• 제목/요약/키워드: Composite right/left-handed(CRLH)

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메타구조의 CRLH를 이용한 이중대역 전력증폭기 설계 (Design of Dual-band Power Amplifier using CRLH of Metamaterials)

  • 고승기;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권12호
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    • pp.78-83
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    • 2010
  • 본 논문에서는 메타구조를 이용하여 하나의 RF GaN HEMT로 새로운 이중대역에 전력증폭기를 구현하였다. CRLH 전송선로는 이중- 대역 조절 특성을 갖는 메타물질 전송 선로를 만들 수 있다. CRLH 전송 선로의 이중 대역 동작은 전력증폭기의 정합 회로를 구현을 위하여 주파수 오프셋과 CRLH 전송 선로의 비선형 위상 기울기에 의해 얻을 수 있다. 이중대역에서 CRLH 전송 선로를 이용하여 이중대역에서 오직 2차, 3차 고조파 성분만을 조절하였다. 또한, 제안된 전력증폭기의 효율을 향상 시키기 위하여 출력 정합 회로뿐만 아니라 입력 정합회로도 고조파 조절 회로를 이용하여 구현하였다. 두 동작 주파수는 900MHz와 2140MHz로 정하였다. 전력증폭기의 측정된 출력 전력은 각각 900MHz에서 39.37dBm, 2140MHz에서 38.87 dB이다. 이 지점에서 얻은 전력효율 및 IMD는 900MHz에서 PAE 60.2%, IMD는 -23.17dBc, 2140MHz에서 PAE 67.3%, IMD -25.67dBc이다.

무선 에너지 전송을 위한 Class-E 전력증폭기 설계 (Design of Class-E Power Amplifier for Wireless Energy Transfer)

  • 고승기;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권2호
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    • pp.85-89
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    • 2011
  • 본 논문에서는 메타구조를 이용하여 하나의 RF LDMOS로 새로운 Class-E 전력증폭기를 구현하였다. CRLH 구조는 Class-E 전력증폭기 특성을 갖는 메타물질 전송 선로를 만들 수 있다. CRLH 전송 선로는 전력증폭기의 정합 회로를 구현을 위하여 주파수 오프셋과 CRLH 전송 선로의 비선형 위상 기울기에 의해 얻을 수 있다. 또한, 제안된 전력증폭기의 효율을 향상 시키기 위하여 출력 정합 회로에 CRLH 구조를 이용하여 구현하였다. 동작 주파수는 13.56MHz로 정하였다. Class-E 전력 증폭기의 측정된 출력 전력은 39.83dBm, 이득은 11.83 dB이다. 이 지점에서 얻은 전력효율(PAE)은 73%이다.

An Optimal Design of the Compact CRLH-TL UWB Filter Using a Modified Evolution Strategy Algorithm

  • Oh, Seung-Hun;Wu, Chao;Chung, Tae Kyung;Kim, Hyeong-Seok
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권2호
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    • pp.653-658
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    • 2015
  • This paper deals with an efficient optimization design method of a compact ultra wideband (UWB) filter which can improve the characteristics of the filter. The Evolution Strategy (ES) algorithm is adopted for the optimization and modified to suppress the ripple by inserting an additional step to the ES scheme. The algorithm has the ability to control the ripple of an insertion loss in a passband as a modified approach. During the modified ES, a structure of initial shape is changed a lot, while includes the stepped impedance (SI) and the composite right/left handed transmission line (CRLH-TL). And an optimized filter satisfies the UWB specifications on the stopband and passband with an acceptable insertion loss. The filter achieves a much developed shape, the size of $15{\times}14mm$, the 3dB bandwidth from 2.7 to 10.8GHz, the flat insertion-loss less than 1dB, the wide stopband with 12~20GHz, and an acceptable return loss.

