Journal of electromagnetic engineering and science
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제12권2호
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pp.166-170
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2012
This paper presents a tunable composite right/left-handed (CRLH) delay line for a delay line discriminator that linearizes modulated frequency sweep in a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar transmitter. The tunable delay line consists of 8 cascaded unit cells with series varactor diodes and shunt inductors. The reverse bias voltage of the varactor diode controlled the group delay through its junction capacitance. The measured results demonstrate a group delay of 8.12 ns and an insertion loss of 4.5 dB at 250 MHz, while a control voltage can be used to adjust the group delay by approximately 15 ns. A group delay per unit cell of approximately 1 ns was obtained, which is very large when compared with previously published results. This group delay can be used effectively in FMCW radar transmitters.
In this paper, a hybrid dual band LNA(Low Noise Amplifier) with a tunable matching circuit using varactor is designed for 433MHz and 912MHz RFID reader. The operating frequency is controlled by the bias voltage applied to the varactor. The measured results demonstrate that S21 parameter is 16.01dB and 10.72dB at 433MHz and 912MHz, respectively with a power consumption of 19.36mW. The S11 are -11.88dB and -3.31dB, the S22 are -11.18dB and -15.02dB at the same frequencies. The measured NF (Noise Figure) is 15.96dB and 7.21dB at 433MHz and 912MHz, respectively. The NF had poorer performance than the simulation results. The reason for this discrepancy was thought that the input matching is not performed exactly and a varactor in the input matching circuit degrades the NF characteristics.
In this paper, using diplexer structure and varactor diode controlled by reverse bias voltage for diplexer switch gives possibilities to improve isolation and current characteristics. 1 have newly designed switch with high isolation by application varactor diode corresponding to capacitor of diplexer. The low-pass filter for proposed tunable diplexer passes the microwave signal in the bandwidth for wireless cellular network systems and high-pass filter passes it in the bandwidth for wireless personal communication services (PCS) network systems. As the capacitance of the low-pass filter increases, the cut-off frequency can be moved to low frequency, so that the switch is on state in cellular bandwidth and off state in the PCS bandwidth, in contrast to, as the capacitance for attenuation characteristic of high-pass filter increases, it can be moved to high frequency, so that the switch is off state and on state in the cellular bandwidth. it is possible to improve isolation and current consumption characteristics by application diplexer design methods and varactor diode. 1 expect that the tunable diplexer circuit and design methods should be able to find applications on MMIC and low temperature copired ceramic (LTCC).
본 논문에서는 varactor-loaded split-ring resonator (VLSRR)를 기반으로 한 가변 metamaterial 전송 선로를 이용한 광대역 전압 제어 발진기를 제안하였다. 우선, 마이크로스트립 라인에 결합된 VLSRR이 주파수 조절 특성을 갖는 metamaterial 전송선로를 만들 수 있음을 증명하였다. 음의 유효 투자율은 VLSRR에 의해 공진 주파수 상에서 협대역으로 얻어지는데, 버랙터 다이오드들의 연결을 통해 주파수가 조절될 수 있다. 1.8 V의 공급 전압을 갖는 전압 제어 발진기는 주파수 조절 범위 $5.407\;{\sim}\;5.84\;GHz$에서 $-108.84\;{\sim}\;-105.5\;dBc/Hz$ @ 100 kHz의 위상 잡음 특성을 얻는다. Power-frequency-tuning-normalized (PFTN)이라고 불리우는 figure of merit (FOM)은 20.144 dB이다.
본 논문에서는 차량 충돌 방지 레이더 시스템 응용을 위하여 중심 주파수가 77 GHz인 도파관 (waveguide) 전압조정 발진기 (VCO, voltage controlled oscillator)를 구현하였다. 구현된 도파관 전압 조정 발진기는 GaAs 기반의 건다이오드 (Gunn diode)와 버랙터 다이오드 (varactor diode), 도파관 천이기 (waveguide transition), 저역 통과 필터(LPF, low pass filter) 및 공진기 (resonator) 기능을 동시에 수행하는 다이오드의 바이어스 (bias) 포스트 (post)로 구성되어진다. 77 GHz 신호는 동공 (cavity)을 38.50 GHz에서 발진하도록 설계하여 2체배된 신호를 사용하였으며 WR-12에서 WR-10으로 천이되어 출력된다. 도파관 천이기는 77 GHz의 중심주파수에서 1.86 dB의 삽입손실(insertion loss)과 -30.22 dB의 입력반사계수 (S11, input reflection coefficient) 특성을 갖는다. 제작된 도파관 전압조정 발진기는 870 MHz의 대역폭 (bandwidth)과 12.0 dBm ~ 13.75 dBm의 출력 전력 특성을 나타내었다. 위상잡음 특성은 1 MHz 오프셋 (offset)에서 -100.78 dBc/Hz의 우수한 특성을 얻었다.
