가장 많이 쓰이는 FR4 이층 기판을 사용하여 3 dB 커플러를 설계하고 제작하였다. 커플러 일부의 겹치는 면적을 키워서 커플링을 증가시키고 대역폭을 증가시키는 구조를 제안하였다. 설계를 위한 주요 파라미터 값들을 여러 조건에 따라 도시하였고, 시뮬레이션과 측정을 통해 검증하였다. 제작된 커플러의 크기는 $30{\times}14mm^2$이고, 중심 주파수 2.5 GHz 에서 0.6 dB의 삽입 손실과 $90.5^{\circ}$의 위상차를 측정으로부터 얻었다. 측정된 삽입 손실 $3.6{\pm}0.5dB$에 대한 주파수 범위는 1.72 GHz에서 3.08 GHz이다. 제안한 커플러는 기존의 랭 커플러와 유사한 성능을 보였고, 와이어 본딩 공정이 필요 없어 추가 비용이 들지 않고 도선의 폭과 간격이 넓어서 제작이 용이하다.
본 논문은 서포터 생성 기법으로 형태학적 기하학 연산을 대신하여 층 단면 영상에 형태학적 영상 처리를 적용함으로 서포터를 생성하는 방법을 제안하였다. 기하학적 연산 비용은 일반적으로 형태에 의존적이지만 본 방법은 영상 내의 형태에 무관하게 적용된다. 돌출부에 대한 외부 서포터 영역을 얻는 방법으로 2개의 층 단면 영상에 대한 형태학적 영상 처리 방법 및 처리 과정의 예를 보였다. 내부 서포터 영역에 대하여 하나의 층 단면으로부터 침식과 열림을 통해 얻는 과정을 나타내었다. 그리고 이러한 서포터 영역을 얻고 서포터 구조를 통한 서포터를 생성하였다. 이어서 제작한 DLP 프린터에 서포터 구조를 가진 조형물을 제작하였다. 또, 서포터 형태에 따라 조형되는 소재의 특성이 조형에 주는 변화를 통해 소재에 따른 개별적인 서포터 구조를 통한 서포터 생성 방법의 필요성을 확인하였다.
Tn this paper, PCB (Printed Circuit Board) embedded $BaTiO_3$ MIM capacitors were designed, fabricated, and characterized for low cost organic SOP applications by using 3-D EM simulator and low temperature processes. Size of electrodes and thickness of high dielectric films are optimized for improving the performance characteristics of the proposed embedded MIM capacitors at high frequency regime. The selected thicknesses of the $BaTiO_3$ film are $12{\mu}m$, $16{\mu}m$, and $20{\mu}m$. The fabricated MIM capacitor with dielectric constant of 30 and thickness of $12{\mu}m$ has capacitance density of $21.5p\;F/mm^2$ at 100MHz, maximum quality factor of 37.4 at 300 MHz, a quality factor of 30.9 at 1GHz, self resonant frequency of 5.4 GHz, respectively. The measured capacitances and quality factors are well matched with 3-D EM simulated ones. These embedded capacitors are promising for SOP based advanced electronic systems with various functionality, low cost, small size and volume.
본 논문에서는 모노폴 안테나를 변형한 평면형 모노폴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나의 루프구조 중심부를 개방하고 일정 부분을 내부로 접어서 안테나의 선로간의 커페시턴스를 증가하여 리액턴스 값을 최소화하였으며, 또한 안테나의 크기를 약 20%정도 최소화하였다. 제안된 안테나는 단일 평면으로 구현할 수 있는 CPW(Coplanar waveguide) 급전방법을 이용하였다. 안테나의 이득은 최대 3.1[dBi]이며 대역폭은 $VSWR{\le}2$를 기준하여 900MHz ($2.6{\sim}3.56GHz]$)로 29.9% 대역폭을 얻었다. 이는 S-DMB대역을 충족시킬 수 있다.
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제2권3호
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pp.275-282
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2013
Applications such as vibration isolation, gravity compensation, pick-and-place machines, etc., would benefit from (long-stroke) cylindrical/tubular permanent magnet (PM) actuators with integrated passive gravity compensation to minimize the power consumption. As an example, in component placing (pick-and-place) machines on printed circuit boards, passive devices allow the powerless counteraction of translator including nozzles or tooling bits. In these applications, an increasing demand is arising for high-speed actuation with high precision and bandwidth capability mainly due to the placement head being at the foundation of the motion chain, hence, a large mass of this device will result in high force/power requirements for the driving mechanism (i.e. an H-bridge with three linear permanent magnet motors placed in an H-configuration). This paper investigates a tubular actuator topology combined with passive gravity compensation. These two functionalities are separately introduced, where the combination is verified using comprehensive three dimensional (3D) finite element analyses.
