본 논문에서는 GaN HEMT 소자를 이용한 X-대역 반도체 전력 증폭 장치(SSPA)의 설계 및 제작에 대하여 논의한다. 반도체 전력 증폭 장치는 안정적인 전원을 공급해 주는 전원공급기, 통신과 내부 모듈을 제어하기 위한 제어부, RF 신호를 증폭하기 위한 RF부로 구성된다. 특히, RF부를 구성하는 능동 소자로 TriQuint사의 GaN HEMT Bare 소자를 이용하였다. RF부는 초단, 드라이브 단, 메인 출력 단으로 구성되어 있으며, 각 앰프는 입 출력 정합을 통하여 구현하였다. 제작된 반도체 전력 증폭 장치는 X-대역(500 MHz 대역폭)에서 duty 26 %, 최장 펄스 100 us 조건에서 300 W 이상의 출력을 얻을 수 있었으며, 향후 선박용 레이더 시스템에 적용할 예정이다.
In this paper, we introduce the design and fabrication of V-band power amplifier MMIC with excellent gain-flatness for IEEE 802.15.3c WPAN system. The V-band power amplifier was designed using ETRI' $0.12{\mu}m$ PHEMT process. The PHEMT shows a peak transconductance ($G_{m,peak}$) of 500 mS/mm, a threshold voltage of -1.2 V, and a drain saturation current of 49 mA for 2 fingers and $100{\mu}m$ total gate width (2f100) at $V_{ds}$=2 V. The RF characteristics of the PHEMT show a cutoff frequency, $f_T$, of 97 GHz, and a maximum oscillation frequency, $f_{max}$, of 166 GHz. The gains of the each stages of the amplifier were modified to have broadband characteristics of input/output matching for first and fourth stages and get more gains of edge regions of operating frequency range for second and third stages in order to make the gain-flatness of the amplifier excellently for wide band. The performances of the fabricated 60 GHz power amplifier MMIC are operating frequency of $56.25{\sim}62.25\;GHz$, bandwidth of 6 GHz, small signal gain ($S_{21}$) of $16.5{\sim}17.2\;dB$, gain flatness of 0.7 dB, an input reflection coefficient ($S_{11}$) of $-16{\sim}-9\;dB$, output reflection coefficient ($S_{22}$) of $-16{\sim}-4\;dB$ and output power ($P_{out}$) of 13 dBm. The chip size of the amplifier MMIC was $3.7{\times}1.4mm^2$.
차동 신호 설계 방식을 적용한 수 Gbps급 고속 디지털 시스템에서 비아 홀 및 커넥터 등에서 발생하는 임피던스 불연속은 반사손실을 유발하여 신호 전달 특성을 저하시킨다. 이에 본 논문에서는 신호 반사를 최소화하기 위한 차동 신호용 비아 구조를 제안한다. 고속 회전 라우팅 공정을 사용하여 하나의 비아를 물리적으로 분할하여 두 개의 절단된 비아 구조를 형성한다. 한쌍이 아닌 하나의 비아를 사용하여 차동 신호선을 연결함으로써 신호선 및 비아 사이의 이격거리를 일정하게 유지할 수 있고 또한 차동 신호선과 임피던스 정합을 확보하게 되어 신호 전달 성능을 개선할 수 있다. 신호 전달 특성을 비교하기 위해서 기존 비아 구조와 신규 비아 구조를 S-파라미터 시뮬레이션을 진행하고 분석하였다. 차동 신호용 비아의 설계 및 제작 후, 네트워크 분석기 측정을 통해 반사손실 및 삽입손실 등의 신호 전달 성능지표를 비교 검증하였다.
본 논문에서는 이중대역에서 작동하는 발룬을 제안하고 모의실험을 실시하였다. 기본적인 형태는 Wilkinson Power Divider에서 출발하여 각 단자(Port)간의 고립도(Isolation)를 향상시키기 위하여 $\lambda/2$ 전송선을 단자 2와 3 사이에 삽입하였고, 이중대역 및 크기의 소형화를 위해서 $\lambda/4$ 길이의 전송선을 metamaterial 구조인 CRLH(Composite Righ/Left-Handed) 형태와 D-CRLH(Dual Composite Right/Left-Handed) 형태를 사용하여 TDMB 주차수대역인 195MHz, 그리고 DVB-H 주파수대역인 670MHz에서 작동하는 발룬을 설계하였다. 제안된 구조로 설계된 발룬의 반사손실(return loss)에 대한 최소값은 -12.98dB$(S_{11})$이며, 고립도(isolation)는 최소 -12.4dB, 그리고 출력신호간의 불균형은 0.08dB보다 작고, 위상오차는 최대 $2.8^{\circ}$이다.
