평면 배열 안테나의 소자간 상호 결합 억압 설계

민경식,김동진,박철근,문영민,김영일,Min Kyeong-Sik,Kim Dong-Jin,Park Chul-Keun,Moon Young-Min,Kim Young-Eil 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.8

본 논문은 평면 배열 안테나의 성능 향상을 위한 안테나 소자간의 새로운 상호 결합 억제 방법을 제안하고 있다. 연구에 사용된 IEEE 802.1la($5.15\~5.35 GHz,\;5.75\~5.85\;GHz$)를 만족하는 두 개의 안테나 소자가 반파장 간격으로 배열되어 있을 때, 안테나 소자간의 상호 결합은 -20 dB 정도였으나 본 논문에서 제안된 뒤집힌 U자형 구조물을 안테나 단 사이에 삽입한 경우, 5 GHz전 대역에서 상호 결합이 -30 dB 이하로 현저히 억압되는 특성을 나타내었다. 본 논문에서 제안한 역 U자형 구조물은 안테나간 상호 결합을 개선할 뿐 아니라, 기생 안테나 성분으로 동작하여 안테나 이득도 2 dBi 이상 개선되는 특성을 나타내었다. This paper presents a novel method of mutual coupling suppression between antenna elements for performance improvement in planar array antenna system. Two miniature patch antenna elements satisfied IEEE 802.1 la($5.75\~5.35\;GHz,\;5.75\~5.85\;GHz$) are used for this research, they are arrayed by half wave length interval. It is observed about -20 dB mutual coupling between each antenna element at center frequency. To suppress mutual coupling, the arrayed antennas with a reversed 'U' structure are observed below -30 dB mutual coupling at IEEE 802.1la band.

RFID 태그용 다이폴 안테나의 부착 지판에 따른 실험적 성능 평가

민경식,김진우,Min, Kyeong-Sik,Kim, Jin-Woo 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.3

이 논문은 900 MHz대역의 RFID 태그용 다이폴 안테나를 설계하여, 이 안테나가 부착되는 물체에 의한 안테나의 성능이 실험적으로 평가되었다. 전기적 특성이 다른 유전체, 자성체 및 도체에 다이폴 안테나를 부착하였을 때, 부착된 매질의 종류, 크기 및 높이의 변화에 따라 안테나의 반사계수와 방사 패턴이 변화되는 것을 실험적으로 평가하였다 안테나가 유전체의 표면에 부착되었을 때, 측정된 반사계수와 방사 패턴은 비유전율의 영향으로 인해 약 40 MHz의 공진 주파수 편이와 약 $1\sim3dB$ 정도의 감쇠를 보였다. 부착 지판의 크기에 의한 주파수 편이가 관측되었으나, 부착 지판을 가진 다이폴 안테나의 측정된 방사 패턴은 부착 지판이 없는 다이폴 안테나의 방사 패턴과 유사하였다. 부착 지판이 도체나 자성체인 경우, 다이폴 안테나와 부착 지판 사이의 거리에 의한 주파수 편이와 위상차 때문에, 910 MHz에서 약 5 dB 이상의 방사 패턴 진폭의 저하가 관측되었다. This paper presented design for a dipole antenna operated at 900 MHz band RFID tag, and antenna performance varied by the sticked material was experimentally evaluated. When dipole antenna was sticked by the material having a difffrent electric characteristic such as dielectric material, fero-magnetic material and conductor, variations of antenna return loss and radiation pattern according to the sticked material kinds, size, and height between antenna and the sticked plate were experimentally observed and evaluated. When antenna was sticked by dielectric surface, the measured return loss and radiation pattern by affection of different dielectric permittivity ratio showed resonant frequency shift of about 40 MHz and relative attenuation of 1 dB to 3 dB. Even though frequency shift by size variation of the sticked plate was observed, the measured radiation pattern of dipole antenna located on the sticked plate was similar with one without backside plate. In the case of conductor or fero-magnetic material as the sticked ground plate, because of frequency shift and phase difference by distance between dipole antenna and the sticked ground plate, amplitude decrease of radiation pattern at 910 MHz was observed about 5 dB above.

