Journal of electromagnetic engineering and science
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제6권4호
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pp.229-234
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2006
This paper presents an advanced method of simulation for EM(electromagnetic) environment that affects on mobile receivers. A new calibration algorithm in the process of simulation is introduced. With a proposed calibration method, the time required for simulation is reduced and this makes it possible to simulate a near-real time EM environment in a shielded anechoic chamber. EM environment data acquisition and logging techniques with GPS for simulation were developed.
SIR(Stepped Impedance Resonator) 공진기로 구성된 대역 여파기는 특히 높은 주파수에서 fringing capacitance와 step 임피던스 불연속 영향으로 설계와 다른 왜곡된 주파수 응답을 가진다. 본 논문은 EM(Electromagnetic) 시뮬레이션을 통해 fringing capacitance와 step 임피던스 불연속 영향을 보상하는 절차를 보였다. 이 방법은 여파기에서 개별 공진기의 결합 전송선 및 결합 전송선을 연결하는 전송 선로를 체계적으로 조정하는 절차이며, 각 공진기 조정 후 제 결합하면 더 이상의 추가 조정을 요구하지 않는다. 또한, 본 방법의 타당성을 보이기 위하여 설계된 5단 SIR 여파기를 제작하여 EM 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 방법의 타당성을 보였다.
Electromagnetic forming (EMF) simulations consider 3-dimensionally coupled electromagnetic-mechanical phenomenon using LS-DYNA, therefore the calculation cost is normally expensive. In this study, a sensitivity analysis in regard to the simulation variables affecting the calculation time was carried out. The EMF experiments were conducted to form an elliptically protruding shape on a high-strength steel sheet, and it was predicted using LS-DYNA simulation. In this particular EMF simulation case, the effect of several simulation variables, viz., element size, contact condition, EM-time step interval, and re-calculation number of the EM matrices, on the shape of elliptical protrusion and the total calculation time was analyzed. As a result, reasonable values of the simulation variables between the simulation precision and calculation time were proposed, and the EMF experiments with respect to the charging voltages were successfully predicted.
본 논문에서는 중심 주파수 2.44 GHz, 상대 대역폭 5 %, 반사 손실 18 dB, 전달 영점 주파수 2.63 GHz을 갖는 트라이섹션 대역 통과 여파기를 다중 포트 EM(ElectroMagnetic) 시뮬레이션을 이용한 설계를 보인다. 교차 결합(cross-coupling)이 포함된 트라이섹션 여파기 결합 행렬을 계산하고, 여파기를 무손실 2-포트 회로로 변환하여 기준형 등가 회로를 결정한다. 여파기 설계를 위해 개별 공진기로 분해한 후 다중 포트 EM 시뮬레이션으로 얻어진 Y-파라미터에서 J-인버터와 서셉턴스 기울기를 기준형 등가 회로의 J-인버터 및 서셉턴스 기울기에 정합하여 여파기 설계 치수들을 결정하게 된다. 결정된 물리적 치수로 구성된 여파기는 결합 행렬에서 고려하지 않은 결합으로 주파수 응답 특성이 기준형 등가 회로에 비해 다소 차이를 보이게 된다. 여파기 응답 특성의 최적화를 위해 초기 설계 치수를 변화시켜 여파기의 EM 시뮬레이션 결과들을 모아 회로에서 최적화하여 최종 설계 치수를 얻는다. 최종 설계 치수를 갖는 여파기를 제작하여 트라이섹션 여파기 설계 방법의 타당성을 검증하였다.
이상적인 전송선을 가정하고 도출된 여파기 설계 공식에 의하여 대역여파기를 설계할 경우, 제작된 여파기는 중심 주파수의 이동 및 주파수 특성의 왜곡을 발생시키며, 주파수가 높아질수록 심각한 문제를 야기한다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 개별 공진기의 EM(Electro-Magnetic) 시뮬레이션을 기초로 한 새로운 여파기 설계 방법을 제안하였다. 이 방법은 여파기를 개별 공진기로 분리하고, EM 시뮬레이션을 통해 개별 공진기의 리액턴스(reactance) 기울기 및 인버터 상수와 같은 여파기 설계 파라미터를 추출한 후, 이것이 인버터와 리액턴스 기울기로 구성된 인버터-기준형 설계치와 같도록 조정하는 것이다. 이와 같이 조정된 공진기를 조합하여 구성된 여파기는 별도의 조정 없이 목적한 설계치를 만족하게 된다. EM 시뮬레이션 시 이미 선로의 분산(dispersion) 및 불연속(discontinuity) 효과를 고려하였기 때문에 더 이상의 조정이 필요 없으며, 이 방법은 인버터-기준형으로 환원되는 대부분의 여파기에 적용 가능하다. 본 논문에서는 5단 SIR 여파기를 예로 들어 여파기 설계의 전반적인 과정을 설명하였고, 평행결합선로 여파기(parallel coupled line filter) 및 hair-pin 여파기에 확장 적용한 예를 보여 이 방법의 타당성을 보였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권2호
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pp.51-56
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2017
This study proposes a modeling process of equivalent terrains to reduce the computational load and time of a full-wave electromagnetic (EM) simulation. To verify the suitability of the proposed process, an original terrain model with a size of $3m{\times}3m$ is equivalently quantized based on the minimum range resolution of a radar, and the radar image of the quantized model is compared with that of the original model. The results confirm that the simulation time can be reduced from 407 hours to 162 hours without a significant distortion of the radar images, and an average estimation error of the quantized model (20.4 mm) is similar to that of the original model (20.3 mm).
