정방형 마이크로스트립 패치 안테나의 정확한 설계 방식

육종관,이홍민,박한규,Yook, Jong-Gwan,Lee, Hong-Min,Park, Han-Kyu 대한전자공학회 1989 전자공학회논문지 Vol. No.

주파수에 따른 유효 유전율의 변화를 기존의 설계식에 첨가함으로써 C-ban와 X-band 이상의 넓은 주파수 범위에서도 적용할 수 있는 정방형 마이크로스트립 패치 안테나의 설계 방식을 제안하였다. 제안된 설계 방식을 이용하여 동일한 두께와 유전율을 갖는 마이크로웨이브 기판위에 7개의 안테나를 각 주파수별로 제작하여 실험함으로써 기존의 설계식들이 갖는 부정확성을 극복할 수 있음을 확인하였다. 7GHz에서 15GHz에 이르는 주파수 범위에서 실험한 결과 공진주파수는 예측한 주파수에서 오차가 ${\pm}1%$ 이내인 범위에 들어옴을 알 수 있었으며, 또한 제작한 안테나의 방사패턴도 이론값과 거의 일치하였다. An accurate design method for rectangular microstrip patch antenna that can be applied to wide range of frequencies (C-band to X-band) is proposed. With due regard the frequency dependent effective dielectric permittivity to design formula, the inaccuracy of previous design formulae can be overcome. The results predicted by new procedure are compared well experimental results that had varying operation frequencies between 7GHz and 15GHz. Antennas are fabricated over microwave substrates with the same dielectric permittivity and thickness. Radiation power patterns are also measured and they well with theoretical values.

마이크로스트립 패치 안테나의 설계에 관한 연구

육종관(Yook jong-gwan),이홍민(Lee Hong-min),송우영(Song Woo-young),박한규(Park Han-kyu) 한국통신학회 1988 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.1988 No.11

Silicon Micromachined RF Components : Review

Jong-Gwan Yook(육종관) 대한전자공학회 1999 대한전자공학회 학술대회 Vol.1999 No.6

마이크로셀룰라 환경에서의 차세대 이등 통신을 위한 전파 전파 특성

조한신,육종관,Jo Han-Shin,Yook Jong-Gwan 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.5

본 논문에서는 차세대 이동 통신을 위한 전파 전파 특성을 분석하기 위해 3.4, 5.3, 6.4 GHz 대역 신호를 이용하여 마이크로 셀 형태의 주거 및 도로 지역에서 측정된 경로 손실을 제시하였다. 한국의 대표적인 주거 지역 형태인 아파트 지역과 주택 지역의 경로 손실 특성을 비교 분석하였으며 기존의 COST231-Hata모델과도 비교하였다. 측정 결과 동일한 주파수에 대하여 두 주거 지역의 표준 편차는 주거 지역에 따른 경향이 없는 반면, 경로 손실 지수는 아파트 지역이 큰 경향을 보였다. 마이크로 셀 형태의 도로 지역은 가시 구간과 비가시 구간으로 구분하여 측정을 수행하고 경로 손실 특성을 분석하였다. 가시 구간의 경우 3.4, 5.3, 6.4 GHz 모두에 대해 측정을 통한 경로 손실 값은 이론적인 경계 내에 위치하고 있으며 breakpoint의 위치는 이론값에 비해 6 % 정도 감소하는 사실을 확인할 수 있었다. 비가시 구간의 경우 가시 영역에서 비가시 영역으로 전환되는 지점에서 수신 전력이 급속하게 감소하며 가시 영역에 비해 비가시 영역의 경로 손실 지수가 큰 결과를 보였다. 그리고 송신단에서 코너까지의 거리가 증가할수록 비가시 영역에서의 경로 손실 지수와 코너 손실이 증가하는 현상을 확인할 수 있었다. This paper presents the a measured path-loss characteristics for mobile communications beyond 3G in microcellular residential area and street microcell at 3.4, 5.3, and 6.4 GHz band signals. The residential area is divided into two sections, one of which is composed of fifteen-story appartment buildings. The other section comprises four-story houses. The street microcell is classified line-of-sight(LOS) and nonline-of-sight(NLOS) areas. Both residential areas have standard deviations independent of the residential area classification, whereas the path loss exponents in the apartments is higher than those in area for same frequencies. A two-ray model is applied to analyse the path-loss charateristics in LOS areas. In LOS areas, an empirical breakpoint, whose distance is 6 percent shorter than a theorical breakpoint, is founded. Further, a sudden power level drop occurs at a transition point from LOS region to NLOS area. Path loss exponent is found to be significantly higher for non-LOS region than for LOS region. The power level drop due to corner loss and path-loss exponents both increase as the distance between the transmitter and the corner increases.