압착유무에 따른 SCRIMP 성형 복합재의 기계적 특성 변화

민경식(Kyeong-Sik Min),유연호(Yeun-Ho Yu),남원상(Won-Sang Nam),김병선(Byung-sun Kim),변준형(Joon-Hyung Byun) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.11

Among many processes for composite manufacturing, SCRIMP(Seemann Composite Resin Infusion molding Process), is widely used these days in the application of geometrically complicated and large-scale structures. In this paper, we suggest a combined process (SCRIMP+press) in order to achieve a volume fraction more than of 60%. Panels of S2-glass plain woven/phenol and E-glass DBLT/epoxy were fabricated and mechanically tested. Since SCRIMP process has a limitation of relatively low fiber volume fraction (less than 50%), it is necessary to develop a process for an increased fiber volume fraction. The test results showed that there were increases of strength and modulus for both composites, and the biggest changes were flexural strength of E-galss DBLT/Epoxy (30% increase) and flexural modulus of S2-glass plain woven/Phenol (50% increase). The main reason for increase of strength and modulus is due to the volume fraction increase and the reduction of voids.

DBS 수신용 빔 틸트형 슬롯 어레이 도파관 안테나의 특성

민경식(Kyeong-Sik Min),김동철(Dong-Chul Kim),신정 굉지(Hiroyuki Arai) 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.39 No.3

본 논문에서는 DBS 수신용 이동체 탑재형 시스템에 이용하기 위한 빔 틸트형 슬롯 어레이 복사 도파관 안테나의 특성을 기술하고 있다. 슬롯 도파관 어레이의 기초연구로써, 도파관 광벽면 위에 놓인 16 슬롯 소자에 대하여 설계를 행하였다. 빔 틸트 특성을 가지는 안테나의 슬롯 길이, 슬롯사이의 거리 그리고 크로스 슬롯의 사이각과 같은 설계 파라미터들은 모멘트법에 의해 계산되었다. 이들 결과를 근거로 16소자×16열의 복사 도파관 안테나를 설계?제작하였다. 제작된 안테나의 측정된 주 빔의 지향각은 48°~50° 사이로 다소 측정 주파수에 의존했으며, 측정치는 설계치와 잘 일치하였다. 측정된 앙각 지향성의 3 dB 빔폭은 약 13° 정도였고, DBS 대역에서의 축비는 약 2.8 dB 이하, 이득은 24 dBi 이상으로 관측되었다. 제작한 도파관 평면 안테나의 성능을 평가하기 위하여, 안테나를 위성 추적 제어시스템과 결합하여 차량을 이용하여 고속도로에서 필드 성능 시험을 행하였다. 측정을 하는 동안, 차안에서 연속적인 TV 시청이 가능하였고 제안된 안테나의 우수한 성능이 입증되었다.<br/> This paper describes the characteristics of beam-tilting slot array waveguide antennas for mobile DBS reception. As a basic study of slotted waveguide array, design for 16 slot elements located on a broad-wall waveguide is considered. Design parameters such as slot length, space between each slot and cross slot angle of antennas with the beam-tilting characteristics are calculated by method of moments. Based on these results, the radiation waveguide antennas with 16-element × 16-array are designed and fabricated. The measured main beam direction angles of the fabricated antennas are 48° to 50° depending on the measured frequencies and it shows good agreement with prediction. The measured 3 dB beam width of elevation pattern is about 13°, and the axial ratio and the gain measured at DBS band are observed 2.8 dB below and 24 dBi above, respectively. In order to evaluate a performance of the fabricated waveguide planar antenna, it is combined with the satellite tracking control system and the field performance test of antenna mounted on a mobile vehicle is carried out at highway. During the measurement, it was possible to watch television without a break signal in a driving vehicle and an excellent performance of the proposed antennas was demonstrated.<br/>

