2.3 GHz 대역에서 단일 Half-LO 주파수를 이용한 Double-Conversion Down Mixer 설계

김민석,문주영,윤상원,Kim Min-Seok,Moon Ju-Young,Yun Sang-Won 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.8

본 논문에서는 Half-LO 주파수를 이용하는 새로운 방식의 double-conversion down mixer를 2.3 GHz 대역에서 설계하였다. 제안된 mixer에서는 Half-LO 주파수를 2개의 HEMT에 인가하여 두 HEMT에서의 변환 방식을 gate type과 resistive type으로 다르게 함으로서 IF 주파수를 얻게 된다. 기존의 sub-harmonic mixers와 같이 Half-LO 주파수를 사용하지만 제안된 mixer는 Half-LO의 second harmonic 성분을 이용하지 않고 Half-LO의 기본 주파수를 이용하여 주파수 변환을 하고 두 번째 HEMT에서 Resistive mixer type으로 IF 신호를 얻기 때문에 기존의 능동 mixer보다 향상된 선형성을 얻을 수 있다. 2.3 GHz 대역에서 설계 제작된 mixer는 Half-LO 전력 10 dBm을 이용하여 5dB의 변환 손실과 16.25dBm의 IIP3 특성을 얻을 수 있었다. In this paper, we designed the double conversion down mixer by using Half-LO frequency in 2.3 GHz band. The IF frequency is obtained by supplying two LO frequencies to HEMT in both gate type and resistive type. The proposed mixer uses Half-LO frequency the same way as conventional sub-harmonic mixers. However the proposed one uses fundamental component of Half-LO frequency in first stage instead of using second harmonic components of Half-LO frequency, and the IF frequency is obtained by resistive type mixer in second stage, thereby the proposed mixer can improve linearity in comparison with conventional active mixer. We can verify that the proposed mixer has an conversion loss of 5dBm and IIP3 of 16.25dBm by using 10 dBm Power.

중속 엔진용 스파크 어레스터 일체형 SCR Mixer 설계

박성종(Seongjong Park),류용희(YongHee Ryu),이대희(Daehee Lee),이희성(Heesung Lee),이동연(Dongyeon Lee) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.3

중속 엔진 배기관에 소음 기준 만족을 위한 소음기, 인화성 입자의 방사를 방지하는 스파크 어레스터, 배기가스에서 질소산화물(NOx)을 저감하는 탈질 장비(SCR) 그리고 폐열 회수를 위한 이코노마이저를 모두 설치하도록 요구하는 선박이 점점 증가하는 추세이며, 이로 인하여 배기관에는 설치 공간 부족과 압력 손실 문제가 발생하고 있다. 배기관의 여러 장비 중 SCR mixer는 한 단의 고정 베인(stationary vane)을 이용하여 난류 유동에 의하여 배기가스와 암모니아를 적절하게 혼합하고, 스파크 어레스터에도 배기가스로부터 인화성 입자를 분리하기 위하여 한 단의 고정 베인이 설치된다. 본 연구에서 이와 같은 두 장비를 결합하여 한 단의 베인만으로 혼합과 분리의 역할을 동시에 수행할 수 있는 스파크 어레스터 일체형 SCR mixer(S-mixer)를 설계하였다. 유동 해석을 통하여 다양한 case에 대한 인화성 입자의 포집성능과 암모니아와 배기가스의 혼합 성능 그리고 압력 손실을 수치적으로 계산하였으며, 예측 결과를 고려한 S-mixer의 최적 설계 안을 선정하였다. Latest vessels have increased the demand for silencers to meet noise standards, spark arresters to prevent the emission of flammable particles, selective catalytic reduction (SCR) reactors to reduce nitrogen oxides (NOx), and economizers to recover waste heat for middle-speed engine exhaust pipelines. This has led to a shortage of installation space and pressure loss in exhaust pipelines. In exhaust pipelines, the SCR mixer is used to properly mix exhaust gas and ammonia by turbulent flow using a stationary vane located below the SCR. A stationary vane similar to a spark arrestor is also installed in the silencer to remove flammable particles from the engine. In this study, a spark-arrestor-integrated SCR mixer (S-mixer) is developed using a combined single stationary vane that can simultaneously mix exhaust gas and ammonia and separate flammable particles in the mixer. Computational fluid dynamics analyses were performed for various cases to evaluate the trapping performance of flammable particles and the mixing performance of ammonia and exhaust gas, measuring pressure loss numerically. An optimal S-mixer design is proposed considering the study results.