In this paper, an ultra-wideband internal antenna for use in mobile applications is proposed. The proposed antenna has symmetrical bi-arm structures printed on the top and bottom of the substrate, and it occupies a compact area of 10 mm ${\times}$ 10 mm ${\times}$ 1 mm. The designed antenna has an impedance bandwidth from 3 GHz to 12 GHz and near omnidirectional radiation patterns over the frequency band of interest. The group delay between two antennas fabricated using the proposed design is less than 0.8 ns, and the maximum gain variation is about 3.16 dB.
본 논문에서는 십자모양의 마이크로스트립 급전선을 사용하여 슬롯 폭이 넓은 경우 기존의 급전선 구조보다 쉽게 정합을 이룰 수 있는 방법을 제시하였다. 마이크로스트립 안테나의 단점인 좁은 대역폭을 확장시켰으며, FDTD법을 이용하여 십자형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로스트립 슬롯 안테나의 특성을 해석하고, 최대 대역폭을 갖는 안테나를 제작 및 실험하였다. FDTD법으로 모델링하여 전계분포를 시간영역에서 계산하였고, 이를 Fourier변환시켜 슬롯 안테나의 반사손실, 전압 정재파비, 입력 임피던스, 복사패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 슬롯의 폭(Ws), 수평 급전선의 길이(l/sub d/)와 수직 급전선의 길이(l/sub u/), 그리고 offset에 따라 대역폭이 변화하였다. 이러한 결과로부터 최적화할 때, 전압 정재파비가 2이하인 대역폭은 1.975 GHz에서 4.725 GHz로 약 1.3 옥타브의 광대역 특성을 얻었다.
최근 잉크젯 프린팅 기술을 이용한 인쇄전자 분야가 차세대 기술로서 각광받고 있으며, 복수의 프린트 헤드(head)로부터 다양한 잉크 형태의 소재를 정밀하게 출력하여 적층할 수 있는 3D 프린팅 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 잉크젯 3D 프린팅 기술을 이용하여 광경화성 실리카 잉크와 PVP가 첨가된 나노 구리 잉크로 절연층과 전도층의 복합구조체를 제작하였다. 프린팅 구동 조건과 잉크의 유변학적 거동을 최적화하여 정밀한 광경화 실리카 절연층을 적층 제조하였으며, 절연층의 저항은 2.43 × 1013 Ω·cm의 값을 나타내었다. 광경화 실리카 절연층 위에는 액적 간격 제어를 통하여 나노 구리 전도층을 프린팅하였다. PVP 첨가 나노 구리 잉크의 소결은 IPL 광소결 공정을 이용하였으며, 어닐링 온도와 인가 전압 변화에 따른 전기적, 기계적 특성을 확인하였다. 100℃ 어닐링 온도와 700 V IPL 광소결 조건에서 PVP가 첨가된 나노 구리 전도층의 저항은 29 μΩ·cm으로 매우 낮으며, 광경화 실리카 절연층과의 접착력은 매우 우수한 것으로 확인하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제12권3호
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pp.320-330
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2012
In this paper, we investigate the power integrity of grid structures for power and ground distribution on printed circuit board (PCB). We propose the 2D transmission line method (TLM)-based model for efficient frequency-dependent impedance characterization and PCB-package-integrated circuit (IC) co-simulation. The model includes an equivalent circuit model of fringing capacitance and probing ports. The accuracy of the proposed grid model is verified with test structure measurements and 3D electromagnetic (EM) simulations. If the grid structures replace the plane structures in PCBs, they should provide effective shielding of the electromagnetic interference in mobile systems. An analytical model to predict the shielding effectiveness (SE) of the grid structures is proposed and verified with EM simulations.
본 논문에서는 USB Dongle에 적용 가능하고 Wibro(2.3~2.4 GHz), Wi-Fi(2.4~2.5 GHz), LTE7(2.5~2.7 GHz) 대역을 지원하는 광대역 안테나 설계 기법을 제안한다. 제안된 안테나는 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 기본으로 설계되었고, 리액티브 소자를 이용하여 임피던스 조절이 가능하고, 급전 구조와 방사체 간의 커플링을 조절하여 광대역을 실현하였다. 그 결과, 유전율이 4.4인 FR-4 PCB에서 $15{\times}5$ mm의 협소한 공간에서 안테나의 대역폭은 반사계수 -10 dB 기준으로 약 1 GHz 대역폭을 실현했다. 측정된 반사 손실, 대역폭과 방사 패턴은 시뮬레이션 값과 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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