Design of 60-GHz Back-to-back Differential Patch Antenna on Silicon Substrate

심동하,김덕기,Juhyeong Seo,Seungmin Ryu,Sangyoon Lee,JaeHyun Noh,Byeongju Kang,Donghyuk Jung,김사라은경 한국반도체디스플레이기술학회 2023 반도체디스플레이기술학회지 Vol.22 No.4

This paper presents a novel design of a differential patch antenna for 60-GHz millimeter-wave applications. The design process of the back-to-back (BTB) patch antenna is based on the conventional single-patch antenna. The initial design of the BTB patch antenna (Type-I) has a patch size of 0.66 × 0.98 mm² and a substrate size of 0.99 × 1.48 mm². It has a gain of 1.83 dBi and an efficiency of 94.4% with an omni-directional radiation pattern. A 0.4 mm-thick high-resistivity silicon (HRS) is employed for the substrate of the BTB patch antenna. The proposed antenna is further analyzed to investigate the effect of substrate size and resistivity. As the substrate resistivity decreases, the gain and efficiency degrade due to the substrate loss. As the substrate (HRS) size decreases approaching the patch size, the resonant frequency increases with a higher gain and efficiency. The BTB patch antenna has optimal performances when the substrate size matches the patch size on the HRS substrate (Type-II). The antenna is redesigned to have a patch size of 0.81 × 1.18 mm2 on the HRS substrate in the same size. It has an efficiency of 94.9% and a gain of 1.97 dBi at the resonant frequency of 60 GHz with an omni-directional radiation pattern. Compared to the initial design of the BTB patch antenna (Type-I), the optimal BTB patch antenna (Type-II) has a slightly higher efficiency and gain with a considerable reduction in antenna area by 34.8%.

UWB 통신모듈을 결합한 무선 내시경 기술 개발에 관한 연구

심동하,이종성,노정규,이민우,차재상 통신위성ㆍ우주산업연구회 2014 한국위성정보통신학회논문지 Vol.9 No.1

본 논문에서는 내시경 장비를 위한 UWB 통신모듈을 결합한 무선 내시경 기술 개발에 관한 연구를 진행하였다. 먼저, 국내외 UWB 통신기술 분야 및 국내 내시경 분야의 동향을 통하여 본 논문에서 제안하고자하는 UWB 무선 내시경 기술 개발에 관한 연구의 필요 성에 대하여 제시하였으며, 그 필요성을 토대로 UWB 통신모듈을 결합한 무선 내시경을 개발하였다. 본 논문에서 제안하는 UWB 무선 내시경 기술은 기존의 내시경 영상취득 방식과는 다르게 유·무선 UWB 통신방식을 사용하여 내시경 영상을 취득할 수 있으며, 인체의 영상을 높은 전송률로 전송하며, 팬텀을 이용한 임상데이터에 기반한 DB화 및 스마트폰을 연동하는 기술 등 기존에는 없던 새로운 개념으로, 효과적이고 신뢰성있는 진단이 가능하다. 본 논문에서 제안한 UWB 통신모듈을 결합한 무선 내시경 기술은 UWB 통신기술의 응응사례로서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

서브테라헤르츠 CMOS 집적 회로 기술 동향

심동하 한국전자파학회 2012 전자파기술 Vol.23 No.5

<탑건: 매버릭>의 향수 영화적 스토리텔링 특성 연구-상호텍스트성을 중심으로

심동하,정원식 한국멀티미디어학회 2023 멀티미디어학회논문지 Vol.26 No.10

This study examines the nostalgic cinematic storytelling characteristics of <Top Gun: Maverick>, which evokes nostalgia, especially focusing on the expression and use of intertextuality. To this end, we compare and analyze <Top Gun: Maverick> and <Top Gun> in terms of story structure and character characteristics, which are key elements of storytelling. As a result of the study, the story structure of <Top Gun: Maverick> is very similar to the preceding text <Top Gun>, and based on this, strong intertextuality is revealed. In addition, <Top Gun: Maverick> enhances intertextuality through the three-dimensional use of characters from the previous work and the nostalgic cinematic transformation of the characters' settings and relationship building. Through this, we can see that <Top Gun: Maverick> is strategically trying to induce nostalgia in the audience through strengthening intertextuality at the level of storytelling.

