• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1672-1678
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• 2022

본 논문에서는 28GHz 대역의 5G 이동 통신 중계용 혼 안테나의 방사 패턴, 반사손실 등의 성능을 고려하여 중계용 안테나를 설계하였다. 안테나 소자를 위상 배열하여 5G 이동통신 중계기용 혼 Array를 설계하고 성능을 분석하였다. 밀리미터파 대역 통신에서는 기존의 WCDMA(3G), LTE(4G)와 달리 송수신 간의 높은 경로 손실이 발생한다. 5G 밀리미터파 혼 안테나 설계에서는 안테나의 이득, 대역폭뿐만 아니라, 안테나 소자 간 격리도, 이득 등의 안테나 성능을 추가로 고려해야 한다. 28GHz 대역의 단일 혼 안테나(1×1)와 배열 혼 안테나(2×4)의 안테나 이득은 각각 약 10.44dBi와 19.58dBi, 반사손실도 -18dB 이하의 특성을 되도록 설계하여 측정 결과로부터 구현의 타당함을 입증하였고, 5G 이동 통신 중계 시스템에 응용에 적합함을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.303-309
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• 2024

본 논문에서는 밀리미터파 대역 5G(5th generation) 특화망을 위하여 대규모 사무공간이나 공장 등에 사설망 통신서비스를 제공할 수 있는 고이득 위상배열 안테나를 제안한다. 본 안테나는 1×2의 직렬 배열을 부배열로 8개 단자로 구성된 4×4 배열 구조를 가졌으며, 높은 부엽특성을 구현하기 위하여 개별 방사부의 크기를 조정하는 전력 테이퍼링(Tapering)과 함께 짝수 행의 배열을 1λ_g 만큼 이격하는 오프셋(offset) 배열구조를 적용하여 22.3 dB의 높은 부엽레벨(SLL: Side-lobe level)과 18.1 dBi의 고이득 특성을 구현하였다. 또한, 목적하는 빔 조향범위인 수평(Azimuth) 방향 ±45°, 수직(Elevation) 방향 ±10°에서 최소 15.2 dBi와 17.4 dBi의 이득특성을 구현하여, 넓은 서비스 영역 내에서 원활한 통신서비스가 제공되도록 하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권7호
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• pp.41-48
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• 2005

본 연구에서는 60 GHz 대역의 무선 LAN(Wireless Local Area Network) 시스템에서 Balanced 구조를 갖는 증폭기나 믹서에 응용이 가능한 CPW(Coplanar Waveguide)구조의 Tandem 형 3-dB 방향성 결합기를 설계하고 제작하였다. 이는 기존의 edge-coupled 선로를 이용한 3 dB 결합기가 가지는 제작의 어려움과 방향성의 문제를 개선하기 위해 단일 결합선로를 다단으로 평행하게 연결한 구조이다. 우리는 소자의 크기와 제작의 용이함을 고려해, 결합계수가 -8.34 dB를 갖는 단일 결합선로를 2단으로 평행하게 연결한 구조를 채택하였다. 그리고 기존의 Tandem 결합기 제작에서 사용되어왔던 다층 기판 구조나 본딩 구조가 아닌 에어브리지 구조를 이용하여 단일 평면으로 쉽게 구현할 수 있도록 하였고, V-band(50 $\~$75 GHz)내에서 동작할 수 있도록 기생성분을 줄이고 소자 특성을 유지시켰다. 측정결과 V-band에서 완만한 3.5 $\~$4 dB의 결합도와 87.5$^{\circ}{\pm}1^{\circ}$ 의 위상차를, 60 GHz 에서는 30 dB 이상의 방향성을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권11호
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• pp.48-53
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• 2007

본 논문에서는 branch line coupler와 ${\lambda}/4$ 전송라인을 이용한 94 GHz 발룬 회로를 설계하였고, 이를 이용하여 높은 LO-RF 격리도 특성을 갖는 W-밴드용 MIMIC 단일 평형 주파수 혼합기를 개발하였다. 혼합기는 $0.1\;{\mu}m$ InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT 다이오드를 적용하였다. 혼합기에 사용된 MHEMT는 전류이득차단 주파수가 154 GHz, 최대공진 주파수 특성이 454 GHz의 특성을 나타내었다. 제작된 혼합기의 특성 측정 결과 LO 입력 전력이 8.6 dBm일 때 12.8 dB의 변환 손실 특성을 나타내었으며, 입력 및 출력 P1 dB는 각각 5 dBm, -8.9 dBm의 특성을 나타내었다. 또한 LO-RF 격리도 특성은 94 GHz에서 37.2 dB로 높은 격리도 특성을 나타내었다. 격리도 특성을 고려할 때, 본 논문에서 설계 및 제작된 W-밴드용 MIMIC 단일 평형 주파수 혼합기는 기존의 밀리미터파 대역 혼합기와 비교하여 높은 LO-RF 격리도 특성을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권5호
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• pp.197-203
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• 2003

