본 논문에서는 ATSC 지상파 DTV 시스템의 단일 주파수 망 구성을 위한 궤환간섭 제거기(Feedback Interference Canceller: FIC)를 가지는 등화형 디지털 동일채널 중계기(Equalization Digital On-Channel Repeater: EDOCR)를 제안한다. 제안된 FIC를 가지는 EDOCR은 송/수신 안테나의 충분치 못한 분리도로 인해 야기된 궤환신호를 FIC를 통해 제거함으로써 송신출력을 높일 뿐만 아니라, 등화기를 통하여 송신기와 중계기 간 다중경로 신호 및 잔존하는 궤환신호를 제거하여 기존의 동일채널 중계기 보다 우수한 출력신호 품질을 보장한다. 또한, 본 논문에서는 전산실험을 통해 FIC를 가지는 EDOCR의 성능의 우수성을 검증한다.
본 논문에서는 휘어짐이 가능한 유연한 기판 위에 X-대역에서 동작하는 PIN 다이오드 기반 재구성 주파수 선택 표면구조 (RFSS)를 설계하였다. 제안된 구조는 윗면에 십자형 루프 패턴과 인덕턴스 성분의 스터브 사이에 위치한 PIN 다이오드의 전기적 제어를 통해 C-대역(OFF)과 X-대역(ON)에 대한 주파수 재구성이 가능하며, 그리드 형태의 전원 바이어스 회로와 비아홀구성을 통해 기생 결합을 최소화함으로써 단위구조와의 격리도를 확보하였다. 설계한 결과를 바탕으로 유연한 필름기판위에 제안한 RFSS 를 제작하고, 측정 실험을 통해 입사파의 편파와 입사각 그리고 단일 곡률을 갖는 곡면에 대한 안정적인 투과 특성을 확인하였다.
In this paper, a new architecture for a cost-effective power conditioning systems (PCS) using a single-sourced asymmetric cascaded H-bridge multilevel inverter (MLI) for photovoltaic (PV) applications is proposed. The asymmetric MLI topology has a reduced number of parts compared to the symmetrical type for the same number of voltage level. However, the modulation index threshold related to the drop in the number of levels of the inverter output is higher than that of the symmetrical MLI. This problem results in a modulation index limitation which is relatively higher than that of the symmetrical MLI. Hence, an extra voltage pre-regulator becomes a necessary component in the PCS under a wide operating bias variation. In addition to pre-stage voltage regulation for the constant MLI dc-links, another auxiliary pre-regulator should provide isolation and voltage balance among the multiple H-bridge cells in the asymmetrical MLI as well as the symmetrical ones. The proposed PCS uses a single-ended DC-DC converter topology with a coupled inductor and charge-pump circuit to satisfy all of the aforementioned requirements. Since the proposed integrated-type voltage pre-regulator circuit uses only a single MOSFET switch and a single magnetic component, the size and cost of the PCS is an optimal trade-off. In addition, the voltage balance between the separate H-bridge cells is automatically maintained by the number of turns in the coupled inductor transformer regardless of the duty cycle, which eliminates the need for an extra voltage regulator for the auxiliary H-bridge in MLIs. The voltage balance is also maintained under the discontinuous conduction mode (DCM). Thus, the PCS is also operational during light load conditions. The proposed architecture can apply the module-integrated converter (MIC) concept to perform distributed MPPT. The proposed architecture is analyzed and verified for a 7-level asymmetric MLI, using simulation results and a hardware implementation.
본 논문에서는 S-band 대역에서의 수신단 one-chip MMIC 저잡음 증폭기, 믹서의 설계 및 제작, 측정에 관한 연구를 수행한다. 저잡음 증폭기는 공통 소스 구조의 2단으로 설계하였으며, 믹서는 LO 및 RF balun으로 구성되고, 이는 능동 소자를 이용하여 구현하였다. 각 능동 소자의 공정상의 변화를 보상하기 위하여 새로운 바이어스 안정화 회로를 적용하였다. 그리고 이를 단일 칩으로 구현, 제작하였다. 측정 결과로 저잡음 증폭기는 2.1 GHz에서 15.51 dB의 이득과 1.02 dB의 잡음지수를 가지고 있으며, 믹서의 변환 이득은 -12 dB이며 IIP3는 약 4.25 dBm, 포트간 격리도는 25 dB 이상의 값을 가진다. 제안된 새로운 바이어스 회로는 FET와 저항으로 구성되며 공정상의 변화와 온도의 변화 등에 의한 문턱 전압의 변화를 보상해 줄 수 있다. 제작된 칩의 크기는 $1.2[mm]\times1.4[mm]$이다.
