본 논문에서는 한 보드에서 GPS/GLONASS 대역을 이용하여 컨테이너의 위치정보를 확인 할 수 있고, 위치 정보를 실시간으로 이동통신망으로 전송 할 수 있는 GSM/WCDMA 대역의 안테나를 설계하였다. GPS(1.575.42MHz)와 GLONASS(1.602MHz) 듀얼 대역을 지원하는 마이크로스트립 패치 안테나를 최적화하였고, 안테나의 크기는 $25{\times}25{\times}5[mm]$이다. GSM(824-960MHz)와 WCDMA(1970-2170MHz) 이중대역을 지원하는 칩 모노폴 안테나를 최적화 하였고, 안테나의 크기는 $27{\times}8{\times}3.2[mm]$이다. 위성 수신레벨을 증폭하기 위해 2단 저잡음 증폭기(LNA)를 설계하였고. LNA 이득은 27[dB]이다. 안테나의 측정지그의 크기는 $100{\times}30{\times}1[mm]$이다.
본 논문에서는 W-대역 저잡음증폭기의 온도에 따른 이득 변동을 경감시킬 수 있는 온도보상회로를 기술하였다. 제안된 캐스코드 온도보상 바이어스회로는 공통-소스 저잡음증폭기의 게이트 바이어스를 자동으로 조절하여 소신호 이득의 변화를 억제한다. 설계된 회로는 100-nm GaAs pHEMT 공정 디자인킷으로 구현되었다. 제안된 바이어스 회로를 적용한 W-대역 저잡음증폭기의 시뮬레이션 이득값은 -35~71℃ 범위에서 20 dB 이상, ±0.8 dB 내의 변동값을 보였다. 본 논문에서 제시한 회로는 레이더용 밀리미터파 수신기에 적용되어 안정적인 성능을 낼 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 저잡음 증폭기와 무바이어스 쇼트키 다이오드를 사용하여 W-Band에서 동작하는 밀리미터파 다이오드 검출기를 설계, 제작하였다. 향상된 감도 특성을 얻기 위해 다이오드 검출기는 검출기와 저잡음 증폭기로 구성된다. 저잡음 증폭기단은 발진을 제거하기 위해, 높은 저지 대역 특성을 갖도록 설계된 하우징에 저잡음 증폭기 MMIC 칩을 사용해 제작한다. 다이오드 검출기단은 단순한 구조를 사용하기 위해 무바이어스 쇼트기 다이오드를 사용하고, 저잡음 증폭기단과의 연결을 용이하도록 하기 위해 평면형으로 설계한다. 설계 및 제작된 W-band 검출기는 입력 전력 -45~-20 dBm의 변화에 대하여 20~500 mV의 출력 전압을 얻었다. 본 검출기는 수동 밀리미터파 영상 시스템에 적용할 수 있다.
본 논문에서는 레이더 탐지기용 RF 모듈단의 광대역 저잡음 증폭기, 혼합기 그리고 발진기를 설계 및 구현하였다. 이득 평탄도가 좋지 않아 특정 주파수에서 감도가 저하되는 기존 상용 제품의 단점을 개선하기 위해 RF 모듈단의 구조를 제안한다. 제안한 RF 모듈단은 광대역 2단 저잡음 증폭기와 혼합기, 그리고 세 개 대역의 발진기로 구성되어 여러 주파수를 검출할 수 있는 동시에 최대 이득과 이득 평탄도를 향상시켰다. 제작된 RF 모듈단의 측정 결과, 전 대역에서 36 dB 이상의 변환 이득을 나타내었으며 이득 평탄도는 5 dB를 나타내었다. 이러한 결과는 기존 상용 제품의 문제점인 최대 이득을 35 dB에서 41 dB로 6 dB 향상시켰고, 이득 평탄도 또한 22 dB에서 5 dB로 17 dB 개선시켰음을 보여준다.
본 논문은 32, 72, 80MHz 의 주파수에서 작동하는 블루투스 저에너지(BLE) 스마트 태그 애플리케이션용으로 설계된 보정 기능이 있는 레퍼런스 클럭 합성기(CR)에 대해 설명합니다. 기존 주파수 합성기와 달리 제안된 설계는 외부 소자가 필요하지 않습니다. 단일 종단 안테나를 사용하여 2.4GHz 신호에서 - 36dBm 의 최소 입력 전력을 수신하는 클럭 합성기(CR)는 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 수신된 RF 신호를 처리하여 클럭을 합성합니다. 이 방식을 통해 시스템은 크리스털에 의존하지 않고 레퍼런스 클럭을 생성할 수 있습니다. 수신된 신호는 LNA 에 의해 증폭된 이후 16 비트 ACC(자동 클럭 보정) 회로에 입력됩니다. ACC는 수신된 신호의 주파수를 발진기 출력 주파수와 비교하여 주파수 계산 방법을 통해 32MHz 레퍼런스 클럭 합성을 용이하게 합니다. 발진기는 주파수 분배기가 있는 링 발진기(RO)를 사용하여 구성되며, 다양한 시스템 구성 요소에 대해 세 가지 주파수(32/72/80MHz)를 제공합니다. 제안된 주파수 합성기는 55nm CMOS 공정을 사용하여 구현되었습니다.
