• 제목/요약/키워드: RF circuit model

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한빛 자기거울 장치의 고주파 가열 시스템에 대한 등가회로 모델 정립 및 정합 특성 분석 (Establishment of an Equivalent Circuit Model and Analysis of Impedance Matching Characteristics of RF-Heating System in Hanbit Magnetic Minor Device)

  • 이종규;윤남식;박병호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.568-569
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    • 2005
  • 한빛 자기거울 장치는 고온 플리즈마 물성을 연구하기 위한 장치로서 플러즈마 밀도 형성을 위한 slot 형 안테나 고주파 가열 시스템이 중앙 진공용기에 설치되어 있다. 본 연구에서는 이러한 고주파 전송선로, 임피던스 정합 network. 장치 임피던스를 포함하는 한빛 장치의 고주파 가열 시스템에 대하여 기존에 정립된 고주파 가열 이론[1]을 기반으로 하여 이론적인 해석만으로 구성된 회로모델을 완성하였다. 임피던스 정합 소자 값들은 임피던스 정합 조건으로 결정함으로써 다양한 장치 및 플라즈마 변수들의 함수로 표현하여 그 의존성을 조사하였다.

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고출력 펄스응용을 위한 고전압 펄스변압기 최적설계 (Design Optimization of High-Voltage Pulse Transformer for High-Power Pulsed Application)

  • 장성덕;강흥식;박성주;한영진;조무현;남궁원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1297-1300
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    • 2008
  • A conventional linear accelerator system requires a flat-topped pulse with less than ${\pm}$ 0.5% ripple to meet the beam energy spread requirements and to improve pulse efficiency of RF systems. A pulse transformer is one of main determinants on the output pulse voltage shape. The pulse transformer was investigated and analyzed with the pulse response characteristics using a simplified equivalent circuit model. The damping factor ${\sigma}$ must be >0.86 to limit the overshoot to less than 0.5% during the flat-top phase. The low leakage inductance and distributed capacitance are often limiting factors to obtain a fast rise time. These parameters are largely controlled by the physical geometry and winding configuration of the transformer. A rise time can be improved by reducing the number of turns, but it produces larger pulse droop and requires a larger core size. By tradeoffs among these parameters, the high-voltage pulse transformer with a pulse width of 10 ${\mu}s$, a rise time of 0.84 ${\mu}s$, and a pulse droop of 2.9% has been designed and fabricated to drive a klystron which has an output voltage of 284 kV, 30-MW peak and 60-kW average RF output power. This paper describes design optimization of a high-voltage pulse transformer for high-power pulsed applications. The experimental results were analyzed and compared with the design. The design and optimal tuning parameter of the system was identified using the model simulation.

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IMT-2000 단말기용 InGaP/GaAs HBT MMIC 전력증폭기 설계 및 제작 (Design & Fabrication of an InGaP/GaAs HBT MMIC Power Amplifier for IMT-2000 Handsets)

  • 채규성;김성일;이경호;김창우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권11A호
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    • pp.902-911
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    • 2003
  • 에미터 면적이 2.0${\times}$20 $\mu\textrm{m}$$^2$인 단위 InGaP/GaAs HBT power cell을 이용하여 IMT-2000 단말기용 MMIC 2단 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 온도 변화에 따른 전력증폭기의 RF 특성 변화를 보상시킬 수 있으며, 외부 조절 전압으로 대기전류를 줄일 수 있는 능동 바이어스 회로를 채택하였다. HBT의 실측정 S 파라미터와의 fitting을 통하여 비선형 등가 회로 파라미터를 추출하였고, load-pull 시뮬레이션으로 최대 출력 정합 임피던스를 결정하였다. 제작 및 측정 결과, MMIC 2단 전력증폭기는 on-wafer 측정에서 23 ㏈의 전력 이득과 28.4 ㏈m의 출력 전력( $P_{1-}$㏈/) 및 31%의 전력 부가 효율을 얻었으며, FR-4 기판상에 off-chip 출력정합회로를 구현한 COB 측정에서 22.3 ㏈의 전력이득과 26 ㏈m의 출력전력 및 28%의 전력부가효율을 얻었으며, -40 ㏈c의 ACPR 특성을 얻었다..