IoT 카스토퍼 기반 스마트 주차안내 시스템

심동하,양지훈,손정기,한승한,이현민 한국인터넷방송통신학회 2017 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.17 No.3

IoT 카스토퍼 기반의 스마트주차 안내 시스템을 제안하고 구현하였다. IoT 센서 모듈을 내장한 카스토퍼 감지센서는 기존의 매립형 주차센서에 비해 시공이 용이한 장점을 가진다. 순차적 점대점 통신을 통해 카스토퍼에서 전송된 주차상태 데이터는 IoT 게이트웨이를 통해 웹서버에 저장되고, 스마트기기의 안드로이드 앱을 통해 원격으로 주차공간을 확인할 수 있다. 배터리로 구동되는 IoT 카스토퍼는 소모 전력을 줄이기 위해 워치독 타이머와 연동한 액티브/슬립 싸이클 방식을 사용한다. 카스토퍼의 소모전력은 액티브 모드와 슬립 모드에서 각각 80mW와 25mW로 측정되었다. 슬립 모드에서 발생하는 전력 소모를 최소화 할 수 있는 초저전력 IoT 센서모듈 구조를 제안하였다. 실제 주차장에서 구현된 시스템의 동작을 검증하였다. This paper presents a smart parking guidance system based on IoT car-stoppers. The car-stopper embedding an IoT sensor module has the advantage of easy installation compared to conventional parking sensors buried in ground. The parking status data are transferred to the IoT gateway by the sequential point-to-point communication between the car-stoppers. The data transferred from the IoT gateway are stored in the web server, and parking spaces can be monitored remotely through the Android app in a smart device. An active/sleep cycle method using a watch dog timer is employed to reduce the power consumption of the battery powered car-stopper. The power consumption of the car-stopper is measured to be 80 and 25 mW at the active and sleep mode, respectively. A configuration of ultra-low-power IoT sensor module is proposed to minimize the power consumption in the sleep mode. The operation of the implemented system has been verified in a real-world parking lot.

초광각 무선 디지털 전자 내시경 모듈에 관한 연구

심동하(Dongha Shim),김형오(Hyung-O Kim),이봉주(Bong-ju Lee),홍승철(Seung-Cheol Hong),이재선(Jason Lee),차재상(Jaesang Cha) 대한전기학회 2014 전기학회논문지 Vol.63 No.4

This paper proposes a wireless digital endoscope with a ultra-wide-angle view. Two key components are implemented to demonstrate the feasibility of the proposed endoscope. First, a ultra-wide-angle lens module with the field of view of 144 degree and F-number of 2.2 is designed and manufactured. Second, a wireless module for a high-speed video transfer is implemented using a USB device server and wireless LAN router. The wireless module can directly transfer a streaming video to a computer with the resolution of 1920x1080, frame rate of 30 fps, and data rate of 53.3 Mbps without an internet connection. Since the wireless module supports two USB devices, two spots can be simultaneously observed using the proposed endoscope.

UWB/WiFi 모듈 기반의 내시경 카메라용 무선전송 설계

심동하 ( Dongha Shim ),이재곤 ( Jaegon Lee ),이재선 ( Jaeson Yi ),차재상 ( Jaesang Cha ),강민구 ( Mingoo Kang ) 한국인터넷정보학회 2015 인터넷정보학회논문지 Vol.16 No.1

