• 제목/요약/키워드: coplanar stripline (CPS)

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밀리미터파 초소형 레이다용 광대역 DSPSL-CPS 전이구조 설계 (Transition Structure Design of Wideband Double-sided Parallel-Stripline to Coplanar Stripline for Millimeter-wave Compact Radar System)

  • 김영곤;박창현;김홍락;권준범
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.27-31
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    • 2017
  • 본 논문에서는 낮은 삽입 손실을 가지는 광대역 DSPSL (double-sided parallel-stripline) - CPS (coplanar stripline) 전이구조를 제안하였다. 제안하는 전이구조는 자연스러운 전계분포의 필드 변환과 DSPSL과 CPS 사이의 임피던스 정합의 관점에서 설계되었다. 전이구조의 명확한 설계방법을 제시하여 바닥면 그라운드의 변화와 전이구조의 길이를 결정할 수 있게 하였다. 설계의 제작된 전이구조의 특성은 전이구조 당 6.2 ~ 18.2 GHz의 대역에서 0.7 dB의 낮은 삽입 손실을 가지고 있으며, 6.2 ~ 30 GHz 이상의 대역에서 1.25 dB의 삽입 손실을 가짐을 확인하였다.

밀리미터파 시스템에 적용 가능한 초광대역 마이크로스트립-CPS 전이구조 설계 (An Efficient Design for an Ultra-Wideband Microstrip-to-CPS Transition Applicable to Millimeter-Wave Systems)

  • 김영곤;김윤진;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.268-275
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    • 2015
  • 본 논문에서는 명료하고 간단한 초광대역 마이크로스트립-CPS(coplanar stripline) 전이구조 설계를 제안하였다. 등각사상을 이용하여 전이구조의 특성 임피던스를 해석을 하였으며, 닫힌 형태의 전이구조 공식을 제시하였다. 제안한 전이구조 공식의 계산 결과를 EM 상용 시뮬레이터와 비교하여 3.2 % 오차 이내임을 알 수 있었다. 초광대역 전이구조는 Klopfenstein 테이퍼를 이용하여, 광대역 임피던스 정합하였다. 제작된 전이구조는 5.39~40 GHz 이상의 대역에서 삽입손실 1 dB 이하 및 반사손실 10 dB 이상을 만족하였다.

CPS구조를 갖는 910MHz 대역 RFID Tag용 마이크로스트립 패치 안테나 설계 (A CPS-type Microstrip Patch Antenna Design for 910MHz RFID Tags)

  • 손명식;조병모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.144-150
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    • 2008
  • 본 논문에서는 비아홀(via hole) 구조가 필요 없는 910MHz RFID 태그용 CPS(coplanar stripline) 형태의 마이크로스트립 패치 안테나를 HFSS 안테나 설계 시뮬레이션을 통해 최적 설계한 과정 및 그 결과를 나타내었다. 단순한 마이크로스트립 패치 안테나의 제작 구조를 얻기 위해서 비아홀 구조가 없고 대역통과(bandpass) 필터를 사용하지 않았으며, RFID 태그 칩과 안테나간의 임피던스 정합을 위해서만 임피던스 정합 네트워크 회로를 사용하였고, 안테나 크기를 조절해가며 최적 시뮬레이션을 수행하였다. 안테나 설계 시뮬레이션의 신뢰성을 확보하기 위하여 우선 기존에 발표된 5.8GHz에서의 안테나 결과를 이용해 최적화된 HFSS 시뮬레이션 파라미터를 결정하였다. 이를 토대로 비아홀 구조가 필요 없는 910MHz의 중심주파수를 갖는 CPS구조의 마이크로스트립 패치 안테나를 최적 설 계하였으며, 본 논문에서 제안된 CPS구조의 패치 안테나가 910MHz RFID 태그에 적용 가능함을 보였다.