본 논문에서는 cascode 하모닉 발생기를 이용하여 고변환이득 특성의 밀리미터파 subharmonic 믹서를 설계 및 제작하였다. 밀리미터파 subharmonic 믹서는 0.1 ㎛ GaAs PHEMT와 CPW 라이브러리를 이용하여 설계되었다. 설계된 cascode 하모닉 발생기의 출력 특성 측정결과, 14.5 GHz의 신호를 10 dBm 전력으로 인가하였을때, 1차, 2차 및 4차 하모닉 성분은 각각 -21.62 dBm, -32.65 dBm 및 -13.45 dBm의 결과를 얻어 가장 큰 4차 하모닉 성분을 얻었으며, 제작된 밀리미터파 subharmonic 믹서의 측정결과 14.5 GHz LO 신호를 13 dBm의 크기로 입력하였을 때 3.4 dB의 높은 변환이득 특성을 얻었다. 또한 -53.6 dB의 LO-to-IF, -46.2 dB의 우수한 LO-to-RF 격리 특성을 나타내었다. 제작된 밀리미터파 subharmonic 믹서는 기존에 발표된 밀리미터파 대역의 subharmonic 믹서에 비해 가장 높은 변환이득 특성을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권4호
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• pp.8-15
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• 2006

본 논문에서는 70 nm InGaAs/InAlAs MHEMT와 DAML 기반의 하이브리드 링 결합기를 이용하여 낮은 변환 손실과 높은 격리도 특성을 갖는 94 GHz 단일 평형 혼합기를 개발하였다. 혼합기에 사용된 MHEMT는 607 mA/mm의 드레인 전류 밀도, 1015 mS/mm의 전달컨덕턴스, 330 GHz의 전류이득차단주파수, 425 GHz의 최대공진주파수 특성을 나타내었다. 제작된 하이브리드 링 결합기는 $85GHz{\sim}105GHz$의 범위에서 $3.57{\pm}0.22dB$의 커플링 손실과 $3.80{\pm}0.08dB$의 삽입 손실 특성을 나타내었다. 혼합기의 측정 결과, $93.65GHz{\sim}94.25GHz$의 범위에서 $2.5dB{\sim}2.8dB$의 변환 손실 특성과 -30 dB 이하의 격리도 특성을 얻었으며, 94 GHz의 중심주파수에서 6 dBm의 LO 전력을 인가하였을 때 2.5 dB의 최소 변환 손실 특성을 얻었다. 변환 손실 및 격리도 특성을 고려할 때, 본 논문에서 개발된 혼합기의 특성은 지금까지 보고된 GaAs 기반 HEMT소자들을 사용하는 94 GHz 대역용 혼합기 중에 가장 우수한 결과물이다.

• 한국재료학회지
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• 제10권12호
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• pp.812-818
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• 2000

본 연구에서는 Ge PAM이 선폭 미세화에 따른 C54 실리사이드화 및 실제 CMOS 트랜지스터 접합부에서의 각종 전기적 특성에 미치는 영향을, As PAM과의 비교를 통하여 관찰하였다. 평판 상에서 각 PAM 및 기판의 도핑 상태에 따른 Rs의 변화량을 측정하였으며, 각 PAM 방식은 기존의 살리사이드 TiSi$_2$에 비해 개선된 C54 형성 효과를 보였다. 특히, Ge PAM은 n+ 기판에서 As PAM보다 효과적인 실리사이드화를 보였고, 이 경우 XRB 상에서도 가장 강한 (040) C54 배향성을 나타내었다. ~0.25$\mu\textrm{m}$ 선폭 및 n+ 접합층에서 기존 방식에 비해 As과 Ge PAM은 각각 ~85,66%의 개선된 바저항을 보였으며, P+ 접합층에서는 As과 Ge PAM 모두 62~63% 정도의 유사한 Rs 개선 효과를 보였다. 콘택 저항에서도 각 콘택 크기 별로 바저항(bar resistance) 개선과 같은 경향의 PAM 효과를 관찰하였으며, 모든 경우 10 $\Omega$/ct. 이하로 양호한 결과를 보였다. 누설 전류는 area 형 패턴에서는 모든 공정 조건에서 <10E-14A/$\mu\textrm{m}^{2}$ 이하로, edge 형에서는 특히 P+ 접합부에서 As 또는 Ge PAM 적용 시 <10E-13 A/$\mu\textrm{m}^{2}$ 이하로 다소 누설 전류를 안정화시키는 결과를 보였다. 이러한 결과는 XTEM에 의해 관찰된 바 Ge PAM 적용 시 기존의 경우에 (PAM 적용 안한 경우) 비해 유사한 평활도의 TiSi$_2$박막 형상과 일치하였으며, 또한 본 실험의 Ge PAM 이온주입 조건이 접합층에 손상을 주지 않는 범위에서 적정화되었음을 제시하였다

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권1호
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• pp.39-45
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• 2005