RFID 태그용 루프형 다이폴 안테나의 지향성 설계

김민성(Min-Seong Kim).민경식(Kyeong-Sik Min) 한국항해항만학회 2008 한국항해항만학회지 Vol.32 No.10

이 논문은 차량용 사이드 미러에 적합한 광대역 RFID 태그안테나를 설계하고, 차체에 의한 지향성의 특성을 제시한다. 제안된 태그 안테나는 인식거리와 광대역 특성을 향상시키기 위해 대칭 구조로 설계되었다 제안된 태그 안테나(30 mm×24 mm×1 mm)는 910 MHz에서 공진하며 대역폭은 780 MHz(540 MHz~1320 MHz)를 가진다. 칩 임피던스는 16 - j131 Ω이고, 상용 칩의 복소 공액 임피던스가 태그 안테나의 설계에 사용되었다. 제안된 태그 안테나는 차량의 사이드 미러의 내부에 위치한다. 사이드 미러의 유전율뿐만 아니라 차체(도체)에 대한 태그 안테나의 효과를 평가하기 위해, 지향패턴 측정과 인식거리가 계산되고 측정되었다. 차량용 RFID 시스템을 위한 최적의 위치가 사이드 미러 내부에서 관측되었으며, 계산된 결과들은 측정된 결과들과 잘 일치하였다. This paper presents a design of RFID(Radio Frequency Identification) tag antenna which is available for a vehicle's side mirror and directivity characteristics by mr body. The proposed Tag antenna is designed symmetrical structure to improve the broad bandwidth characteristic and the readable range. A proposed tag antenna(30 mm×24 mm×1 mm) has resonant frequency at 910 MHz and bandwidth is 780 MHz (540 MHz~1320 MHz).The chip impedance is the 16 -j131 Ω and the complex conjugate impedance of commercial chip has been used for tag antenna design. In order to evaluate effects of tag antenna for side view mirror's permittivity as well as car body(conductor), radiation pattern characteristics and readable range have been calculated and measured. The optimized position for a vehicle's RFID system has been observed in the inside of a side mirror and the calculated results show good agreement with the measured results.

A Small Monopole Antenna with Novel Impedance Matching Structure

김동진,민경식,Kim, Dong-Jin,Min, Kyeong-Sik The Korean Institute of Electromagnetic Engineerin 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.7

본 논문에서는 임피던스 매칭 구조를 가진 소형 모노폴 안테나를 제안하고 그 특성들을 나타내었다. 안테나 매칭을 위해서 안테나 상단에 구성한 inductive 매칭 구조는 효과적으로 안테나의 capacitive 성분들을 보상하여 설계 대역에서 임피던스 매칭이 잘 이루어지는 효과를 보였다. 기존의 많은 소형 안테나들이 임피던스 매칭을 위하여 별도의 매칭 구조를 안테나의 입력부에 적용한 것과는 달리 본 논문에서 제안한 방법은 안테나의 상단에 매칭 구조를 위치시킴으로써 비교적 적은 공간을 이용하여 효과적으로 안테나의 임력 임피던스를 매칭할 수 있는 방법을 제시하였다. 제안한 안테나는 중심 주파수에 대하여 40 % 이상의 대역폭과 95 % 이상의 방사 효율을 보이며, $2.6{\sim}3$ dBi 정도의 높은 이득 특성을 보이므로 향후 단말기 혹은 여러 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. A small monopole antenna with a novel impedance matching structure is proposed in this paper. The proposed antenna is designed for W-LAN(IEEE 802.11b). The antenna design concept is based on a ${\lambda}/8$ folded monopole antenna with a self-impedance matching structure. The size of the proposed antenna is smaller than the resonant length, thus the impedance at the terminal of the antenna becomes very capacitive. To compensate fur this impedance mismatching, the proposed antenna employs a novel self-impedance matching structure. The self-impedance matching structure is located on the top of the antenna; it improves the impedance matching and ultimately the efficiency of the antenna. The measured results of the proposed antenna show reasonable agreement with prediction.

