In this paper, we describe a unique self oscillating and mixing (SOM) down-converter design using a modified defected ground structure (DGS). The proposed SOM converter is consisted of self-oscillator, which can produce negative resistance and select resonance frequency, RF matching circuit, and IF low pass filter. As the advantage of this SOM converter can mix LO and RF signals as well as inducing LO signal with only one active device. it is designed as a simple structure and the low cost. Also, there is easy advantage to be applied in RFIC/MMIC technology because it offers excellent phase noise performance in spite of using micro-strip structure. The LO signal for the proposed SOM converter is designed at 1㎓ and RF frequency was chosen to be 800MHz. The achieved conversion loss and phase noise performances of the implemented SOM converter are 15㏈ and -95dBc/Hz at 100KHz offset frequency respectively. The equivalent circuit parameters for DGS are extracted by using a three dimensional EM simulator and simple circuit analysis method.
Equivalent-time sampling can improve measurement or sensing systems because it enables a broader frequency band and higher delay resolution for periodic signals with lower sampling rates than a Nyquist receiver. Meanwhile, a digital down-conversion (DDC) technique can be implemented using a straightforward radio frequency (RF) circuit. It avoids timing skew and in-phase/quadrature gain imbalance instead of requiring a high-speed analog-to-digital converter to sample an intermediate frequency (IF) signal. Therefore, when equivalent-time sampling and DDC techniques are combined, a significant synergy can be achieved. This study provides a parameter design methodology for optimal equivalent-time sampling using DDC.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권1호
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pp.52-57
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2015
본 논문에서는 MMIC(Monolithic microwave integrated circuit) 상에서 초소형 무선 통신 시스템에서의 응용을 위해 반전된 형태의 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 전송선로(IPACD, Inverted Periodically Arrayed Capacitive Devices)의 RF 특성을 연구하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안하는 반전된 형태의 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 전송선로는 기존의 마이크로스트립 전송선로는 선로파장의 11.85%로 단파장의 성능을 보였고, 전파상수, 유효 유전율은 기존의 전송선로에 비하여 훨씬 높은 결과를 보여주었다. PACD(periodically arrayed capacitive devices) 선로구조에 비해 삽입손실이 1~10 GHz에서 22.6%정도 개선되었다. 또한 IPACD 선로구조의 등가회로를 closed-form 방정식을 통하여 이론적으로 해석하였으며, 실질적인 대역폭의 의미를 가지는 1차 통과대역에서의 차단 주파수는 129.2 GHz로 나타나 광대역의 특성을 보여주었다.
저잡음 특성과 함께 부성 저항과 수동 캐패시턴스의 특성을 보이도록 설계된, 직렬 피드백 회로를 이용한 FET능동 캐패시턴스 회로를 심도 있게 분석하였고, 이를 저잡음 능동 대역통과 여파기에 적용하였다. 부성저항을 이용한 마이크로파 대역 능동 여파기의 설계방식은 비교적 여러 차례 소개되었으나, 원하는 주파수에서 적절한 부성저항 성분을 구현하는 데에는 아직 어려움이 있으며, 이로 인한 능동 회로의 안정성 저하와 대역내 평탄도 증가 등으로 인해 실제 상용화에는 다다르지 못하고 있다. 이들 문제를 해결하고 실제 상용화에 이르기 위해서는 부성저항 회로의 세밀한 분석이 필요하며, 이를 이용한 부성저항 성분의 제어를 가능하도록 해야 한다. 이에 본 논문에서는 능동 캐패시턴스 회로의 부성저항 성분을 분석하였고, 또한 BPF의 통과대역의 평탄도를 개선할 수 있는 방법을 제시하였다. 제작된 4단 대역통과 여파기는 중심주파수 1.99 ㎓에서 60 MHz의 대역폭을 가지며, 0.67 ㏈ 삽입손실, 0.3 ㏈ 이내의 대역내 평탄도와 3.0 ㏈의 잡음 지수 특성을 보였다.
The substrate parameters of Si MOSFET equivalent circuit model were directly extracted from measured S-Parameters in the GHz region by using simple 2-port parameter equations. Using the above extract ion method, bias and gate length dependent curves of substrate parameters in the RF region are obtained by varying drain voltage at several short channel devices with various gate lengths. These extract ion data will greatly contribute to scalable RF nonlinear substrate modeling.