CPW PHEMT의 에어브리지에 의한 이득 감소 현상에 대한 연구 (The study of RF gain reduction due to air-bridge for CPW PHEMT's)

  • 임병옥;강태신;이복형;이문교;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권12호
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    • pp.10-16
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    • 2003
  • 에어브리지의 기생 커패시턴스의 영향을 분석하기 위해 CPW PHEMT의 기존 cold-FET 회로모델에 게이트-에어브리지의 기생 커패시턴스(C/sub ag/)차 드레인-에어브리지의 기생 커패시턴스(C/sub ad/)를 더해주었다. 또한 제안된 모델을 사용하여 소자의 parameter들을 추출하여, 그 존재를 확인하였다. 본 논문에서는 에어브리지에 의해 생성되는 기생 커패시턴스의 영향을 연구하기 위해 에어브리지의 여러 연결방법을 CPW PHEMT 제작에 접목시켰다. 또한 핀치오프상태의 cold-FET에 대한 개선된 등가회로 모델을 제시하여 에어브리지에 의한 기생 커패시턴스가 소자 특성에 어떤 영향을 주는 가를 분석하였다. 제작된 CPW PHEMT의 측정 결과로부터, 기생 커패시턴스 C/sub ag/와 C/sub ad/가 소자의 S/sub 21/ 이득을 감소시키는 중요한 요소임을 확인하였다.

Design of a 2.4-GHz Fully Differential Zero-IF CMOS Receiver Employing a Novel Hybrid Balun for Wireless Sensor Network

  • Chang, Shin-Il;Park, Ju-Bong;Won, Kwang-Ho;Shin, Hyun-Chol
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권2호
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    • pp.143-149
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    • 2008
  • A novel compact model for a five-port transformer balun is proposed for the efficient circuit design of hybrid balun. Compared to the conventional model, the proposed model provides much faster computation time and more reasonable values for the extracted parameters. The hybrid balun, realized in $0.18\;{\mu}m$ CMOS, achieves 2.8 dB higher gain and 1.9 dB lower noise figure than its passive counterpart only at a current consumption of 0.67 mA from 1.2 V supply. By employing the hybrid balun, a differential zero-IF receiver is designed in $0.18\;{\mu}m$ CMOS for IEEE 802.15.4 ZigBee applications. It is composed of a differential cascode LNA, passive mixers, and active RC filters. Comparative investigations on the three receiver designs, each employing the hybrid balun, a simple transformer balun, and an ideal balun, clearly demonstrate the advantages of the hybrid balun in fully differential CMOS RF receivers. The simulated results of the receiver with the hybrid balun show 33 dB of conversion gain, 4.2 dB of noise figure with 20 kHz of 1/f noise corner frequency, and -17.5 dBm of IIP3 at a current consumption of 5 mA from 1.8 V supply.

마이크로파 전송선로에 삽입된 주파수 선택 표면을 이용한 광대역 대역저지필터 (Broad Band Stop Filter Using Frequency Selective Surface Embeded in Microwave Transmission Line)

  • 김진영;정창원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.6022-6026
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    • 2012
  • 본 논문은 마이크로스트립 전송선로에 삽입된 주파수 선택 표면(FSSs)을 사용하여 주기적인 구조를 갖는 대역저지필터(BSF)에 관한 것이다. 제안된 대역저지필터는 변형된 크로스 루프 슬롯 (Cross-loop slot)을 단위 셀로 하여 주기적인 구조로 설계하였으며, 설계된 대역 저지 필터는 등가회로 모델과 분산 도표(dispersion diagram)로 해석하였다. 대역 저지 필터의 중심주파수(fo)는 6.6 GHz이다. 제안된 필터는 단위 셀의 개수가 증가하면 3dB 대역폭은 넓어지고 삽입손실은 줄어드는 특성이 있다. 또한 제안한 대역저지필터는 소형의 평면구조를 가지며, 한 번의 에칭으로 제작이 가능 하여 다양한 분야의 RF 필터로서 사용 가능성이 높다.

이중 주파수 전원의 용량성 결합 플라즈마 식각장비에서 전극하전에 의한 입사이온 에너지분포 변화연구 (Electrode Charging Effect on Ion Energy Distribution of Dual-Frequency Driven Capacitively Coupled Plasma Etcher)

  • 최명선;장윤창;이석환;김곤호
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.39-43
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    • 2014
  • The effect of electrode charging on the ion energy distribution (IED) was investigated in the dual-frequency capacitively coupled plasma source which was powered of 100 MHz RF at the top electrode and 400 kHz bias on the bottom electrode. The charging property was analyzed with the distortion of the measured current and voltage waveforms. The capacitance and the resistance of electrode sheath can change the property of ion and electron charging on the electrode so it is sensitive to the plasma density which is controlled by the main power. The ion energy distribution was estimated by equivalent circuit model, being compared with the measured distribution obtained from the ion energy analyzer. Results show that the low frequency bias power changes effectively the low energy population of ion in the energy distribution.