2-CH WiBro Band MIMO 안테나와 PCS 안테나 간의 격리도 향상을 위한 설계

김민성(Min-Seong Kim),민경식(Kyeong-Sik Min) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.1

이 논문은 2-채널 WiBro(Wireless Broadband Internet) 대역 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나와 휴대 단말기용 PCS(Personal Communication Service) 안테나의 격리도 특성 향상에 대해서 나타내었다. 각 채널간의 격리도를 향상시키기 위해, 3 ㎜ 높이의 공기층을 가진 제안된 PCS 안테나는 2-채널 WiBro 대역 MIMO 안테나의 凸형 그라운드(25×12 ㎜)의 매우 좁은 공간(0.19 λ) 사이에 위치한다. 제안된 PCS 안테나의 구조는 단락 스트립 선로(6×4 ㎜)를 가지는 스파이럴 형태의 변형된 PIFA(Planar Inverted F Antenna)이다. 3차원 구조를 갖는 제안된 PIFA와 WiBro 대역 MIMO 안테나 사이의 계산된 격리도는 -20 ㏈ 이하이며, 측정치와 잘 일치하였다. 제안된 안테나의 측정된 반사 손실, 대역폭, 이득은 각각 1.8 ㎓에서 -20 ㏈, -10 ㏈ 이하에서 110 ㎒(1.76~1.87 ㎓), 0.05 ㏈i의 특성을 보였다. 또한, 제안된 PCS용 안테나가 기존의 2-채널 WiBro 대역 MIMO 안테나의 성능과 특성에 영향을 미치지 않음을 확인하였다. This paper presents to improve of isolation characteristics between personal co㎜unication service(PCS) antenna in mobile terminal and 2-channel multi input multi output(MIMO) antenna in the wireless broadband internet(WiBro) band. In order to improve the isolation between each channel antenna, the proposed PCS antenna with an air space of 3 ㎜ height is located on the projected(凸) ground plane(25×12 ㎜) which is very small space(0.19 λ) between the 2-channel WiBro-MIMO antenna. The proposed PCS antenna structure is a modified planar inverted F antenna (PIFA) of spiral type with shorting strip line(6×4 ㎜). The calculated isolation values between the proposed PIFA with 3-dimensional structure and the MIMO antenna at Wibro band are about -20 ㏈ below and agree well with the measurement. Measured return loss, bandwidth, and gain of the proposed antenna are -20 ㏈ at 1.8 ㎓, 110 ㎒(1.76~1.87 ㎓) band at -10 ㏈ below, and 0.05 ㏈i, respectively. Moreover, we confirm that the proposed PCS antenna has no influence on performance and characteristics of the conversional 2-channel WiBro-MIMO antenna.

GSM 대역용 휴대전화 인증 시험 공간 확보를 위한 전파 환경 측정

박철근,민경식,Park, Chul-Keun,Min, Kyeong-Sik 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.9

본 논문에서는 유럽에서 사용되는 GSM-900/GSM-1800 대 역 에 대 한 전자파 강도 측정 결과를 제시한다. 측정결과, 부산 기장군 장안읍 기룡 마을과 철마면 소산벌 두 곳이 후보지로 선정되었다. 두 후보지에서 수직 편파가 수평 편파보다 약 12 dBm이 더 높았으며, 번화가보다 25 dBm 낮게 측정되었다. 셀룰러/GSM-900 대역에서 측정한 수직 편파의 강도의 최대값은 각각 기룡 마을에서 -65 dBm, 소산벌에서 -69 dBm이다. PCS/GSM-1800 대역에서의 결과로는 각각 기룡 마을이 최고 -90.5 dBm, 소산벌은 -85 dBm이다. 두 후보지에서 수신된 전자파 강도가 -65 dBm 이하로 매우 약하다는 것을 확인하였으며, GSM 주파수 대역의 신호가 기존 시스템에 간섭 영향을 끼치지 않아 GSM 모바일 필드 테스트를 위한 적합한 장소로 사료된다. This paper presents the measurement results of strength of electromagnetic wave for GSM-900/GSM-1800 band which is used in Europe. The Giryong village and Sosan field are selected as candidate regions according to the measurement results in Gijang-gun, Busan. The vertical polarizations is about 12 dBm higher than horizontal polarization at two candidate places, and it is measured 25 dBm lower than urban. The maximum value of measured strength of vertical polarizations in the cellular/GSM-900 bands are -65 dBm at Giryong village and -69 dBm at Sosan field, respectively. The maximum value of measured results of PCS/GSM-1800 bands are -90.5 dBm at Giryong village and -85 dBm at Sosan field, respectively, We confirm that the receiving strength of electromagnetic wave are very weak below -65 dBm at two candidate places and the signals of GSM frequency bands not affect to conversional system, then it is considered as a suitable place for GSM mobile field test.