CRLH 전송선로의 필터 특성을 이용한 트리플렉서와 삼중대역 증폭기에의 응용 (Triplexer based on Filter Characteristics of CRLH Transmission Line and Triple-Band Amplifier Applications)

  • 윤정호;김영;윤영철
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.433-439
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    • 2012
  • 본 논문에서는 CRLH (Composite Right/Left-Handed) 전송선로의 단위 셀이 갖고 있는 대역통과 특성을 이용하여 서로 다른 대역의 간섭을 최소화한 트리플렉서를 제안하였다. 트리플렉서의 채널 필터는 서로 다른 채널의 공진주파수에서 개방된 것과 같은 입력 임피던스를 갖고 있는데, 이러한 특성은 CRLH 전송선로의 단위 셀의 직렬 공진과 병렬 공진의 결합에 의한 것이다. 구현된 트리플렉서의 측정 결과는 삽입손실 1.5 dB 이하, 반사손실 15 dB 이하, 각 포트간 격리도 25 dB 이하가 되었다. 이러한 특성을 갖는 트리플렉는 삼중대역 증폭기의 입출력부에 연결하여 설계, 실험하였고, 그 결과는 예측된 결과와 유사한 측정결과를 얻었다.

Single FET와 CRLH 전송선을 이용한 이중대역 고효율 전력증폭기 설계 (Design of a Dual Band High PAE Power Amplifier using Single FET and CRLH-TL)

  • 김선숙;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권2호
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    • pp.56-61
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    • 2010
  • 본 논문에서는 단일 FET와 composite right/left-handed (CRLH) 전송선을 이용하여 2.14GHz/5.2GHz 이중대역 고효율 전력 증폭기를 설계 구현하였다. 전송선로를 이용하여 초기의 정합값을 적절히 이동시켜 하나의 능동소자로 2.14GHz/5.2GHz의 이중대역에서 동작되는 전력증폭기를 설계하였다. 이중 대역에서 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 매우 어렵기 때문에, CRLH 전송 선로를 이용하여 이중 대역에서 고효율 특성을 얻도록 오직 2차, 3차 고조파 성분만을 조절하였다. 또한, 이중 대역에서의 출력특성이 균형을 이루도록 하였다. 전력증폭기의 측정된 출력 전력은 각각 2.14 GHz에서 28.56 dBm, 5.2 GHz에서 29 dBm이다. 이 지점에서 얻은 전력 효율, PAE는 2.14 GHz에서 65.824 %, 5.2 GHz에서 69.86 %이다.

일단 CRLH 전송선 구조를 이용한 소형 초광대역 대역 통과 여파기의 설계 (Design of the Miniaturized UWB BandPass Filter Using the 1 Unit of CRLH-TL)

  • 주정호;강승택
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.1402-1407
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    • 2007
  • 본 논문을 통해, 메타 재질 특성을 가지는 CRLH-TL 구조를 이용하는 새로운 개념의 초광대역(UWB) 대역 통과 여파기의 설계법이 제시된다. 기존의 주기성 혹은 유한 다단 구조의 CRLH-TL가 아닌, 단일 구조만을 이용하여, 관내 파장의 0.25배 길이의 공진기를 기반으로 하는 여파기에서 가질 수 없는 초소형 구조를 형성한다. 특히 초광대역 통과 특성을 위해 필요한 강결합은 인터디즈틀 평행 결합 선로 양단의 접지된 스터브 구조를 통해 구현된다. 제안하는 설계 방안의 타당함은 전자기 모의 시험과 제작품의 측정을 통해 증명되며, 여파기의 전체크기가 '관내 파장/9.4'로의 축소, UWB 100 % 이상의 통과 대역폭, 1 dB 이하의 삽입 손실, 높은 평탄도의 군지연 등의 주파수 영역 특성 결과를 보인다.

군 위성통신 중계기용 대역통과 여파기 특성을 갖는 CRLH O-차 공진 기반 소형 전력분배기의 설계 (Design of a Miniature Power Divider Based on the CRLH Zeroth Order Resonator with the Bandpass Filtering for the Military Satellite)

  • 엄다정;강승택;송충호;우춘식;박도현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권8C호
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    • pp.637-644
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    • 2012
  • 본 논문에서는 새로운 소형 전력 분배기를 제안한다. 기존의 Wilkinson 전력 분배기에서 ${\lambda}/4$ 길이의 분기선로 대신 ${\lambda}/12$ 길이의 CRLH 전송선 0차 공진 대역통과 여파기를 사용하여 전체구조의 물리적 크기를 줄였다. 분기 선로의 위상을 만족하면서 원하는 주파수를 중심으로 대역을 형성하고 전력 분배가 이뤄지는 기능을 가진다. 설계방법의 타당성 확인을 위해 군위성 통신 시스템의 L-대역을 적용예로 선택하여 등가 모델과 3차원 모의실험의 성능과 함께 분산도와 ZOR 전계분포로써 CRLH의 특성이 제시된다. 모의실험 결과는 측정결과와 비교하였으며 제안기법의 소형화 효과가 논의된다.

