본 논문에서는 유효한 DC 전압을 얻기 위해 요구되는 최소입력전압이 충분히 낮으면서도 소비전력이 기존의 정류기 보다 낮은 새로운 NMOS 전류미러형 브리지 정류기를 제안하였다. 설계된 정류기는 13.56 MHz의 HF (for ISO 18000-3)부터 915 MHz의 UHF (for ISO 18000-6) 및 2.45 GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)까지의 전 주파수 범위에 대해 RFID Transponder에 내장된 마이크로 칩을 구동하기에 충분히 높고 잘 정류된 직류전압을 공급할 수 있다. 제안된 NMOS 정류기의 출력특성은 고주파 등가회로를 이용하여 해석하였으며, 동작 주파수 종가에 따른 게이트 누설전류를 효과적으로 감소시킬 수 있는 회로적 방법을 이론적으로 제시하였다. 이러한 방법을 사용하여 설계된 NMOS 전류미러형 브리지 정류기는 3V 피크-투-피크 입력전압과 $45\;K{\Omega}$ 부하저항에서 $100\;{\mu}W$의 소비전력 특성과 2.13V의 DC 출력전압이 구해졌다. 제안된 NMOS 전류미러형 브리지 정류기는 기존의 정류기에 비해 UHF 및 마이크로파 대역에서도 안정적으로 동작하며, 보다 우수한 특성들을 보였다.
본 논문에서는 7 - 11 GHz 대역에서 동작하는 광대역 Microwave Power Module (MPM)을 설계하고 제작하였다. MPM 은 TWT (Traveling Wave Tube)와 SSA (Solid State Amplifier)로 구성되며, TWT와 SSA의 이득을 최적으로 배분하여 잡음지수를 줄일 수 있도록 설계하였다. Agilent사의 ADS (Advanced Design System)을 이용하여 SSA의 컴퓨터 모델링과 시뮬레이션을 수행 하였으며, 직렬 분포형 증폭기 구조를 이용하여 설계 및 제작하였다. 제작된 광대역 MPM은 7 - 11 GHz 대역에서 8.3 - 10.02 dB의 잡음 지수, 9 GHz에서 38.12 dBm의 출력 전력이 측정되었다.
In this paper, we have designed circularly polarized array antenna for 5.8GHz microwave wireless power transmission. To obtain high antenna gain, we studied a single patch antenna, a $2{\times}1$ array antenna, a $2{\times}2$ array antenna, a $2{\times}4$ array antenna, and a $4{\times}4$ array antenna. Commonly, characteristics of each antenna have a frequency of 5.8 GHz and Right Hand Circular Polarization(RHCP) of circular polarization. Also, the results were obtained with the design to each antenna that the return loss was less than -10dB and the axial ratio was less than 3dB. The gain of the antennas was 6.08dBi for a single patch antenna, 9.69dBi for a $2{\times}1$ array antenna, 12.99dBi for a $2{\times}2$ array antenna, 15.72dBi for a $2{\times}4$ array antenna and 18.39dBi for a $4{\times}4$ array antenna. When the elements of the array antenna were increased, it was confirmed that it increased by about 3dBi.
The silver thick film has been used in many industries such as display, chip, solar cell, automobile, and decoration with conventional heating. The silver thick film is fired with optimal time and temperature. However, decreasing the fabrication time is required due to high production power. Furthermore, there is a problem that silver in electrode is diffused throughout any substrates. For inhibiting the Ag diffusion and long fabrication time we considered a microwave heating. We investigated firing of silver thick film with conventional and microwave heating. The temperature of substrate was measured by thermal paper and the temperature of substrate was under $100\;^{\circ}C$ The shrinkage of electrode was measured with optical microscopy and optical profilometry. The shrinkage of electrode heat treated with microwave for 5min was similar to the that fired by the conventional heating for several hours. After firing by two types of heating, the diffusion of silver was determined using a optical microscope. The microstructure of sintered silver thick film was observed by SEM. Based on our results, the microwave heating should be a candidate heating source for the fabrication electronic devices in terms of saving the tact time and preventing the contamination of substrate.
옥수수 대는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 이외에 높은 함량의 리그닌을 포함하고 있어 리그닌 분해를 통해 폴리페놀 생산이 가능하여 천연 항산화물 생산이 가능한 후보이다. 옥수수 대로부터 마이크로파 전처리를 이용해 폴리페놀과 플라보노이드 추출 증대를 위해 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 공정조건을 최적화하였다. 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 마이크로파 출력과 추출 시간 증가에 따라 유의하게 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 조건 최적화에 있어 698.6 W, 240 sec, 0 mol 조건에서 최대 TPC 82.4 mg GAE/g DM과 플라보노이드 18.1 mg QE/g DM이 예측되었다. 기존 추출법인 속실렛과 마이크로파 추출을 비교하였을 때, 마이크로파 추출이 폴리페놀과 플라보노이드 생산에 있어 13.5와 8.0배가 각각 높고 짧은 추출 시간과 낮은 에너지 소비로 기존 추출 대비 효과적인 공정임을 확인하였다. 본 연구는 옥수수 대로부터 유용물질 생산 가능성과 마이크로파 추출법이 상업화 공정 적용이 가능한 효과적인 추출법임을 확인하고 옥수수 대를 이용한 폴리페놀과 플라보노이드 생산을 통해 바이오당 생산과 더불어 부산물 크레딧을 확보하여 바이오 에탄올 가격 경쟁력을 높일 수 있는 추출공정을 제안하였다는 데 의의가 있다고 하겠다.