본 논문에서는 통과대역을 가변하는 대역통과여파기를 제안하였다. 이 여파기의 구조는 2단 Direct Capacitive Coupled 공진기 대역통과여파기이며, 중심주파수의 가변을 위하여 여파기에 사용된 병렬 공진기의 캐패시터를 버렉터 다이오드로 대체하였다. 본 논문에서는 중심주파수 200MHz에서 최대 245MHz까지 가변되는 대역통과여파기를 제작하여 설계 이론의 타당성을 검증하였다.
In this paper, we designed and fabricated the variable impedance line by using the DGS(Defected Ground Structure) which is useful in mounting the external lumped elements. Also we used a varactor diode as Control device stuff at the proposed variable impedance line. We are able to change the impedance of transmission line as varied the capacitance of varactor diode by adjusting DC bias. The impedance variation of the proposed DGS line is about maximum 70 Ω. We will study about the application of DAM(Direct antenna modulation) in the future work.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권4호
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pp.245-250
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2013
This paper presents a tunable bandpass filter based on the varactor-loaded composite right- and left-handed transmission line (CRLH-TL). The proposed filter is composed of one CRLH-TL unit cell, which corresponds to the third-order bandpass filter. The tunable bandpass filter is designed using only lumped-elements. The use of lumped elements saves space and lowers the fabrication cost. The size of the proposed tunable bandpass filter is $17mm{\times}5mm$, neglecting the feed lines and DC lines. All of the varactors are controlled by one DC bias. The center frequency of the bandpass filter can be controlled by varying the value of the varactors. The tunable range of the center frequency is from 412.5 to 670 MHz. The insertion loss is less than 3 dB, the return loss is more than 10 dB in the passband.
본 논문에서는 X-band 주파수 대역을 위한 직교 신호 발생 전압제어 발진기(Quadrature VCO)를 제안하였다. 제안된 직교신호 발생 전압제어 발진기는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였다. 본 논문에서 제안된 직교 신호 전압제어 발진기는 두 개의 cross-coupled된 차동의 전압제어 발진기와 두 개의 차동 완충기로 구성 되어있다. 이 직교 전압제어 발진기는 4 bit의 capacitor bank와 varactor의 제어 전압으로 주파수를 가변한다. Varactor의 Q-factor를 선형적으로 변화시키기 위해, varactor 에 각각의 다른 bias voltage를 인가하였다. 이 직교 전압제어 발진기는 6.591 GHz에서 8.012 GHz까지의 주파수 가변 범위를 가진다. 이 직교 전압제어 발생기는 7.150 GHz의 출력 주파수를 가질 때 1MHz offset에서 -101.04 dBc/Hz의 Phase noise를 가진다. 공급 전압은 1.5V를 사용 하였고 QVCO core에서 6.5~8.5 mA의 전류를 소모한다.
새로운 주파수 가변 이중 대역 안테나를 제안한다. 기존의 기판집적형 도파관(SIW: Substrate-Integrated Waveguide)에 비하여 1/8 크기를 갖는, 전기적으로 작은 1/8차 기판집적형 도파관(EMSIW: Eighth-Mode Substrate-Integrated Waveguide) 공진기 구조를 이용하여 전기적으로 작은 크기의 안테나를 설계하였다. 설계한 EMSIW 안테나 표면에 상보적 분할 링 공진기(CSRR: Complementary Split Ring Resonator) 구조를 추가적으로 탑재하여 이중 대역에서 동작할 수 있게 하였다. EMSIW와 CSRR 구조는 각각 1.575 GHz(GPS), 2.4 GHz 대역(WLAN) 주파수 대역을 만족시킬 수 있어 이중 공진 특성을 만족하였다. 기본적으로 CSRR은 대역폭이 좁기 때문에 Varactor 다이오드를 탑재시켜 주파수를 2.4 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 가변할 수 있게 하였다. 그에 따라 WLAN 표준에서 사용하고 있는 채널 선택 기능 또한 구현할 수 있다. Varactor 다이오드에 따라 EMSIW의 공진은 독립적으로 고정되어 GPS 주파수 수신을 안정적으로 유지할 수 있도록 설계하였다. 결과적으로 DC 바이어스 전압을 11.4 V에서 30 V로 변경함에 따라 GPS 대역 주파수는 고정되어 있고, WLAN 대역의 공진 주파수가 2.38 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 변화한다. 시뮬레이션, 측정값 사이에 반사 손실, 방사 패턴 특성이 잘 일치함을 관찰할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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