In this paper, dual-feed circularly polarized microstrip patch antenna for GPS L1, GPS L2, GLONASS L1 signal was fabricated by using stacked patch. It was fed by dual coaxial probe on the patch at 50ohm impedance, and was simulated to resonate at GPS L1, GPS L2, GLONASS L1. To realize characteristics of right hand circular polarization using dual-feed stacked patch antenna and hybrid coupler for $90^{\circ}$ phase difference. Output of hybrid coupler was contacted input of Low Noise Amplifier(LNA). The LNA using dual band pass filter was designed and fabricated. The measured results of the implemented antenna is VSWR < 1.5 : 1 and the gain of 32dB(Zenith) over at GPS L1, L2, GLONASS L1.
본 논문에서 PVT 변환에 상관없이 거의 일정한 주파수 특성을 갖는 LC 수동 필터를 구현하기 위해 자동 변환 LC 캘리브레이터를 제안하다. 이를 이용하여 SAW 필터 없는 GPS 수신기 프론트엔드를 65nm CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 또한 자동 변환 LC 캘리브레이터에 필요한 신호를 제공하기 위한 새로운 이중 모드 저 잡음 증폭기의 구조를 제안하였다. 구현된 GPS 수신기 프론트엔드의 특성은 약 42.5 dB 전압 이득, 1.35dB 이하의 잡음 지수, 가장 최악 조건의 1710 MHz 블로커 신호에서 -24 dBm의 블로커 입력 P1dB 특성을 보이며 이 때 1.2 V 전원에 7 mA 전류를 소모한다.
FinFET의 기생 커패시턴스와 기생저항은 회로의 고주파 성능을 결정하는 매우 중요한 요소이다. 선행 연구에서 BSIM-CMG에 구현된 FinFET의 기생 커패시턴스와 저항 모델보다 더 정확한 압축 모델을 개발하였다. 모델의 정확도를 검증하고, FinFET으로 구현 가능한 RF 회로의 성능을 정확하게 예측하기 위해 $S_{21}$ 10dB 이상 중심 주파수 60GHz 이상을 갖는 Low Noise Amplifier (LNA) 에 설계하였다. 22 nm FinFET 소자의 압축모델에 기반한 HSPICE를 사용하여 예측한 회로 성능의 정확도를 검증하기 위해 3D TCAD simulator인 Sentaurus의 mixed-mode 기능을 사용하여 LNA를 시뮬레이션 하였다. TCAD 시뮬레이션 결과를 정확도 측정의 기준으로 삼아 10GHz~100GHz 대역에서 제안한 모델과 Sentaurus의 $S_{21}$을 비교한 결과 87.5%의 정확도를 달성하였다. 이는 기존의 BSIM-CMG의 기생성분으로 예측한 정확도가 56.5%도임에 비해 31% 향상된 정확도를 보여준다. 이를 통해 FinFET의 기생 성분 모델의 정확도를 RF 영역에서 확인하였고, 정확한 기생 저항과 커패시턴스 모델이 LNA 성능을 정확하게 예측하는데 중요한 것임을 확인하였다.
Recently, RF systems have rapidly grown with the extension of the mobile communication service The mobile service companies are providing the satellite broadcasting and common usage are expected. Coinciding with current trend, the development of improved satellite DMB (Digital Multimedia Broadcasting) tuner is required. To improve the receiving sensitivity under the poor communication circumstance, It is necessary to design the LNA (Low Noise Amplifier) with outstanding low noise characteristic and the BPF (Bandpass Filter) to transmit only desired signal without distortion and loss. Besides high reliability, the miniaturization and lightweight are required for design of mobile terminals. In this study, we designed and fabricated DMB SIR-type BPF which operates at 2642 MHz and is embedded in the substrate using LTCC. As a result, we obtained the passband insertion loss of 2.4 dB and the passband ripple of 0.08 dB. So this DMB SIR-type BPF is applicable to RF module of a satellite DMB tuner.
When GPS (global positioning system) is used as synchronous signal in CDMA digital cellular base station system and high speed digital synchronous communication network, antenna cable length is increased, comparing with other GPS application such as positioning or car navigation. In this paper, it is proposed that a type of new GPS antenna system including RF stage for reduction of cable loss in case of long cable.The antenna system with TMPA(truncated-corners microstrip patch antenna) is designed and fabricated because GPS signal has RHCP (right-hand circular polarization), consequently antenna size can be made small size. LNA (low noise amplifier) is designed by using HEMT(high electron mobility transistor)which has lower noise figurae and better AGC characteristics at low voltage than GaAs FET, and we equiped mixer, in GPS antenna unit, which converts from 1575.42MHz to 75.42MHz. As result of comparing between typical system and proposed system when cable length is 60m, 63dB, 55dB and 25dB gain are obtained for RG-316/U, RG-58C/U and RG-213/U, and better characteristics are achieved than typical system as far as cable length is longer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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