Total 12 units of high power klystron-modulator systems as microwave source is under operation for 2.5-GeV electron linear accelerator in Pohang Light Source(PLS) linac. RF power and beam power of klystron are precisely measured for the effective control of electron beam. A precise measurement and measurement equipment with good response characteristics are required for this. Input power of klystron is calculated from the applied voltage and the current on its cathode. Tiny measurement error severely effects RF output power value of klystron. Therefore, special care is needed to measure precise beam voltage. Capacitive voltage divider(CVD) unit is intended for the measurement of beam voltage of 400 kV generated from the pulsed klystron-modulator system. Main parameter to determine the standard capacitance in the high arm of CVD is dielectric constant of insulation oil. Therefore CVD should be designed to have a minimum capacitance variation due to voltage, frequency and temperature in the measurement range. This paper will discuss the analysis of capacitive voltage divider for a pulsed high-voltage measurement, and the empirical relations between capacitance and oil temperature variation.
As the 5G service market is expected to grow rapidly, the development of high-power, high-efficiency power amplifiers for the 5G communication infrastructure is indispensable. Gallium nitride (GaN) is attracting great interest as a key device in power devices and integrated circuits due to its wide bandgap, high carrier concentration, high electron mobility, and high-power saturation characteristics. In this study, we investigate the technology trends of Ka-band GaN radio frequency (RF) power devices and integrated circuits for operation in the millimeter-wave band of recent 5G mobile communication services. We review the characteristics of GaN RF high electron mobility transistor (HEMT) devices to implement power amplifiers operating at frequencies around 28 GHz and compare the technology of foreign companies with the device characteristics currently developed by the Electronics and Telecommunication Research Institute (ETRI). In addition, the characteristics of Ka-band GaN monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifiers manufactured using various GaN HEMT device technologies are reviewed by comparing characteristics such as frequency band, output power, and output power density of integrated circuits. In addition, by comparing the performance of the power amplifier developed by ETRI, the current status and future direction of domestic GaN power devices and integrated circuit technology will be discussed.
현재의 디지털 통신 시스템은 매우 다양한 디지털 변조 방식을 채택하고 있다. 이러한 통신 시스템에서는 인접 채널에 대한 간섭을 최대한 줄이기 위해서 필연적으로 선형 전력증폭기를 요하며 동시에 높은 효율의 전력증폭기가 요구된다. 본 논문에서는 선형성 및 효율이 동시에 개선되는 방식의 Doherty전력 증폭기를 시뮬레이션 최적화 기법을 통해 설계하고 동시에 시뮬레이션을 통해 설계한 평형 전력 증폭기의 결과와 비교하여 효율이 20% 선형성이 10dB 개선됨을 보였다.
기존의 Okamoto cavity를 변형시킨 WR-340 도파관을 사용한 cavity를 제작하고 고출력(2.45 GHz, 2 kW)의 헬륨, 질소 및 아르곤 마이크로파 플라즈마(MIP; Microwave Induced Plasma)를 성공적으로 형성시켰다. 플라즈마 생성의 주요한 요인들은 내부전도체의 직경과 내부전도체와 외부전도체간의 간격, 내부전도체 끝과 토치의 위치 등이 있으며 그 중 헬륨 마이크로파 플라즈마에 대하여 cavity의 디자인을 최적화시키고 그 특성을 조사하였다. ICP(Inductively Coupled Plasma)용 mini 토치와 자체 제작한 나선형흐름토치를 비교 연구한 결과, 헬륨 플라즈마 기체 흐름량은 약 25 L/min~30 L/min로서 서로 비슷하였다. 토치 상단부에 석영관을 덧씌워 공기유입을 막은 결과, 340 nm 근처의 NH분자선들이 없어지거나 감소하였다. 플라즈마의 온도 및 전자밀도를 측정한 결과, 4,350 K의 들뜸 온도와 $3.67{\times}10^{11}/cm^3$의 전자밀도를 얻었다. 이 값들은 기존의 다른 마이크로파 플라즈마와 비슷하거나 약간 작은 값이다. 고출력의 플라즈마로서 수용액을 직접 분석하는 것이 가능하였고 현재 Cl의 검출한계는 116 mg/L 수준으로서 아직 분석적인 최적화가 필요한 단계이다.
GaN(Gallium Nitride)는 3.4eV의 넓은 에너지 갭으로 인하여 고전압에서 동작이 가능하고, 분극전하를 이용한 캐리어 농도가 높아 높은 전류밀도와 전력밀도를 얻을 수 있으며, 높은 전자 이동도와 포화 속도로부터 고속 동작이 가능하여 고주파 고출력 고효율 소형의 전력증폭기 소자의 재료로 적합하다. 본고에서는 민수 및 군수 겸용 Ku-대역 및 Ka-대역 GaN 고출력 전력증폭기(SSPA: Solid-State Power Amplifier)와 관련된 GaN 전력증폭 소자, GaN 전력증폭기 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit), 내부정합 패키지형 GaN 전력증폭기 및 GaN SSPA에 대하여, 국내외 특허 기술동향과 연구개발 기술동향을 중심으로 고찰하고자 한다. 국외의 GaN 고주파 고출력 전력증폭기 기술의 연구동향이나 특허동향을 심층분석하여 연구개발에 활용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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