고용량 고화질 동영상의 빠르고 효율적인 전송을 위해 압축은 반드시 필요한 기술이다. 이를 위해 사용되는 움직임 추정 기술은 동영상을 고효율로 압축할 수 있는 가장 중요한 기술의 하나이다. 제안한 방법은 다이아몬드 탐색 기법을 기반으로 하여 개선하였으며 탐색 패턴에 있어서 분할하거나 혹은 회전하는 다이아몬드의 형태를 갖고 있다. 제안한 방법은 특히 카메라의 이동을 따라 방향성을 갖는 움직임이 큰 영상의 경우에 있어 보다 좋은 화질 향상의 결과를 가지며 움직임이 적은 영상의 경우께 있어서는 보다 적은 탐색 점수로 움직임 추정을 가능하게 함으로서 계산량을 상당수 감소시킬 수 있다. 또한 초기 탐색 점수를 달리하여 화질과 속도 면에 있어서의 비교 우위에 따른 임의의 선택을 가능하게 하였다. 실험 결과 제안한 방법은 다이아몬드 탐색 기법(DS), 육각 탐색기법(HEXBS)과 비교하여 더 좋은 화질을 유지하면서 보다 적은 탐색 점수를 갖고 움직임 추정을 할 수 있으며 기존의 알고리즘과 비교하여 영상의 움직임의 적고 많음에 따라 적응적으로 탐색 점수를 줄이거나 늘리면서 보다 우수한 성능으로 탐색을 가능하게 한다.
본 논문에서는 CDMA 단말기용 상향 대역에서 송신출력을 모니터링 하는 전력검출부 회로를 제시한다. 제안된 전력검출부는 출력 전력 추출을 위한 커플러와 추출된 전력을 모니터링 해주는 검출기 회로로 구성된다. 본 논문에서 사용된 커플러는 손실이 적고, 위아래로 둘러싼 접지금속면으로 인해 외부의 전계와 차단되어 안정적인 동작이 가능한 스트립라인 구조를 갖는다. 설계 주파수는 CDMA 상향 송신 대역인 824-849MHz이고, 스트립라인 커플러의 결합계수는 -20dB이다. 전력검출기 설계를 위해 회로가 간단하고 전력손실을 최소화하면서 고속 동작을 할 수 있는 쇼트키 장벽 다이오드가 사용되었다. 일반적인 다이오드의 비선형성에 의한 검파 출력의 선형성 개선과 낮은 입력레벨의 출력 전압 감도 특성을 개선하기 위해서 낮은 검출기 입력 레벨에서의 임피던스 매칭을 하였다. 다이오드 패키지의 기생 성분을 고려한 시뮬레이션을 수행한 결과로써 예측한 성능은 측정 결과와 잘 일치한다.
본 논문에서는 출력전력이 협대역 정합에서 최대 23dBm 정도인 중간전력급 증폭소자를 이용하여 광대역 이득을 갖는 직렬 분포형 증폭기 설계에 대하여 기술한다. 일반적으로 병렬 분포형 증폭기는 1단 증폭기처럼 이득이 낮고, 직렬 분포형 증폭기는 이득이 높은 반면에 출력전력의 크기가 10dBm 이내인 소신호 증폭기였던데 비하여, 본 논문에서는 광대역에서 출력 전력이 20dBm급인 직렬 분포형 증폭기에 대하여 기술한다. 실제로 제작한 증폭기는 $300MHz{\sim}2GHz$에서 $18.15{\pm}0.75dB$의 평탄한 이득과 $19{\sim}20dBm$의 출력전력 특성을 보이는 것으로 측정되어, 광대역에서 구동증폭기로 사용할 수 있음을 보여준다.