이 논문에서는 실리콘 기판 등가 회로 모델과 새로운 모델 파라미터 추출 방법을 보인다. 등가 회로 모델을 해석함으로써 회로 블록 사이의 기판 커플링 특성을 고찰하고, 커플링의 크기를 회로 동작 주파수와 특성 주파수(시스템의 폴과 제로 주파수)를 사용하여 분석함으로써 기판 커플링의 물리적 특성을 정량적으로 해석하였다. 제안된 등가회로 모델과 모델 파라미터 추출 방법의 정확성과 타당성을 실험적으로 검증하기 위하여 표준 CMOS 공정을 사용하여 다양한 거리와 기판 저항, 그리고 가드링 구조를 갖는 테스트 패턴을 설계, 제작하고 100 MHz-20 GHz 주파수 영역에서 측정하였다. 그리고 실리콘 기판 등가 회로 모델 을 사용하여 HSPICE를 사용하여 시뮬레이션하고 그 결과를 측정 결과와 비교함으로써 제안된 회로 모델과 파라미터 추출 방법의 정확성을 보였다. 따라서 등가 회로 모델과 파라미터 추출 방법은 정확한 혼성 신호 회로 디자인과 효과적인 시스템의 성능 검증에 유용하게 사용될 수 있다.
위성 운용 중 발생할 수 있는 오류에 대한 대비를 고장 관리 설계라고 한다. 고장 관리 설계는 위성에 이상 현상이 나타나는 경우 감지하고 고립시키며, 지상에서 위성과 접속한 이후 오류 사항을 파악하고 대응책을 마련할 때까지 위성을 안전한 상태로 유지하는 기능을 포함한다. 안전 모드 운용은 정상 운용과는 다르게 비행 소프트웨어를 탑재한 탑재 컴퓨터와 전력 제어 및 분배 장치 주관 하에 지상국의 접속 없이 이루어진다. 오류 발생 시 고장 관리 설계에 따라 자동화된 동작이 이루어지는 만큼 지상 시험 단계에서 고장 관리 로직 및 관련 하드웨어가 설계된 대로 동작하는지를 철저하게 검증해야 한다. 또한 실제와 유사한 오류를 위성에 손상 없이 인가해야 한다. 고장 관리 설계 검증시험은 위성을 구성하는 다양한 부분체에 대해서 수행되나 본 논문에서는 저궤도 위성의 비행 모델을 대상으로 수행된 자세제어계와 전력계 시험의 설계에 대해 서술하고 결과에 대해 정리하였다.
본 논문에서는 기존의 Wilkinson 전력 분배기의 1/4 파장 정합 선로를 유도성 슬릿이 삽입된 3가닥 결합 구조로 구현함으로써 점유면적을 줄이고 전기적 특성을 개선시킨 새로운 구조의 전력 분배기를 제안하였다. 정합 선로의 결합 구조로 인해 발생하는 전기적 특성과 위상의 변화를 유도성 슬릿과 선로의 길이 조정으로 보상하였다. 삽입된 유도성 슬릿의 인덕턴스 값은 폭과 깊이에 의해 결정되는데, 인덕턴스의 최적화를 통하여 상호 커패시턴스를 보상함으로써 전기적 특성을 향상시킬 수 있었다. 제작된 전력 분배기는 중심 주파수 f= 1.75 GHz에서 입,출력 단 반사 특성이 각각 -34.2 dB, -34.3 dB를 나타내었고 출력 단간 격리도 특성은 -36.7 dB를 나타내어 기존의 것에 비해 수치적으로 우수한 특성을 유지하였다. 크기 면에서도 3가닥 결합 구조로 구현함에 따라 2차원적인 점유면적을 기존의 약 1/3배로 줄였다.
