환을 갖는다. 접지면에 존재하는 결함 기저면과 신호선의 전송 모드 변환은 발룬의 특성을 만드는데 유용하게 쓰인다. 결함 기저면의 공진 주파수는 발룬의 동작 주파수를 결정한다. 또한, 전송선의 모드 변환은 투 출력 단자 사이의 위상 반전을 추가 선로 없이 만들 수 있다. 본 논문에서는 발룬의 동작 주파수를 효과적으로 낮출 수 있는 수직 결함 기저면을 적용하여 동작 주파수 2 GHz의 발룬을 설계, 제작 및 측정하여 제시한 설계법의 타당성이 검증되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.44-50
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• 2004

본 논문에서는 FR4(h= 1.6 mm, $\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.6) substrate 상에서 2 GHz 대역의 이중 평형 혼합기를 구현하였다. 일반적으로, DBM(Doubly Balanced Mixer)는 2개의 발룬과 쿼드 다이오드로 구성된다. 발룬을 위해, microstrip과 CPS(Coplanar Strip)을 이용한 새로운 발룬 회로가 제안되고, 설계되어졌다. 제안된 발룬의 측정 결과, 1.5 GHz에서 2.5 GHz내에서 위상의 불평형 정도가 180$^{\circ}$$\pm$ $1.5^{\circ}$이내였으며, 진폭의 불평형 정도가 $\pm$ 0.2 ㏈ 이내였다. 발룬을 사용한 DBM이 성공적으로 구현되었으며, 동작 대역 내에서 up/down 변환기로써 변환 손실은 약 6 ㏈ 정도를 보였다. 더 많은 연구를 통해, backside via를 포함하는 프로세스가 있는 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) DBM에 적용 가능할 것이다.d Circuit) DBM에 적용 가능할 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.366-372
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• 2017

본 논문에서 제시하는 내용은 수신단의 관문 역할을 담당하는 차동 저 잡음 증폭기를 구현 시, 필연적으로 설계가 필요한 발룬에 대한 분석 내용이다. 발룬은 안테나로부터 입력된 단일 신호를 차동 신호로 변환시켜줌으로써 차동 증폭기의 입력으로 사용될 수 있도록 하는 역할을 담당한다. 이 뿐만 아니라, 안테나를 통해서 들어오는 ESD(Electrostatic Discharge)로부터 회로를 보호하고, 입력 정합에 도움을 준다. 하지만, 일반적으로 사용되는 수동형 발룬의 경우, 두 금속선 사이에 형성되는 전자기적 결합을 통해 교류 신호를 전달하는 방식이므로 이득없이 손실을 가지게 될 뿐 아니라 결론적으로 수신단 전체 잡음 지수 저하에 가장 큰 영향을 미치게 된다. 그러므로, 저 잡음 증폭기에서 발룬의 설계는 매우 중요하며, 선로의 폭, 선로 간격, 권선수, 반경, 그리고 레이아웃의 대칭 구조 등을 고려하여 높은 양호도(quality factor)와 차동 신호의 역위상을 만들어내야만 한다. 본문에서 발룬의 양호도를 높이기 위해 고려해야할 요소들을 정리하고, 설계 요소변경에 따른 발룬의 저항, 인덕턴스, 그리고 캐패시턴스의 변화 경향성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 입력 발룬을 설계함으로써 이득 24 dB, 잡음 지수 2.51 dB의 저잡음, 고 이득 차동 증폭기 설계가 가능함을 증명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.811-820
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• 2006

본 논문에서는 초광대역 CPW(Coplanar Waveguide) 발룬을 제안한다. 제 안된 발룬에는 초광대역을 위한 다단윌킨슨 전력 분배기 구조와 CPW의 "X"-형태의 $180^{\circ}$의 위상차 생성 구조를 갖는다. 또한 CPW 선로에 필요한 접지간 연결을 위하여 bottom-bridge와 via-hole을 사용하는 방법을 제안하여 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuits) 제작 공정에서 CPW 회로 제작을 편리하게 하였다. 제안된 발룬은 이론적으로 3 또는 10의 초광대역 주파수 대역폭$(=F_{high}/F_{low})$을 갖는데, 윌킨슨 분배기의 초광대역 주파수 특성 과 S-파라미터 특성을 그대로 발룬의 특성으로 전환된다. 제안된 발룬은 $180^{\circ}$ 위상차 생성을 위한 별도의 추가적인 면적을 요구하지 않으므로, 설계의 바탕이 되는 전력 분배기와 같은 크기를 갖는다. 예로써 제작한 3단과 7단 분배기 구조의 발룬은 각각 $1\sim3GHz,\;0.8\sim5GHz$의 주파수 대역에서 우수한 정합 특성, 출력 단자+간 격리 특성, ${\pm}0.5dB$과 ${\pm}0.45dB$의 전력분배 비 에러를 보여주고 있다. 또한 출력 단자간 위상차 에러는 각각 ${\pm}5^{\circ}$와 ${\pm}10^{\circ}$이다.