최근 모바일 기기는 다기능, 고성능화로 정보 처리 속도는 빠르게 증가하고, 제품의 크기는 소형화, 집적화되면서 기기 내부의 회로는 안테나 또는 인접 회로로부터 방사되는 전자기 간섭에 쉽게 노출되게 되었고, 제품의 성능 저하 및 오동작을 유발시킨다. 이를 방지하기 위해 제품의 설계 단계에서 EM 시뮬레이션을 통해 제품의 전자기적 특성을 예측하고, 이를 고려하여 설계해야 하지만, EM 시뮬레이터는 분석 시간이 오래 걸리고, 분석시간을 단축시키기 위해서 고사양의 시스템 자원이 필요하다. 본 논문에서는 PEEC 방법을 이용하여 원형 전선에 대한 전자기적 특성을 빠르게 분석하는 방법을 제시하였다. PEEC 방법은 도체 내부의 전계 적분 방정식으로부터 도체의 등가회로를 모델링하고, 회로 분석법을 통해 전자기적 특성을 분석할 수 있는 방법으로, EM 시뮬레이터 대비 빠른 시간 안에 전자기적 특성을 분석할 수 있다. 본 논문에서 제시한 방법을 통해 다이폴 안테나로부터 전송선로로의 전자기 결합을 주파수 영역에서 분석하였고, 이를 EM 시뮬레이터의 분석 결과와 비교해 PEEC 방법의 유효함을 검증하였다.
Kim, Dong-Il;Choi, Dong-Soo;Choi, Dong-Han;Kim, Do-Yeol
Journal of electromagnetic engineering and science
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제12권1호
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pp.20-25
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2012
In this paper, the EM wave absorber for ETC system was designed and fabricated. We fabricated several samples in different composition ratios of flaked sendust and CPE(Chlorinated Polyethylene). Absorption abilities were simulated in accordance with different thicknesses of the prepared absorbers and changed complex relative permittivity and permeability according to composition ratio. The optimized mixing ratio of flaked sendust and CPE was found as 60 : 40 wt.% by experiments and simulation. Then the EM wave absorber was fabricated and tested using the simulated data. As a result, the developed EM wave absorber has the thickness of 2.75 mm and absorption ability was 22.5 dB in the case of normal incidence at 5.8 GHz. Therefore, it was confirmed that the newly developed absorber can be used for ETC system.
본 논문에서는 65 nm RF CMOS 공정을 이용한 차량 레이더용 77 GHz 저 잡음 증폭기의 설계 방법론 및 측정 결과를 제시한다. 설계한 LNA는 3단 공통소스 증폭단 구조이며, 전송선을 사용하여 입출력 임피던스 정합을 구현하였다. 3차원 전자기 시뮬레이션 시간을 단축하기 위해 전송선 EM 라이브러리를 사전에 구축하여 정합회로를 설계하였으며, 측정을 통해 제안 방법론의 정확성을 확인하였다. 제작한 저 잡음 증폭기의 최대 이득은 77 GHz에서 10 dB, 입출력 반사 손실은 -10 dB 이하이다.
본 논문에서 낮은 주파수 영역에서는 약 결합된 meander line은 근사적으로 단일 전송선으로 취급할 수 있음을 증명하였다. 이 때 meander line의 특성 impedance는 이 meander line에서 coupling을 무시할 때 단일전송선의 특성 impedance와 같으며, 반면 이것의 등가길이는 coupling없이 계산된 길이에 비해서는 수축되는 것을 보았다. 얻어진 해석적 결과는 회로 simulation 결과와 비교되었으며 또한 EM simulation 결과와 비교결과 결과식은 약 결합시에는 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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