디스플레이 IC 내장형 Dual-Port 1T-SRAM를 위한 간단한 시프트 로직 회로를 이용한 데이터라인 리던던시 회로

권오삼,민경식,Kwon, O-Sam,Min, Kyeong-Sik 한국전기전자학회 2007 전기전자학회논문지 Vol.11 No.4

본 논문에서는 Dual-Port 구조를 사용하는 Display IC용 내장형 1T-SRAM에 적합한 간단하고 효과적인 새로운 데이터라인 리던던시 회로(dataline redundancy circuit)를 제안하고 이를 0.18-um CMOS 1T-SRAM 공정을 이용하여 $320{\times}120{\times}18$-Bit Dual-port 1T-SRAM로 구현하여 검증하였다. 한 개의 인버터와 한 개의 낸드 게이트로 이루어진 시프트 로직 회로(shift logic circuit)를 이용해서 기존의 데이터라인 리던던시 회로 보다는 훨씬 간단하게 컨트롤 로직을 구현함으로써 한 개의 비트라인 페어(bit line pair)의 피치(pitch) 내에서 필요한 컨트롤 로직을 모두 구현할 수 있었다. 또한 시프트 로직 회로를 개선해서 worst case에서의 delay를 12.3ns에서 5.9ns로 52% 감소시켜서 워드라인 셋업 후에서 센스앰프 셋업까지의 시간 동안에 데이터라인 스위칭 작업을 완료할 수 있게 하여서 데이터라인 리던던시 회로의 타이밍 오버헤드(timing overhead)를 row cycle 시간에 의해 감추어지게 할 수 있었다. 본 논문에서 제시된 데이터라인 리던던시 회로의 면적 오버헤드(area overhead)는 약 7.6%로 예측된다. In this paper, a simple but effective Dataline Redundancy Circuit (DRC) is proposed for a dual-port 1T-SRAM embedded in Display ICs. The DRC designed in the dual-port $320{\times}120{\times}18$-bit 1T-SRAM is verified in a 0.18-um CMOS 1T-SRAM process. In the DRC, because its control logic circuit can be implemented by a simple Shift Logic Circuit (SLC) with only an inverter and a NAND that is much simpler than the conventional, it can be placed in a pitch as narrow as a bit line pair. Moreover, an improved version of the SLC is also proposed to reduce its worst-case delay from 12.3ns to 5.9ns by 52%. By doing so, the timing overhead of the DRC can be hidden under the row cycle time because switching of the datalines can be done between the times of the word line setup and the sense amplifier setup. The area overhead of the DRC is estimated about 7.6% in this paper.

저면적 및 고효율 특성을 갖는 전하펌프 회로

강경필(Kyeong-Pil Kang),민경식(Kyeong-Sik Min) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11

본 논문에서는 저면적 및 고효율 특성을 갖는 새로운 전하펌프 회로를 제안하고 검증하였다. 제안된 펌프의 pumping capacitor 에는 VDD 보다 높은 high voltage stress 가 걸리지 않는다. 따라서 pumping capacitor 들은 thin-oxide MOSFET 으로 구현할 수 있고 이로 인해 전하펌프의 면적을 크게 줄일 수 있었다. 본 논문에서 제안한 새로운 펌프의 전력효율은 Vpp/VDD의 비가 3.5 일 때 기존의 Dickson pump 보다 290% 더 향상되었다. 또한 면적효율은 Vpp/V<SUP>DD</SUP>의 비가 3.3 일 때 기존의 Dickson pump 보다 335% 더 향상되었고, 기존의 doubler pump 보다는 69% 더 향상되었다.