본 논문은 밀리미터파를 이용한 무혈혈당측정기 개발의 기초연구로서, 높은 유전손실을 지닌 유전체의 반사 유전특성 측정법을 제시하고, 이에 의해 10～90 GHz의 밀리미터파 대역에서 글루코오스 농도에 따른 글루코오스 수용액 및 글루코오스 -0.9% NaCl 용액의 유전특성 변화를 조사하였다. 제시된 측정법은 측정 유전제의 앞단에 평행평면판을 배치하여 측정 주파수대역 내에서 전력반사계수가 최소가 되는 최소반사조건이 형성되도록 하고, 이 조건에서 측정된 최소 전력반사계수와 주파수로부터 측정 유전체의 유전특성을 결정할 수 있는 방법이다. 순수의 유전특성에 대한 측정 결과들은 제시된 측정법의 타당성을 입증하였다. 또한 10～90 GHz 대역에서 글루코오스 농도 변화에 따른 글루코오스 용액 및 글루코오스 -0.9% NaCl 용액들의 유전특성 변화에 대한 실험을 통해, 타 대역에 비해 30～45 GHz 범위에서 글루코오스 농도 변화에 의한 각 용액들의 유전특성의 변화가 최대임을 알 수 있었다. 이를 통해 본 측정법에서 전력반사계수와 주파수의 측정 정밀도가 각각 ±0.1 dB와 ±0.01 GHz일 경우, 대략 3 mole/L 정도의 분해능으로 용액 내 글루코오스 농도 변화를 측정할 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.73-80
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• 2004

본 논문에서는 기존의 도파관 필터, 즉 내부가 공기로 채워진 밀리미터파 도파관 필터를 기본적인 도파관 변수 계산치로부터 일반 PCB 기판상에 구현하는 방법을 소개한다. 이를 위해서는 기존 도파관 필터의 구조에서 수직으로 배치된 모든 도체구조를(접지용 도체벽, 신호제어용 도체판) via를 사용해 대체해야 한다. 이를 위해 side wall과 도파관 내부 폴들을 via의 연속적인 나열과 via지름 크기의 조절을 통해 구현한다. 이를 통해 얻을 수 있는 장점은 사용될 기판 유전율의 제곱근에 비례하여 전체 크기가 x, y, z축으로 축소되며 특히 z축으로는 더 큰 축소가 가능하다. 또한 기존의 규모가 큰 금속성 도파관 필터를 제작할 필요없이 PCB상에 대량의 제작이 용이하기 때문에 훨씬 저렴하게 제작할 수 있다. 마지막으로 모듈의 소형화를 위해 요즘 한창 각광받는 LTCC 공정과 같은 다층기판 제작시 한층을 사용해 제작될 수 있다는 점에서 유리하다. 이 새로운 도파관 필터를 평가하기 위해 40 GHz 대역에서 2.5 %의 대역폭을 가지는 3차 chebyshev 대역통과필터가 사용되었으며 이에 사용된 PCB 기판은 유전율이 2.2이고 두께가 10 mil인 RT/duroid 5880이다. 설계 후 측정 결과 전체 입/출력단에서 삽입 손실이 2 ㏈ 정도이며 반사손실이 -30 ㏈ 이하의 우수한 특성을 얻을 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.39-44
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• 2021

본 논문에서는 밀리미터파 대역에서 헤어핀 타입과 인터디지털 타입 두 종류의 대역통과필터(BPF)를 LCP(Liquid Crystal Polymer)와 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 두 종류의 기판을 이용하여 설계 하고 성능을 비교하였다. 제안된 BPF의 통과 대역은 26.5 GHz~27.3 GHz 대역이며, 필터의 차수는 3차로 선택하였다. 제안된 BPF의 성능 비교는 기판 종류와 타입에 따른 대역폭(Bandwidth)과 통과 대역 내 삽입손실(Insertion Loss)과 평탄도(in-band Flatness) 등을 비교하였다. S21이 -3 dB가 되는 대역폭을 비교하였을 때 제안된 4 개의 BPF 중 PTFE 기판에 설계된 인터디지털 타입이 7.8 GHz로 가장 넓게 설계되었으며, LCP 기판에 설계된 헤어핀 타입 BPF가 4.2 GHz로 가장 협소한 대역폭을 가지는 것으로 나타났다. 통과 대역 내 삽입손실은 PTFE 기판에 설계된 헤어핀 타입 BPF가 -0.667 dB 이상으로 가장 우수하고 LCP 기판에 설계된 헤어핀 타입 BPF가 -0.937 dB 이상으로 가장 낮았으나, 0.27 dB의 근소한 차이임을 확인했다. 통과 대역 내 평탄도의 경우 PTFE 기판에 설계된 인터디지털 타입 BPF가 0.017 dB로 가장 우수하였고, LCP 기판에 제작된 헤어핀 타입이 0.07 dB로 가장 낮았으나 0.053 dB의 근소한 차이였다. 따라서, 밀리미터파 대역에서 LCP 기판을 이용한 대역통과 필터는 PTFE 기판을 이용한 대역통과필터와 비슷한 성능을 도출할 수 있을 것으로 사료된다.