혼화 및 유동특성에 미치는 라인믹서 내 혼합요소의 영향

유대겸(Dae-Gyeom Yu),이계복(Kye-Bock Lee) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.10

본 연구에서는 라인믹서 내의 압력손실과 혼화성능에 대한 혼합요소의 영향을 해석하였다. 기체와 액체가 혼합된 고농도 오존수 장치는 단체급식시설의 살균 및 소독, 양식장의 수질관리 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 기존에 사용되는 장치는 가압방식을 사용하여 부피가 매우 크다. 최근에는 기후 변화로 강수량이 감소하여 지하수 및 지표수의 오염으로 음용수의 살균은 매우 중요하다. 따라서 기존의 장치와 대비하여 작은 공간을 사용하면서도 정수기능을 갖는 라인믹서형 기체-액체 혼합장치의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 라인믹서 장치 내에 삽입한 혼합요소인 static mixer의 개수, 오리피스의 형태와 개수, 오리피스에 부착된 베인의 모양에 따른 유입유체의 혼화상태와 유동특성을 전산유체역학 모사를 통해 해석하고 혼화상태에 미치는 영향을 평가하였다. 곡면의 베인을 부착한 오리피스를 라인믹서에 사용한 경우 static mixer를 사용한 경우와 비교하여 비슷한 혼화정도를 나타내면서 압력손실양은 50% 이상 감소하는 것을 확인하였다. This study investigates the effect of the mixing elements on the pressure loss and mixing performance in line mixer. The high density ozone water devices mixed with gas and liquid are used in various fields such as sterilizing of group feeding facilities and water quality management at a fish farm. Due to the decrease in rainfall due to climate change, pasteurization of drinking water from ground water and surface water is extremely important. Therefore, it is intended to develop a line-mixed gas liquid mixer with a small amount of space. In this study, the effects of the number of static mixers and the types and the number of the orifice used in line mixer on the volume fraction and the pressure loss were studied by CFD simulation. The pressure drops of line mixer with orifice which curved vanes were attached to were down to more than 50 percent of that of line mixer with static mixer whereas the mixing performance of the former was similar to that of the latter.

준 능동형 로터를 이용한 마이크로 혼합기의 제작 및 혼합특성

김용대(Youngdae Kim),이종광(Jongkwang Lee),권세진(Sejin Kwon) 대한기계학회 2009 大韓機械學會論文集A Vol.33 No.4

A micro-mixer with a quasi-active rotor was fabricated, and mixing characteristics were evaluated. The proposed micro-mixer combines an active type micro-mixer with a passive type micro-mixer. The micro-rotor, which is a moving part of an active type micro-mixer, is added in a micro-chamber of a passive type vortex micro-mixer. The rotor rotated by inflows tangent to a chamber, causing strong perturbations. The micromixers were fabricated using photosensitive glass. Mixing efficiency of the micro-mixers was measured using an image analysis method. Mixing efficiency and characteristics of the micro-rotor mixer were compared with the vortex micro-mixer without a rotor. Mixing efficiency was reduced as Reynolds number increased at a low Reynolds number due to decrease of residence time. Mixing efficiency at higher Reynolds number, on the other hand, was improved even though residence time decreased since the contact surface between fluids increased by twisted flow. The perturbation induced by rotating rotor at greater than Re 200 improved the efficiency of the rotor mixer.

낮은 변환 손실 및 높은 격리 특성의 W-band MMIC 믹서 모듈

안단(Dan An),이진구(Jin-Koo Rhee) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.2

본 논문에서는 밀리미터파 센서 응용을 위한 낮은 변환손실 및 높은 LO-RF 격리도 특성의 W-band MMIC 믹서 모듈을 설계 및 제작하였다. MMIC 믹서는 0.1 ㎛ MHEMT를 이용하여 설계 및 제작되었다. MMIC 믹서는 낮은 변환손실과 높은 LO-RF 격리도 특성을 얻기 위해 RF 입력단에 MHEMT를 추가하여 설계하였다. 제작된 MMIC 칩을 모듈화 하기 위해 CPW-도파관 변환기를 설계 및 제작하였으며, 최종적으로 MMIC 믹서 모듈을 개발하였다. MMIC 믹서 모듈의 측정결과 변환 손실 특성은 94 GHz에서 MMIC 칩은 6.3 dB, MMIC 모듈은 9.5 dB의 양호한 특성을 나타내었다. MMIC 믹서 모듈의 LO-RF 격리도는 94 GHz에서 30.4 dB의 양호한 측정 결과를 얻었다. 본 논문에서 개발된 W-band MMIC 믹서모듈은 기존의 발표된 W-band(75-110 GHz) MMIC 믹서와 비교하여 우수한 성능을 나타내었다. In this paper, we report on a high performance 94 GHz MMIC mixer module using 0.1-um metamorphic high electron mobility transistors (MHEMTs). A modified resistive mixer with a RF amplifier was proposed in this work for low conversion loss and high LO-RF isolation. The MMIC mixer module was fabricated using a MMIC chip and CPW-waveguide transitions. The fabricated mixer chip and module showed a low conversion loss of 6.3 dB and 9.5 dB, and LO-RF isolations of 24.8 and 30.4 dB at 94 GHz, respectively. This results are superior to those of previously W-band (75-110 GHz) MMIC mixers.