Journal of information and communication convergence engineering
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제16권4호
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pp.203-212
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2018
In this article, a novel design of patch antenna with wide band characteristics is presented. The proposed antenna is having electrical dimensions of $0.14{\lambda}{\times}0.11{\lambda}$ (at lower initial frequency) and footprints of $150mm^2$. Structural parameters optimization shows 3.1-23.5 GHz frequency range for a (reflection coefficient) $S_{11}{\leq}-10dB$ and simulated gain 6.8 dB is obtained. An equivalent circuit model is proposed to get an insight view of antenna. Advanced Systems Design (ADS) simulation results are obtain which confirm the validity of proposed model. Degenerated foster canonical form has been used to explain the reactance and capacitive behavior idea of simulated proposed antenna's input impedance later on an equivalent circuit model and smith chart is also suggested. HFSS and CST have been used to analyze antenna behavior. The proposed antenna can be further used for microwave image detection applications.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제41권1호
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pp.70-75
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2017
본 논문에서는 MMIC (Monolithic microwave integrated circuit)상에서의 초소형 무선 통신 시스템에의 응용을 위해 주기적으로 배열된 다이오드를 이용한 전압제어형 전송선로(Voltage-controlled Artificial Transmission Line Employing Periodically Arrayed Diodes)의 RF특성 연구를 진행하였다. 연구 결과, 본 논문에서 제안하는 전압제어형 전송선로는 회로의 용량증가로 인해 기존의 마이크로스트립 선로의 35.2%로 단파장의 성능을 보여주었다. 그리고 유효유전율 및 전파상수는 기존의 마이크로스트립 선로보다 높은 결과를 나타냈으며, 감쇠정수 또한 기존의 전송선로에 비해 전압제어형 선로에서 높게 나타났다. 그리고 전압제어형 전송선로의 등가회로를 closed-form 방정식을 통하여 이론적으로 해석하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권1호
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pp.45-51
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2015
본 논문에서는 실리콘 RFIC 상에서 무선 통신 시스템의 소형화에의 응용을 위하여 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 단파장 박막필름 전송선로의 RF특성에 관하여 연구하였다. 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 파장은 종래의 코프레너 선로에 비하여 단파장특성을 보여주고 있으며, 특히 10 GHz에서 파장이 6.26 mm로 종래의 코프레너 선로의 60.5 %이다. 또한 본 논문에서는 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 등가회로와 대역폭에 관하여 연구를 진행하였다. 등가회로는 단위 셀로 나타냈으며, 상기 등가회로의 각 소자들은 closed-form 수식을 통하여 이론적으로 계산하였다. 측정 결과 0 ~ 30 GHz 범위에서 계산수치와 측정수치가 유사하게 나온 것을 확인 할 수 있었다. 대역폭 계산결과 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로는 차단주파수가 377 GHz 이상의 광대역 특성을 보여주고 있다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 전송선로를 이용하여 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
Han Dong Ok;Choi Seung Chul;Lim Ji Hoon;Choo Sung Joong;Shin Sang Chul;Lee Jun Jae;Shim SunIl;Park Jung Ho
대한전자공학회:학술대회논문집
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대한전자공학회 2004년도 학술대회지
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pp.796-800
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2004
The main research on this paper is to model on-chip inductor in digital CMOS technology by using the foundry parameters and the physical structure. The s-parameters of a spiral inductor are extracted from the modeled equivalent circuit and then compared to the results obtained from HFSS. The structure and material of the inductor used for modeling in this work is identical with those of the inductor fabricated by CMOS process. To show why the modeled inductor instead of ideal inductor should be used to design a RF system, we designed dual band RF front-end receiver and then compared the results between when using the ideal inductor and using the modeled inductor.
회로 시뮬레이터인 SPICE를 이용하여 1.9GHz 대역의 CMOS up-conversion 믹서를 설계하였고, 회로 설계를 위한 시뮬레이션 과정을 소자 모델링을 포함하여 상세히 설명하였다. $0.5{\mu}m$ 표준 CMOS 공정을 이용하여 칩을 제작한 결과, 제작된 칩의 특성과 초기 시뮬레이션에 의해 예상되는 특성 사이에 큰 차이점이 발견되어 이에 대한 원인 분석을 시도하였다. 발견된 문제점들을 고려한 경우의 시뮬레이션을 통해 시도한 시뮬레이션 방법의 타당성을 증명하였고, 이러한 문제점들을 보완할 경우 사용한 표준 CMOS 공정으로도 GaAs MESFET 공정을 사용한 유사 칩의 특성에 근접하는 칩 특성의 구현이 가능함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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