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발룬의 평형도 해석을 이용한 소형화된 광대역 Quasi-Yagi 안테나 설계 (Design of Compact and Broadband Quasi-Yagi Antenna Using Balance Analysis of the Balun)

  • 우동식;김인복;김영곤;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.27-35
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    • 2013
  • 본 논문에서는 초광대역 마이크로스트립-coplanar stripline(CPS) 발룬의 평형도 해석을 이용한 광대역 특성을 가지는 소형화된 quasi-Yagi 안테나를 제안하였다. 기존 구조의 밑면의 반사기를 제거하고, 접지면을 반사기로 사용하여 안테나 크기를 줄였다. 그리고 마이크로스트립 선로에서 평형 선로인 CPS로 변환해 주는 평면형 발룬의 특성을 확인하기 위해 CPS 출력 포트에서 크기 및 위상 불평형 특성을 조사하고 분석하여 광대역 안테나 급전에 적합함을 보였다. 해석 결과, 7~20 GHz 이상까지 각각 1 dB 이하, $180{\pm}5^{\circ}$ 이내의 크기 및 위상 불평형 특성을 얻었다. 제안된 발룬을 적용하여 최종 설계한 안테나는 6.9~15.1 GHz(74.5 %)의 넓은 주파수 대역폭을 가졌고, 이득은 3.7~5.5 dBi, 10 dB 이상의 전후방비, 그리고 방사 효율은 전 대역에서 평균적으로 94 %의 우수한 특성을 가졌다.

단일평면 초광대역 발룬을 이용한 초광대역 부품 (Ultra-wideband Components Utilizing a Uniplanar Ultra-wideband Balun)

  • 김영곤;우동식;김인복;송선영;김강욱
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권12호
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    • pp.30-36
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    • 2009
  • 마이크로스트립-CPS (coplanar stripline)의 초광대역 발룬을 이용하여 초광대역 부품을 개발하였다. 초광대역 발룬은 DC 근처부터 40 GHz 이상의 대역에서 동작하고 있으며, 이를 응용한 초광대역 부품 또한 10 GHz 이상의 주파수 대역을 가지고 있다. 개발된 초광대역 부품은 초광대역 안테나, 주파수 혼합기, 주파수 체배기 및 검파기가 있으며, 주로 상용으로 판매되는 캐리어(carrier) 형태 및 하우징 형태의 소자로 개발이 되었다. 뿐만 아니라, 새로운 구조의 표면실장형 전이구조를 개발하여 이러한 소자를 표면실장형의 형태로 구현하였다. 표면 실장형 소자의 한 예로, 체배기는 출력 주파수 8 ~ 28 GHz의 초광대역의 특성을 가지고 있다. 고성능, 저가의 초광대역 소자는 기존의 비싼 소자들을 대체 할 수 있으며, 향후 UWB의 여러 응용분야에 사용 되리라 예상된다.

초광대역 마이크로스트립-CPS 발룬을 이용한 Self-Complementary 스파이럴 안테나 설계 (Self-Complementary Spiral Antenna Design Using a Ultra-Wideband Microstrip-to-CPS Balun)

  • 우동식;김영곤;조영기;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.208-214
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    • 2009
  • UWB USPR 시스템 응용 초광대역 마이크로스트립-CPS(Coplanar Stripline) 발룬을 이용한 self-complementary 스파이럴 안테나의 설계와 실험적 결과를 제시하였다. 초광대역 특성을 갖는 평면형 마이크로스트립-CPS 발룬을 적용하여 스파이럴 안테나 고유의 초광대역 특성을 유지하게 하였고, 각각 설계된 안테나와 발룬을 임피던스 정합의 방법을 이용하여 연결함으로 간단한 안테나 설계 과정을 보였다. 설계된 스파이럴 안테나는 등각 형태의 self-complementary 스파이럴 안테나이다. 제작된 안테나는 2.9 GHz에서 12 GHz의 넓은 주파수 특성을 가지며, 2.7에서 5.3 dB의 비교적 평탄한 이득과 $70^{\circ}$ 이상의 빔 폭을 가졌다. 이 결과를 통해 초광대역 마이크로스트립-CPS 발룬의 스파이럴 안테나의 적용 가능성을 검증하였다.

A 15-GHz CMOS Multiphase Rotary Traveling-Wave Voltage-Controlled Oscillator

  • Zhang, Changchun;Wang, Zhigong;Zhao, Yan;Park, Sung-Min
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제12권3호
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    • pp.255-265
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    • 2012
  • This paper presents a 15-GHz multiphase rotary traveling-wave voltage-controlled oscillator (RTW VCO) where a shielded coplanar stripline (CPS) is exploited to provide better shielding protection and lower phase noise at a moderate cost of characteristic impedance and power consumption. Test chips were implemented in a standard 90-nm CMOS process, demonstrating the measured results of 2-GHz frequency tuning range, -11.3-dBm output power, -109.6-dBc/Hz phase noise at 1-MHz offset, and 2-ps RMS clock jitter at 15 GHz. The chip core occupies the area of $0.2mm^2$ and dissipates 12 mW from a single 1.2-V supply.