집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 평행 결합 선로 필터의 소형화 연구

명성식,육종관,Myoung Seong-Sik,Yook Jong-Gwan 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.9

본 논문은 집중 소자 캐패시터와 접지를 사용하여 평행 결합 선로 필터의 새로운 소형화 기법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 기법은 설계와 제작이 간단하여 RF(Radio Frequency) 필터로 많이 사용되고 있는 평형 결합선로 필터를 소수의 캐패시터와 접지만을 이용하여 필터의 크기를 임의의 길이로 줄일 수 있는 기법이다. 본 논문은 기존의 단일 전송 선로와 평행 결합 선로의 소형화 기법을 평행 결합 선로 필터에 적용하였으며, 접지를 이용해 소형화에 사용될 캐패시터의 개수를 줄이는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 기법은 필터의 소형화와 더불어 집중소자 캐패시터를 사용함으로 인해 필터의 고조파 특성이 개선되며 이로 인해 고주파 영역의 차단 특성이 개선되는 장점이 있다. 제안된 소형화 기법에 대한 검증을 위해 Duroid($\varepsilon$$_{r}$=10)기판을 사용하여 셀룰러폰 대역인 900 MHz 대역의 FBW(Fractional Band Width) 10 %의 필터를, 제안한 기법을 적용하여 공진기의 길이를 λ/4로 줄인 헤어핀 형태로 제작 및 측정하여 제안된 기법의 타당성을 확인하였다.. This paper proposes new miniaturization method of parallel coupled line filter by using capacitors and grounding. Proposed method can reduce resonator size by using only a small number of capacitor and grounding of parallel coupled line filter which is conventional in field of RF filters because of its design and fabrication simplicity. This paper applies the miniaturization method of transmission line and parallel coupled line to parallel coupled line filter, and presents that grounding can reduce the number of shut capacitors. Presented miniaturized method has merits of miniaturization of parallel coupled line, harmonic suppression, and improvement of high frequency skirt with harmonic suppression. For verification of proposed method, this paper presents a hairpin filter, which has 900 MHz center frequency and 10 % FBW, miniaturized to λ/4 by proposed method.

대역폭 특성이 개선된 평행 결합 선로 필터의 소형화 기법

명성식,육종관,Myoung, Seong-Sik,Yook, Jong-Gwan 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문은 기존에 제시된 집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 평행 결합 선로 필터의 소형화 기법이 갖는 대역폭 감소 문제를 해결하는 기법을 제안하였다. 평행 결합 선로 필터는 그 설계 및 제작이 쉬워 RF(Radio Frequency) 필터로 많은 응용이 이루어지고 있다. 이러한 평행 결합 선로 필터에 대하여 기존에 제시된 집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 소형화 기법은 적은 수의 캐패시터만을 이용하여 필터를 소형화할 수 있으며, 더불어 고조파 특성의 개선 및 스컷 특성의 개선 등의 부가적인 장점이 있는 기법이나 제시된 기법을 이용하여 필터를 소형화할 경우 대역폭이 감소한다는 문제점을 가지고 있었다. 본 논문에서는 이러한 대역폭의 감소를 필터를 구성하는 각 단의 평행 결합 선로의 군지연 변화를 계산하여 대역폭의 감소의 정도를 유추하고, 역으로 대역폭이 감소하는 만큼 사전에 필터의 대역폭을 크게 설계함으로 소형화로 인한 대역폭의 감소를 해결하는 방법을 제시하였다. 제안된 기법에 대한 검증을 위해 테프론(${\varepsilon}_r=2.2$) 기판을 사용하여 무선 랜 대역인 5.2 GHz대역의 FBW(Fractional Band Width) 10%의 필터를, 제안한 기법을 적용하여 공진기의 길이를 ${\lambda}/4$로 줄인 헤어핀 형태로 제작 및 측정하여 제안된 기법의 타당성을 확인하였다. This paper proposes a new miniaturization method for a parallel coupled line filter with enhanced bandwidth characteristics. A previous method incorporated several advantages, such as size reduction through the use of only a small number of capacitors, in addition to grounding, suppression of harmonic characteristics, and improved skirt characteristics for the parallel coupled line filter, which is conventional in the field of RE filters due to its design and fabrication simplicity. However, the previous method also has disadvantages related to the bandwidth shrinkage of the miniaturized filters. In this paper, the amount of bandwidth shrinkage is analyzed in terms of the relationship between the loaded Q(quality factor) and the group delay of a resonator. Moreover, the reduction in the bandwidth is solved by a design with new design equations. To show the validity of the proposed method, a hairpin filter with a center frequency of 5.2 GHz and an fractional bandwidth(FBW) of 10% was scaled down to half its original dimension by the proposed method with the enhanced bandwidth characteristics. The measured result shows a high level of agreement with theoretical results.

