• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권2호
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• pp.83-87
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• 2004

Phase noise performance and current consumption of Radio Frequency (RF) Voltage-Controlled Oscillator (VCO) are largely dependent on the Quality (Q) factor of inductor-capacitor (LC) tank. Because the Q-factor of LC tank is determined by on-chip spiral inductor, we designed, analyzed, and modeled on-chip differential inductor to enhance differential Q-factor, reduce current consumption and save silicon area. The simulated inductance is 3.3 nH and Q-factor is 15 at 2 GHz. Self-resonance frequency is as high as 13 GHz. To verify its use to RF applications, we designed 2 GHz differential LC VCO. The measurement result of phase noise is -112 dBc/Hz at an offset frequency of 100 kHz from a 2GHz carrier frequency. Tuning range is about 500 MHz (25%), and current consumption varies from 5mA to 8.4 mA using bias control technique. Implemented in $0.35-{\mu}m$ SiGe BiCMOS technology, the VCO occupies $400\;um{\times}800\;um$ of silicon area.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.507-511
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• 2010

Digital radio frequency memory (이하 DRFM)은 입력되는 RF신호를 저장 후 필요한 시점에 입력된 RF신호로 복원하여 출력하는 기능을 가진 장치로써 Jammer, EW시뮬레이터, Target Echo Generator 등 사용되는 분야가 광범위하다. 본 논문에서는 고주파 입/출력모듈, 국부 발진모듈로 구성된 고주파부와 디지털 처리부로 이루어진 DRFM의 하드웨어적 구현 방안을 제안한다. 그리고 펄스형태의 RF신호를 양자화하는 ADC(A/D conversion), 이 데이터를 저장하고 재생신호를 생산하는 FPGA와 RF 신호를 생산하는 DAC(D/A conversion)로 구성되는 디지털 처리부에서 복제된 신호 생성방안을 제안한다. 이렇게 제안된 방안을 적용하여 제작한 후 모의 신호를 입력하여 얻은 시험결과를 통하여 이 제안방안의 타당성을 확인한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.1-10
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• 2006

본 논문에서는 2.4GHz 대역에서의 응용을 위한 광대역 RF 모들을 설계하고 제작하였다. 무선 주파 신호를 중간 주파수로 변환하기 위한 RF 모듈은 3단 증폭기로 이루어진 저잡음 증폭기(LNA), 단종단 게이트 믹서, 정합 회로, 헤어핀 라인 대역 통과 필터, 쳬비셰프 저역 통과 필터로 구성하였다. 저잡음 증폭기는 높은 이득과 안정도를 갖도록 설계하였으며, 단종단 게이트 믹서는 높은 변환이득과 넓은 동작 영역을 갖도록 설계하였다. 광대역 RF모듈의 해석에서는 복합화된 하모닉 밸런스드 기법을 사용하여 RF모듈의 동작 특성을 해석하였다. 설계된 RF 모듈은 55.2dB의 변환이득, 1.54dB의 낮은 잡음 특성, $-120{\sim}-60dBm$의 넓은 RF전력 동작 영역, -60dBm의 낮은 고조파 성분 그리고 RF, IF, LO포트 간에 우수한 분리 특성을 갖는다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권6호
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• pp.63-69
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• 2008

RF 송수신기 설계 분야에서 활발하게 연구하고 있는 융복합 단일칩 설계 기술은 차내 무선망을 위한 차량 무선 단말기에도 적용 가능하며, 이의 실현을 통하여 좀 더 경제적이고 소형화된 차내 융복합 시스템을 구현할 수 있다. 제안된 광대역 전압제어 발진기는 차내 무선망에 사용할 수 있는 표준인 CDMA, PCS, GSM850, 끌림, WCDMA, WLAN, Bluetooth, WiBro, S-DMB, DSRC, GPS, DVB-H/DMB-T/H(L Band) 등의 주파수 대역을 만족시킬 수 있도록 제안된 frequency planning을 따른다. 또한, cross-coupled된 트랜지스터 한 쌍과 MOS varactor에 PMOS를 채택함과 동시에, capacitor array에서는 differential 스위칭을 사용함으로써 위상잡음을 개선하였다. 측정결과, $5.3{\sim}6.0\;mW$의 전력을 소모하며, 주파수 대역은 $4.05{\sim}5.62\;GHz$ (33%의 tuning range)이고 위상잡음은 1 MHz의 offset 주파수에서 -117.16 dBc/Hz이며 이때 figure of merit (FOM)은 $180.5{\sim}180.8$이다.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제2권6호
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• pp.202-207
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• 1997

Design and fabrication issues for an L-band GaAs Monolithic Microwave Integrated Circuit(MMIC) Voltage Controlled Oscillator(VCO) as a component of Personal Communications Systems(PCS) Radio Frequency(RF) transceiver are discussed. An ion-implanted GaAs MESFET tailored toward low current and low noise with 0.5mm gate length and 300mm gate width has been used as an active device, while an FET with the drain shorted to the source has been used as the voltage variable capacitor. The principal design was based on a self-biased FET with capacitive feedback. A tuning range of 140MHz and 58MHz has been obtained by 3V change for a 600mm and a 300mm devices, respectively. The oscillator output power was 6.5dBm wth 14mA DC current supply at 3.6V. The phase noise without any buffer or PLL was 93dB/1Hz at 100KHz offset. Harmonic balance analysis was used for the non-linear simulation after a linear simulation. All layout induced parasitics were incorporated into the simulation with EEFET2 non-linear FET model. The fabricated circuits were measured using a coplanar-type probe for bare chips and test jigs with ceramic packages.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.90-98
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• 1999