휴대용 소형임피던스 측정시스템을 이용한 다중주파수의 생체임피던스 해석 (Bioelectrical Impedance Analysis of Multi-frequency using Portable Small Impedance Measuring System)

  • 김민수;조영창
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.121-126
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    • 2017
  • 본 연구에서는 피부 등가모델을 통한 세포 내액과 세포 외액 성분의 생체임피던스 특성을 파악하기 위해 개발한 휴대용 소형 임피던스 측정시스템을 이용하여 4 전극법에 의한 비 침습 방식으로 다양한 주파수 대역에서 전신의 생체전기 임피던스를 측정실험을 수행하였다. 측정은 10명의 남성 피 실험자(평균 나이 $24{\pm}3.0$세, (BMI) $20.3kg/m^2$)를 대상으로 4주간 실시하였으며, 생체임피던스 다중주파수(1 kHz, 5 kHz, 50 kHz, 70 kHz, 100 kHz, 500 kHz)대역에서 측정하였다. 실험결과, 저주파 대역인 1 kHz 대역에서 임피던스가 가장 높게 측정되었고, 고주파 대역인 500 MHz에서 임피던스가 가장 낮게 측정되었다. 특히 50 kHz 대역이상에서 임피던스가 급속히 낮아짐을 실험을 통해서 확인하였다. 또한, 피부 등가회로모델을 통한 세포 내액과 세포 외액의 임피던스 특성을 파악하는 모의실험에서도 본 연구의 생체임피던스 측정시스템의 측정값과 유사한 특성이 얻어짐을 확인할 수 있었다.

ISM 대역용 접힌 다이폴 능동 집적 안테나의 설계 (Design of ISM-band Folded Dipole Active Integrated Antenna)

  • 이재홍;서종수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권11B호
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    • pp.1612-1619
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    • 2001
  • 본 논문에서는 ISM 대역의 전력 증폭기와 안테나를 직접 결합함으로써 회로 크기와 삽입손실을 최소화하고 고조파 동조를 용이하게 하기 위하여 접힌 다이폴 능동 집적 안테나(Folded Dipole Active Integrated Antenna)를 설계하고 그 성능을 실험, 분석하였다. 전력 증폭기의 시뮬레이션 정확성을 높이기 위하여 비선형 모델을 사용하였으며, Load pull 방식을 적용하여 최대 전력점을 구한 후 임피던스를 정합하였다. 실험 결과 구동증폭기를 포할한 전체 전력첨가효율(PAE)은 31.5%로 계산되었고, 송신 전력은 13.7dBm의 출력을 확인할 수 있었다. 그리고 2.44 GHz 대역용으로 제안한 안테나는 기존 다이폴 안테나보다 크기가 작으며, 안테나 이득을 포함한 전체 이득은 23.7 dB를 얻을 수 있었고, 기본파 대비 제 2 고조파 억압은 30dBc 이상의 양호한 특성을 나타내었다.

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GaN/Si 기반 60nm 공정을 이용한 고출력 W대역 전력증폭기 (High Power W-band Power Amplifier using GaN/Si-based 60nm process)

  • 황지혜;김기진;김완식;한재섭;김민기;강봉모;김기철;최증원;박주만
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.67-72
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    • 2022
  • 본 논문에서는 60 nm GaN/Si HEMT 공정을 사용하여 전력증폭기(Power Amplifier)의 설계를 제시하였다. 고주파 설계를 위하여 맞춤형 트랜지스터 모델을 구성하였다. Output stage는 저손실 설계를 위해 마이크로스트립 라인을 사용하여 회로를 구성하였다. 또한 RC 네트워크로 구성된 Bias Feeding Line과 Input bypass 회로의 AC Ground(ACGND) 회로를 각각 적용하여 DC 소스에 연결된 노드의 최소임피던스가 RF회로에 영향을 미치지 않도록 하였다. 이득과 출력을 고려하여 3단의 구조로 설계되었다. 설계된 전력증폭기의 최종 사이즈는 3900 ㎛ × 2300 ㎛ 이다. 중심 주파수에서 설계된 결과는 12 V의 공급 전압에서 15.9 dB의 소 신호 이득, 29.9 dBm의 포화 출력(Psat), 24.2 %의 PAE를 달성하였다.