Ku-band용 Double Balanced MMIC Mixer의 설계 및 제작

류근관 한국ITS학회 2003 한국ITS학회논문지 Vol.2 No.2

본 논문에서는 Ku-band용 주파수 하향변환기에 사용할 수 있는 MMIC (monolithic microwave integrated circuit) mixer를 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정의 Schottky diode를 이용하여 설계 및 제작하였다. 일반적인 double balanced mixer의 구조에서 IF단자와 LO 단자를 서로 바꾸어 설계함으로써 mC chip의 크기를 크게 줄일 수 있었다. 설계된 MMIC mixer는 RF(14.0 - 14.5 GHz)와 IF(12.252 - 12.752 GHz)의 주파수 대역에서 사용할 수 있다. 제작된 초소형의 MMIC mixer chip은 크기가 3.3 m X 3.0 m이고, on-wafer측정 결과 9.8 dB 이하의 변환손실과 23 dB 이상의 RF-to-IF 격리도 및 38 dB 이상의 LO-to-IF 격리도의 특성을 각각 얻었다. A MMIC (monolithic microwave integrated circuit) mixer chip using the Schottky diode of an InGahs/CaAs p-HEMT process has been developed for the receiver down converter of Ku-band. A different approach to the MMIC mixer structure is applied for reducing the chip size by the exchange of ports between If and LO. This MMIC covers with RF (14.0 - 14.5 GHz) and If (12.252 - 12.752 GHz). According to the on-wafer measurement, the miniature (3.3X3.0 m) MMIC mixer demonstrates conversion loss below 9.8 dB, RF-to-IF isolation above 23 dB, LO-to-IF isolation above 38 dB, respectively.

항공용 레이다의 3차 고조파 믹서 설계에 대한 연구

고민호(Min-Ho Go),강세벽(Se-Byeok Kang) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

본 연구는 주파수 체배기 이론을 이용하여 초고주파 항공용 레이다를 위한 3차 고조파 믹서 설계에 대한 연구이다. 기본 믹서 설계 방법과는 달리 주파수 체배기 이론을 이용하여 국부 주파수(LO)의 3차 고조파 성분이 최대가 되는 게이트 바이어스 전압을 선택하여 중간주파수(IF)에서 3차 고조파 혼합(mixing) 성분이 최대가 되도록 하였다. 제안한 고조파 믹서는 플라스틱 패키지의 상용 GaAs MESFET 소자를 이용하여 설계 및 제작하여 기존 초고주파 믹서의 높은 변환손실, 회로 복잡성, 높은 가격 및 제작 복잡도를 개선할 수 있었다. 제안한 설계 방법을 이용한 3차 고조파 믹서는 33 GHz ~ 36 GHz 대역에서 8 ~10 dB 변환손실 특성 및 0dBm 선형성 (P1dB) 특성을 나타내었다. In this paper, a third-order harmonic mixer is designed using frequency multiplier theory for the microwave airborne radar. Unlike the basic mixer design method, the gate bias voltage, at which the third-harmonic component of the Local frequency (LO) is the maximum, is selected using a frequency multiplier theory to maximize the third-harmonic mixing component at the intermediate frequency (IF). The proposed harmonic mixer was designed and manufactured using a commercial GaAs MESFET device in a plastic package, and it was possible to improve the high conversion loss, circuit complexity, high cost, and manufacturing complexity of the existing microwave mixer. The harmonic mixer using the proposed design method has a -8 ~ -10 dB conversion loss by pumping 11.5 GHz LO with a +5 dBm level when operating from 33.0 GHz to 36.0 GHz and the 1-dB gain compression point (P1dB) of 0 dBm.