An antenna arrays for a satellite navigation systems require more antenna elements to mitigate multiple jamming signals. In order to maintain the small array size while increasing the number of antenna elements, miniaturization technique is essential for antenna design. In this work, an electrically small circular microstrip patch antenna with a 3 dB hybrid coupler is designed as an element antenna, where the 3 dB hybrid coupler can yield the circularly polarized radiation characteristic. The miniaturized element antenna typically has too large capacitance in GPS L1 and GLONASS G1 bands, making it difficult to match with a single stand-alone non-Foster matching circuit (NFMC) in a stable state. Therefore, we propose a new matching technique, referred to as the hybrid matching method, which consists of a NFMC and a passive circuit. This passive tuning circuit manages reactance of antenna elements at an appropriate capacitance without a pole in the operating frequency range. The antenna array is fabricated, and the measured results show a reflection coefficient of less than -10 dB and an isolation of greater than 50 dB. In addition, peak gain of the proposed antenna is increased by 22.3 dB compared to the antenna without the hybrid matching network.
Recently, the LED(Light Emitting Diode) is expected to replace conventional lamps including incandescent, halogen and fluorescent lamps for some general illumination application, due to some obvious features such as high luminous efficiency, safety, long life, environment-friendly characteristics and so on. To drive the LED, a single stage PFC(Power Factor Correction) flyback converter has been adopted to satisfy the isolation, PFC and low cost. The conventional flyback LED driver has the serious disadvantage of high 120Hz output current ripple caused by the PFC operation. To overcome this drawback, a new PFC flyback with low 120Hz output current ripple is proposed in this paper. It is composed of 2 power stages, the DCM(Discontinuous Conduction Mode) flyback converter for PFC and BCM(Boundary Conduction Mode) boost converter for tightly regulated LED current. Since the link capacitor is located in the secondary side, its voltage stress is small. Moreover, since the driver is composed of 2 power stages, small output filter and link capacitor can be used. Especially, since the flyback is operated at DCM, the PFC can be automatically obtained and thus, an additional PFC IC is not necessary. Therefore, only one control IC for BCM boost converter is required. To confirm the validity of the proposed converter, theoretical analysis and experimental results from a prototype of 24W LED driver are presented.
두 종류의 넓은 대역폭을 갖는 ring hybrids(하나는 coupled line이 포함되어 있고, 다른 하나는 left-handed transmission line을 포함한 ring hybrids)가 비교되었으며, 비교 결과로부터 coupled line을 포함한 ring hybrid가 모든 면에서 우수한 특성을 가짐을 보여줬다. 그러나, coupled line을 포함한 ring hybrid는 -3 dB coupling power를 가질 경우에 한해서만이 perfect matching이 이루어지기 때문에, perfect matching을 갖는 coupled line ring hybrid는 2차원으로 구현하기는 거의 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위해서 coupled line을 해석했고, 그 해석 결과로부터 coupling coefficient에 관계없이 어느 경우에도 perfect matching을 이룰 수 있는 설계 식을 유도했다. 이 설계식을 이용하여, transmission line의 길이가 ${\pi}$보다 큰 경우에도 적용될 수 있는 크기를 줄이기 위한 새로운 형태의 transmission line 등가회로를 제시했다. 이 새로운 형태의 transmission line의 등가회로를 이용하면 기존의 ring hybrid의 $3\;{\lambda}/4$의 transmission line을 줄이는 데 사용할 수 있기 때문에 ring hybrid의 크기를 더욱 줄이는데 장점이 될 수 있다. 이 등가회로를 증명하기 위해서, coupling power를 고정하고 또는 transmission line의 길이를 고정하는 2가지 형태의 simulation을 하였으며, 대역폭은 coupled line의 coupling power에 직접적인 상관 관계가 있음을 보였다. 기존의 등가회로와 새로운 형태의 등가회로를 이용하여, 작고 넓은 대역폭을 가지는 ring hybrid를 제시하였다. 새로 제시된 ring hybrid를 이용하여, 기존의 ring hybrid와 비교하였다. 비교 결과로부터, 본 논문에서 제시한 ring hybrid의 전체 ring 둘레가 1/3보다 더 작음에도 불구하고, 대역폭이 훨씬 넓음을 보여줬다. 작고 넓은 대역폭을 가지는 ring hybrid를 측정했으며, 측정 결과는 -2.78 dB, -3.34 dB, -2.8 dB, -3.2 dB의 power division 특성을 보여줬으며, matching과 isolation은 20 % 이상의 대역폭에서 -20 dB보다 좋은 특성을 보여줬다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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