폴디드 슬릿 대역저지 구조를 적용한 광대역 보우타이 안테나 설계 (Design of Wideband Bow-Tie Antenna with Folded-Slit Band-Notch Structure)

  • 남현수;우동식;김성균;김인복;최현철;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.886-894
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    • 2014
  • 본 논문에서는 광대역 마이크로스트립-coplanar stripline(CPS) 발룬을 이용한 광대역 보우타이(bow-tie) 안테나와 보우타이 안테나에 적용할 수 있는 폴디드 슬릿(folded-slit) 대역저지 구조를 제안하였다. 보우타이 안테나의 대역을 넓히기 위해 복사체 끝을 원형으로 변형하여 표면 전류(surface current)가 자연스럽게 흐르도록 하였으며, 급전은 CPS의 폭과 간격을 조절하여 광대역 임피던스 정합이 이루어지도록 하였다. 제작된 안테나는 2.3~12 GHz에서 2:1의 VSWR을 만족하는 광대역 특성을 가졌으며, $60mm{\times}60mm$의 크기를 가진다. WLAN 대역(5.8 GHz)을 저지하기 위해, 안테나의 급전부에서 ${\lambda}/4$ 만큼 떨어진 곳에 4개의 단락 스터브처럼 동작하는 ${\lambda}/4$ 슬릿을 사용하였다. 슬릿의 모양은 크기를 작게 하기 위해 폴디드 슬릿 형태로 설계하였다. 측정 결과, 저지대역(5.8 GHz)에서 7:1의 VSWR과 14 dB의 안테나 이득 감쇠를 가졌다.

CPS 급전 방식의 광대역 Yagi-Uda 안테나 (A Broadband CPS-Fed Yagi-Uda Antenna)

  • 한경호;박용배;추호성;박익모
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.608-616
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    • 2009
  • 본 논문에서는 CPS 급전 방식의 광대역 Yagi-Uda 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 CPS 급전 선로를 사용하여 기존에 설계된 Yagi-Uda 안테나들에 비하여 간단한 급전 구조를 가지며 기판에 접지면이 필요 없기 때문에 reflector의 설계를 자유로이 할 수 있다. 정합 선로를 설계하기 위하여 선폭이 두꺼운 선로와 선폭이 얇은 선로 사이에 테이퍼된 선로를 삽입하여 최적의 CPS 급전 선로 구조를 설계하였다. 제안한 Yagi-Uda 안테나는 -10 dB 반사 손실을 기준으로 $3.9{\sim}5.9$ GHz의 대역폭을 가지고 대역폭 내에서 $6.5{\sim}8$ dBi의 이득을 가진다. 중심 주파수인 4.9 GHz에서 이득은 7.4 dBi 이고, 반전력 빔폭은 x-z 평면에서 $98^{\circ}$, x-y 평면에서 $73^{\circ}$이다.

새로운 초광대역 마이크로스트립-CPS 전이 구조를 이용한 Quasi-Yagi 안테나 설계 (A Design of Quasi-Yagi Antenna Using the New Ultra-Wideband Microstrip-to-CPS Transitions)

  • 우동식;김영곤;조영기;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.937-942
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    • 2007
  • 본 논문에서는 quasi-Yagi 안테나의 설계에 있어 안테나와 CPS 급전선, 그리고 마이크로스트립-CPS 전이 구조간의 연결을 임피던스 정합에 기초하여 간단히 설계하는 방법을 소개자였다. 결합된 마이크로스트립 선로와 CPS 선로간의 연결은 임피던스 및 필드 정합을 가지는 새롭게 개발된 초광대역 전이 구조를 적용하였고, 급전선과 전이 구조의 광대역 특성으로 인해 간략한 quasi-Yagi 안테나 설계가 가능함을 알 수 있었다. 실제 Ku와 Ka 대역에서 설계된 광대역 quasi-Yagi 안테나는 각각 53.2 %와 29.1 %의 대역폭을 가졌고,$4{\sim}5 dBi$의 안테나 이득을 가졌다. 본 논문에서 제시된 새로운 안테나 설계 방법은 광대역 마이크로파 및 밀리미터파 평형(balanced) 안테나 설계에 응용될 수 있다.