콘크리트 교면 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가

윤경구,이주형,홍창우,김기헌,김태경 한국도로학회 2001 한국도로학회논문집 Vol.3 No.4

본 연구에서는 콘크리트 덧씌우기를 위한 SB 라텍스개질 콘크리트의 현장적용성 평가를 위해 현장에서 모빌믹서를 이용하여 배합실험 하여 작업성, 강도발현특성 및 투수특성을 등을 고찰하였다. 이를 위해 주요 실험변수는 라텍스 혼입률(0, 5, 10, 15, 20%), W/C (31, 33, 35 37%), S/a(55, 56, 57, 58%) 를 선정하였으며, 초기슬럼프, 슬럼프 손실, 공기량, 압축강도 및 휨인장강도 발현특성, 염화이온 촉진 실험 등을 수행하였다. 실험결과, 모빌믹서차량을 이용해서 SB라텍스개질 콘크리트를 현장에서 배합하였을 때 충분한 작업성 및 양질의 콘크리트를 생산 할 수 있었으며 목표 압축강도와 휨강도를 얻을 수 있었다. 모빌믹서 차량을 이용한 배합은 실내실험에서 제시된 최적배합의 동일한 작업조건을 얻기 위한 물-시멘트비가 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 초기 배출 슬럼프 19±3cm을 얻기 위한 실내실험 배합은 물-시멘트비 37%였으나, 모빌믹서차량을 이용한 경우는 33%의 물-시멘트비를 나타내었다. 또한, 현장 적용에 있어서도 모빌믹서를 이용한 정확한 계량 및 라텍스의 혼입으로 양질의 콘크리트 생산 및 성능개선을 기대할 수 있음을 확인하였다. This study focused on the field applicability evaluation of SB latex-modified concrete (LMC) for concrete bridge deck overlay using mobile mixer. The main experimental factors were water-cement ratio(31, 33, 35 37%), latex contents(0, 5, 10, 15, 20%), and fine aggregate ratio(55, 56, 57, 58%) in order to evaluate the workability, mechanical properties, and durability property of LMC. The slump loss, air content, compressive and flexible strength tests were used to evaluate LMC workability and strength properties. Also, the rapid chloride permeability test was used to evaluate the relative permeability of LMC. As a results, the LMC with enough workability and good quality was produced when it was mixed in field using mobile mixer, satisfying the target compressive strength and flexural strength. The required water-cement ratio of LMC for same workability when mixing with mobile mixer was less than that when mixing in laboratory. Increasing the amount of latex produced concrete with increased flexural strength by mobile mixer. The required cement-water ratios for same initial 19±3cm slump were 37% and 33% at laboratory and mobile mixer, respectively. The mobile mixer was accurately calibrated satisfying the required specification.

5.8GHz 무선 랜용 서브 하모닉 저항성 혼합기의 설계

유홍길,김완식,강정진,이종악,Yoo, Hong-Gil,Kim, Wan-Sik,Kang, Jeong-Jin,Lee, Jong-Arc 한국전기전자학회 2004 전기전자학회논문지 Vol.8 No.1

본 논문은 5.8 GHz 무선 랜용 서브 하모닉 저항성 혼합기를 설계하였다. 서브 하모닉 저항성 혼합기는 서브 하모닉 혼합기와 저항성 혼합기의 장점이 합쳐진 구조이다. 서브 하모닉 저항성 혼합기는 LO의 고조파 성분과 RF를 혼합하여 IF주파수를 얻는다. 그래서 기존의 혼합기보다 낮은 LO 주파수를 사용이 가능하다. 그리고 서브 하모닉 저항성 혼합기는 GaAs FET의 unbiased 채널 저항을 사용하여 주파수 혼합하므로 낮은 IMD를 특성을 갖는다. 제작된 서브 하모닉 저항성 혼합기의 변환손실은 LO 신호전력이 13 dBm일 때, 10.67 dB이다. 그리고 혼합기의 IIP3는 21.5 dBm이다. In this paper, it is designed for 5.8GHz Wireless LAN sub harmonic resistive mixer. Sub harmonic resistive mixer is constituted by advantage of sub harmonic mixer and resistive mixer. Sub harmonic resistive mixers mix harmonics of LO with RF and obtain IF frequency. Therefore, it was possible to use decreasing LO frequency than conventional mixers. And, Sub harmonic resistive mixer has low IMD because of using unbiased channel resistance of GaAs FET. When LO power is 13dBm, the conversion loss of manufactured sub harmonic resistive mixer is 10.67 dB. And IIP3 of mixer is 21.5dBm.

Effect of static mixer geometry on flow mixing and pressure drop in marine SCR applications

Taewha Park,Yonmo Sung,Taekyung Kim,Inwon Lee,Gyungmin Choi,Duckjool Kim 대한조선학회 2014 International Journal of Naval Architecture and Oc Vol.6 No.1

Flow mixing and pressure drop characteristics for marine selective catalytic reduction applications were investigated numerically to develop an efficient static mixer. Two different mixers, line- and swirl-type, were considered. The effect of vane angles on the relative intensity, uniformity index, and pressure drop was investigated in a swirl-type mixer; these parameters are dramatically affected by the mixer geometry. The presence of a mixer, regardless of the mixer type, led to an improvement of approximately 20% in the mixing performance behind the mixer in comparison to not having a mixer. In particular, there was a tradeoff relationship between the uniformity and the pressure drop. Considering the mixing performance and the pressure drop, the swirl-type mixer was more suitable than the line-type mixer in this study.