In a split beam echo sounder, the transducer design needs to have minimal side lobes because the angular position and level of the side lobes establishes the usable signal level and phase angle limits for determining target strength. In order to suppress effectively the generation of unwanted side lobes in the directivity pattern of split beam transducer, the spacing and size of the transducer elements need to be controlled less than half of a wavelength. With this purpose, a 50 kHz tonpilz type transducer with a half-wavelength diameter in relation to the development of a split beam transducer was designed using the equivalent circuit model, and the underwater performance characteristics were measured and analyzed. From the in-air and in-water impedance responses, the measured value of the electro-acoustic conversion efficiency for the designed transducer was 51.6%. A maximum transmitting voltage response (TVR) value of 172.25dB re $1{\mu}Pa/V$ at 1m was achieved at 52.92kHz with a specially designed matching network and the quality factor was 10.3 with the transmitting bandwidth of 5.14kHz. A maximum receiving sensitivity (SRT) of -183.57dB re $1V/{\mu}Pa$ was measured at 51.45kHz and the receiving bandwidth at -3dB was 1.71kHz. These results suggest that the designed tonpilz type transducer can be effectively used in the development of a split beam transducer for a 50kHz fish sizing echo sounder.
Ha, JongWoo;Lee, ChangJoo;Pal, Abhishesh;Park, GunWoo;Kim, HakJin
Journal of Biosystems Engineering
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제43권4호
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pp.273-284
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2018
Purpose: Conventional headland turning typically requires repeated forward and backward movements to move the farming equipment to the next row. This research focuses on developing an upland agricultural robot with an optimized headland turning mechanism that enables a $180^{\circ}$ turning positioning to the next row in one steering motion designed for a two-wheel steering, four-wheel drive agricultural robot named the HADA-bot. The proposed steering mechanism allows for faster turnings at each headland compared to those of the conventional steering system. Methods: The HADA-bot was designed with 1.7-m wide wheel tracks to travel along the furrows of a garlic bed, and a look-ahead path following algorithm was applied using a real-time kinematic global positioning system signal. Pivot turning tests focused primarily on accuracy regarding the turning radius for the next path matching, saving headland turning time, area, and effort. Results: Several test cases were performed by evaluating right and left turns on two different surfaces: concrete and soil, at three speeds: 1, 2, and 3 km/h. From the left and right side pivot turning results, the percentage of lateral deviation is within the acceptable range of 10% even on the soil surface. This U-turn scheme reduces 67% and 54% of the headland turning time, and 36% and 32% of the required headland area compared to a 50 hp tractor (ISEKI, TA5240, Ehime, Japan) and a riding-type cultivator (CFM-1200, Asia Technology, Deagu, Rep. Korea), respectively. Conclusion: The pivot turning trajectory on both soil and concrete surfaces achieved similar results within the typical operating speed range. Overall, these results prove that the pivot turning mechanism is suitable for improving conventional headland turning by reducing both turning radius and turning time.
본 논문은 원 데이터를 암호화하여 URL(Uniform Resource Locator)정보 형식으로 변형하고, URL정보를 QR코드로 인코딩함으로써 원 데이터의 저장없이 QR코드를 매개로 데이터를 기록하고 해독할 수 있도록 하는 스마트한 QR코드에 의한 비저장식 데이터 기록 시스템 및 비저장식 데이터 제공방법을 제시하는 데 목적이 있다. 연구의 방법은 선행기술연구와 문헌조사를 통해 연구의 차별성을 두기 위한 방법을 제시했으며 분석결과, 온라인 관리서버에 구축되는 시스템으로서, 데이터 입력 신호별 매칭 암호가 저장된 암호DB, QR코드 생성 명령에 따라 입력데이터를 암호DB에서 매칭되는 암호정보로 치환하여 관리서버 도메인네임의 하위 로케이터로 결합시킨 URL정보로 변환시키고, URL정보를 QR코드로 인코딩하는 코드 생성부, 그리고 URL접속신호 수신에 따라, URL정보를 입력데이터로 변환 제공하는 암호 해독부를 포함하는 QR코드에 의한 비저장식 데이터 기록시스템을 제공한다. 따라서 스마트한 QR방식의 데이터관리방식(기록과 제공)은 사용의 편리성과 공간의 제약이나 용량사용의 장애가 없다는 점을 밝히고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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