메타 재질 구조 CRLH 전송선 기반 소형 이중 대역 비균등 전력분배기 (Dual-Band Unequal Power-Divider Miniaturized by Metamaterial CRLH Phase-Shift Lines)

  • 엄다정;강승택
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권9호
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    • pp.1048-1057
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    • 2012
  • 본 논문에서는 새로운 소형 이중 대역 비균등 전력 분배기를 제안한다. 기존의 1:2 비균등 Wilkinson 전력 분배기에서 ${\lambda}$/4 길이의 분기 선로 대신 CRLH 위상천이용 전송선을 사용하여 전체 구조의 물리적 크기를 줄인다. 메타 재질 구조의 비선형 분산 특성을 이용하여 비균등 분기선들이 $f_1$, $f_2$에서 각각 $+90^{\circ}$, $-90^{\circ}$의 위상이 나타나는 이중 대역 특성을 갖도록 설계한다. 설계 방법의 타당성 확인을 위해, 등가 모델, 3차원 모의실험의 성능과 함께 CRLH의 특성인 분산도가 제시된다. 모의실험 결과와 측정 결과를 비교하였으며, 제안 기법의 소형화 효과가 논의된다.

CRLH 전송선로를 기반으로 한 이중대역 비대칭 전력 분배기 (Dual-Band Unequal Power Divider based on CRLH Transmission Line)

  • 류재현;김영;윤영철
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.909-915
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    • 2010
  • 이 논문은 CRLH 전송선로의 이중대역 특성을 이용하여 비대칭 전력 분배기를 제안하였다. 이 분배기는 이중대역 브랜치라인 하이브리드 결합기, 결합기의 입력과 고립 포트의 연결 선로 그리고 ${\lambda}/4$ 변환기로 구성되어 있다. 이것의 동작은 이중대역의 브랜치라인 하이브리드 결합기를 이용하여 입력 신호를 결합기의 입력과 고립 포트에 연결할 때 서로 다른 길이의 전송선로를 연결함으로서 하이브리드 결합기의 두 출력 포트에서 동위상을 갖고 비대칭으로 출력되도록 하였다. 이것은 기존의 비대칭 윌킨슨 분배기의 단점을 보완한 것으로 시뮬레이션 결과가 0 dB ~ 20 dB 까지의 출력비를 나타내도록 설계하였다. 이와 같은 기능이 동작하는지 확인하기 위하여 880 MHz 와 1850 MHz에서 동작하는 이중대역 비대칭 전력분배기를 제작하여 각각의 주파수에서 3.2 dB ~ 8.8 dB, 2.5 dB ~ 14.0 dB까지 분배되는 것을 확인하였다.

유도 결합형 Inverter와 Metamaterial을 이용한 넓은 저지 대역을 갖는 소형 GSM 대역 통과 여파기의 설계 (Design of the Miniaturaized UHF Bandpass Filter with the Wide Stopband Using the Inductive-Coupling Inverters and Metamaterials)

  • 주정호;강승택
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.95-101
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    • 2008
  • 본 논문은, '불균형 조건의 메타 재질 구조'를 이용하여 GSM 대역에서 불요파 억제와 효과적인 소형화를 얻는 새로운 대역 통과 여파기 설계 기법을 제시한다. 기존의 반파장 및 025배 파장 공진기 기반의 여파기들과 비교하여, 본 CRLH 여파기는 처음으로 제안되는 유도성 결합 inverter에 의해 0차 공진기들이 결합되고, 이것을 사용함으로써 40$\sim$50 dB 하모닉 억제 효과와 80 %율의 소형화 얻는데 위한 우수한 성능을 보여준다. 이 기법의 타당성이 등가 회로와 분산도의 도출과 함께 성능 예측과 실험을 통해 검증된다.