본 논문에서는 고주파 계측장비의 RF 수신단에 응용 가능한 광대역 주파수 혼합기를 다이오드를 이용한 단일 평형형으로 설계, 제작하였다. 광대역의 특성을 만족시키기 위하여 등평면 도파관(coplanar waveguide) 과 슬롯라인(slotline)의 신호천이률 이용한 평판형의 발룬(balun)을 이용하여 LO선호를 다이오드에 작은 손 실을 갖고 인가시켰다. 그리고 LO 신호에 대한 격리도를 향상시키기 위해 RF단과 IF단은 방향성 결합기를 이용하여 구성하였다. 제작된 광대역 주파수 혼합기의 측정결과 9 kHz-2.6 GHz의 광대역 RF선호에 대해 변환손실(conversion loss)이 30.5-31.17 dB의 값으로 그 평탄도가 1 dB 이내로 나타났고 LO 선호에 대해 30 dB 이상의 격리도(isolation)첼 나타내였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.299-306
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• 2016

본 논문에서는 공진기와 인체와의 거리에 따른 근접 전자기장 변화에 의한 공진기 임피던스의 변화를 토대로 사람의 호흡 및 심박신호를 검출할 수 있는 센서를 제안한다. 제안된 생체신호 측정센서는 패치형 공진기가 결합된 발진기, 발진주파수의 2채배 주파수만 통과시키기 위한 다이플렉서, 증폭기, SAW 필터 및 RF 검출기로 구성되어 있다. 호흡과 심박신호와 같은 인체의 주기적인 움직임은 근접 전자기장 영역 안에서 공진기의 임피던스 변화를 야기하며, 발진기의 주파수를 변화시킨다. 감도를 향상시키기 위해 발진주파수의 2채배 주파수 천이를 SAW 필터의 저지대역에 위치시킴으로써, 제안된 센서의 검출 거리를 2배로 확장시킬 수 있다. 제안된 센서의 측정결과, 최대 40 mm까지 호흡 및 심박신호가 안정적으로 측정되는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.453-458
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• 2010

본 논문에서는 18 GHz 대역에서 동작하는 링 발진기를 이용한 4분주 주입 동기 주파수 분주기(Injection-Locked Frequency Divider: ILFD)를 $0.13-{\mu}m$ Si RFCMOS 공정을 이용하여 설계, 제작한 결과를 보인다. 1.5 V의 공급 전압에 대하여 33.4 mW의 전력을 소비하며, 입력 신호가 없을 때 약 -30 dBm의 전력으로 4.98~5.22 GHz에서 자유발진하였다. 0 dBm의 입력 전력에 대하여 3.5 GHz(17.75~21.25 GHz)의 동기 범위를 가지며, 동작 범위는 바랙터 조절에 의해 5.25 GHz(16.0~21.25 GHz)까지 증가하였다. 제작된 칩의 크기는 DC와 RF 패드를 포함하여 $0.76\;mm{\times}0.57\;mm$이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.492-498
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• 2015

회로 구성 요소의 집적도가 꾸준히 증가하는 경박단소화 추세에 따라, 회로와 각종 전자 시스템들의 전자파 내성(EMS: Electromagnetic Susceptibility) 문제가 대두되고 있다. 그 중에서도 VCO(Voltage Controlled Oscillator)는 RF 시스템에서 중요한 역할을 하는 만큼, 해당 회로의 전자파 내성에 대한 연구를 필요로 하는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전기적 발진기에서 발생하는 위상 잡음을 선형시불변(LTV: Linear Time Variant) 시스템으로 해석하는 위상 잡음 이론을 적용하여, 1.2 GHz 의 기준 발진 주파수를 갖는 링 VCO와 LC VCO에 대해 전원 전압에 가해진 잡음에 따른 전자파 내성을 분석하였다. 시간 영역 시뮬레이션 결과로, 위상잡음 특성을 나타내는 지표가 되는 임펄스 강도를 추출하는 알고리즘을 구현하였다. 전원 잡음이 존재하지 않는 경우에는 두 VCO에서 발생하는 지터의 크기가 2.1 ps로써 비슷하였으나, 다양한 전원 잡음이 인가됨에 큰 차이를 보이며, LC VCO의 EMS 특성이 링 VCO에 비해 우수한 것을 임펄스 감도 함수와 eye-diagram을 통해 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.7-12
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• 2011

본 논문은 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음을 갖는 발진 신호의 발생에 적합한 차동 콜피츠 전압제어 발진기 (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 회로를 제안한다. 제안된 회로는 전류원으로 인덕터를 사용함으로써 1 V 미만의 전원 전압에서 저 위상잡음의 발진을 보다 용이하게 한다. 공진기 손실을 보다 줄이기 위하여 단일 콜피츠 발진기의 두 개의 궤환 커패시터 중의 하나를 바렉터 (varactor)로 대체하였다. $0.18{\mu}m$ RF CMOS 기술을 사용하는 포스트 레이아웃 (post-layout) 시뮬레이션 결과는 0.6 V에서 0.9 V 사이의 전원 전압에서 제안된 회로가 1MHz 오프셋 주파수에서 나타내는 위상잡음은 널리 알려진 교차 결합 전압제어 발진기의 위상잡음보다 적어도 7 dBc/Hz 이상 낮음을 보여준다.