본 논문에서는 초광각 무선 내시경을 제안하고 구현하였다. 내시경은 초광각 카메라 모듈과 무선전송 모듈로 구성된다. 162도의 초광광 렌즈와 이미지 센서 및 카메라 프로세서가 3x3x9 cm3 크기의 케이스에 함께 패키지 된다. 무선전송 모듈로 UWB 기반 및 WiFi 기반의 플랫폼을 각각 구현한다. UWB 기반 모듈은 의 고화질 영상을 MJPEG로 압축하여, 2048x1536 (QXGA)의 해상도에서 15 fps의 속도로 영상을 전송하며, 최대 데이터 전송속도는 41.2 Mbps에 달한다. 구현된 내시경은 의료용 내시경의 화각과 해상도 수준을 가지며, 상용 고성능 WiFi 내시경과 비교할 때 ~3X의 화각과 16X의 해상도를 갖는다. WiFi 기반의 모듈은 640x480 (VGA)의 해상도에서 30 fps의 속도로 영상을 스마트 기기로 스트리밍 하며, 최대 1.5 Mbps의 데이터 전송속도를 보여준다. 구현된 모듈은 저가격의 의료용 무선 전자 내시경의 구현 가능성을 보여주며, U-헬스케어, 응급처치, 가정의료, 원격진료 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Ultra-wide-angle wireless endoscopes are demonstrated in this paper. The endoscope is composed of an ultra-wide-angle camera module and wireless transmission module. A lens unit with the ultra-wide FOV of 162 degrees is designed and manufactured. The lens , image sensor, and camera processor unit are packaged together in a 3x3x9-cm3 case. The wireless transmission modules are implemented based on UWB- and WiFi-based platform, respectively. The UWB-based module can transmit HD video to a computer in resolution of 2048x1536 (QXGA) and the frame rate of 15 fps in MJPEG compression mode. The maximum data transfer rate reaches 41.2 Mbps. The FOV and the resolution of the endoscope is comparable to a medical-grade endoscope. The FOV and resolution is ~3X and 16X higher than that of a commercial high-performance WiFi endoscope, respectively. The WiFi-based module streams out video to a smart device with th maximum date transfer rate of 1.5 Mbps at the resolution of 640x480 (VGA) and the frame rate of 30 fps in MJPEG compression mode. The implemented components show the feasibility of cheap medical-grade wireless electronic endoscopes, which can be effectively used in u-healthcare, emergency treatment, home-healthcare, remote diagnosis, etc.

메탈 더미 구조를 포함하는 서브 테라헤르츠 CMOS 온칩 마이크로스트립 패치 안테나

심동하(Dongha Shim),양지훈(Ji Hoon Yang),한승한(Seung Han Han),이현민(Hyounmin Lee),김기훈(Ki Hoon Kim),김호경(Hokyung Kim) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.6

본 논문은 CMOS 공정에 수반되는 메탈 더미 구조가 서브 테라헤르츠 온칩 마이크로스트립 패치 안테나의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 45 ㎚ CMOS 공정을 이용해 400 ㎓ 온칩 안테나를 설계하고, 3D EM 시뮬레이션을 통하여 메탈 더미 구조의 밀도에 따른 안테나의 공진주파수와 효율을 분석하였다. 검증을 위해 발진기와 집적된 안테나를 설계/제작하고, FTIR과 볼로미터를 이용한 준광학적 방법을 통해 측정을 수행하였다. 측정 결과, 밀도가 27 %인 더미 구조에 의해 안테나의 복사전력이 417 ㎻에서 87 ㎻로 6.8 ㏈ 감소하는 것을 확인하였다. This paper analyzes the effect of metal dummy structures in CMOS on antenna performances of a sub-terahertz on-chip microstrip patch antenna. A 400-㎓ on-chip antenna is designed in a 45-㎚ CMOS process, and the resonance frequency and efficiency of the antenna are analyzed depending on the density of metal dummy structures. Antennas integrated with an oscillator are designed and fabricated for verification, and measurements are performed using quasi-optical methods with an FTIR and bolometer. The measurement results shows that the radiated power drops from 420 ㎻ to 90 ㎻ by 6.8 ㏈ due to the dummy structures with the density of 27 %.

유한요소법을 이용한 유도전동기의 등가회로 정수 도출

심동하(Dong-ha Shim),한송엽(Song-yop Hahn) 대한전기학회 1997 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1997 No.11

IEEE 802.15.4g 송수신기의 고장 감지를 위한 데이터 중심의 사전진단 방법

심동하(D.H. Shim),장건(G. Jang),정창우(C.W. Chung) 한국생산제조학회 2018 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2018 No.5