A Novel Transmit Diversity Technique for IS-2000 Systems

윤현구,육종관,박한규,Yoon, Hyun-Goo,Yook Jong-Gwan,Park, Han-Kyu The Korean Institute of Communications and Informa 2002 韓國通信學會論文誌 Vol.27 No.b1

본 논문에서는 IS-2000 시스템에 적합한 심볼 분할 OTD (orthogonal transmit diveristy)를 제안하였다. 심볼 분할 OTD는 Meyer가 제안한 심볼 분할과 OTD를 결합하여 최대 경로 다이버시티 및 시간 다이버시티 이득을 얻기에 IS-2000 순방향 성능을 개선시킬 수 있다. 이를 IS-2000 표준의 순방향 fundamental 채널에 대하여 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 그리고, 그 결과를 기존의 IS-2000 표준에서 채택된 OTD와 STS (space-time spreading)의 성능과 비교하였다. 본 논문에서 제안한 방법을 IS-2000 시스템에 적용할 경우, 1% FER (frame error rate)을 얻기 위한 송신전력이 OTD의 경우보다 0.5-7.7dB 정도 감소되어 STS의 성능과 거의 일치하였다. 뿐만 아니라, 송신신호의 PAR(peak-to-average power ratio)가 STS보다 적으므로, 기지국 전력증폭기와 같은 RF 회로의 복잡도를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. This paper proposes a novel transmit diversity technique, namely symbol split orthogonal transmit diversity (SS-OTD). In this technique, full path diversity and temporal diversity are achieved by combining orthogonal transmit diversity technique (OTD) technique with the symbol splitting method proposed by Meyer. Its performances is simulated for fundamental channels associated with the forward link of the IS-2000 system, and then compared with those of OTD and space-time spreading (STS). Our proposed method offers a 0.5-7.7dB performance improvement over OTD under various simulation environments and its performance is similar to STS. Moreover, compares with that of STS, the peak-to-average power ratio (PAR) of transmitted signals in SS-OTD is reduced by a maximal 1.35dB, which decreases the complexity of base station RF devices, such as power amplifiers. Thus, SS-OTD is comparable to STS in performance and superior to STS in the cost and efficiency of base station RF devices.

전원용 광대역, 고성능 EMI 필터 개발에 관한 연구

정영철,이경원,육종관,박한규,Chung Yeong-Chul,Lee Kyung-Won,Yook Jong-Gwan,Park Han-Kyu 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.1

이 논문은 군 쉘터(shelter)내부의 전자기기용 전원부에 사용되는 고성능 전원용 광대역 EMI 필터를 제안하였다. 주파수 10 kHz~l GHz의 광대역에서 감쇠량 100 dB를 구현할 수 있는 최적의 EMI 필터를 구현하기 위해 먼저 시뮬레이션을 통해 각 소자의 용량에 대한 특성을 분석하였으며, 이를 기초로 실제 제작을 통해 실험적으로 노이즈 제거 성능을 증명하였다. 이 결과는 군용 쉘터뿐만 아니라 다른 첨단 무기들에 대한 전자파 대응 방호기술의 개발에 도움을 줄 것이다. We proposed the Power-line EMI filter for vehicle-shelter which have attenuation performance of 100 dB from 10kHz to 1 GHz. The inductor and capacitor for EMI filter design was charactenzed using circuit simulator and then, we experimentally verified 100 dB attenuation for the conducted emission noise through power line. This results will be used for the application systems of protection weapons against EMI attacks as well as vehicle-shelter.

제한된 피드백 정보를 이용하는 이중 공간 다중화 시스템의 Preceding 기법

이명원,문철,육종관,Lee, Myoung-Won,Mun, Cheol,Yook, Jong-Gwan 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.12

본 논문에서는 제한된 피드백 정보를 사용하는 공간 다중화 시스템을 위한 preceding 기법을 제안하였다. 제안하는 precoding 기법은 unitary 행렬로 구성된 precoder 코드북내에서 preceding 행렬의 선택 정보를 송신단에 전달하는 장구간 피드백과 선택된 unitary 행렬의 열 벡터 중 전송체 사용될 열 벡터 정보를 송신단에 전달하는 단구간 피드백을 이용한다. 또한, zero-forcing 수신기를 사용하는 $2{\times}2$ MIMO 시스템에 대해 평균 throughput을 최대화하는 precoder 코드북을 디자인하였다. 모의 실험 결과에 따르면 제안된 기법은 몇 비트의 장구간 피드백 정보를 추가함으로써 평균 SNR이 20 dB인 환경에서 멀티모드 안테나 선택 기술이나 멀티모드 기저 선택 기술에 비해 throughput 성능이 각각 11.2 %, 5.1 % 증가한다. In this paper, for spatial multiplexing with limited feedback, a precoding scheme is proposed based on the joint use of minimal instantaneous feedback and long-term feedback of a small number of bits, wherein the long-term feedback is used to convey a selected preceding matrix within a precodercodebook consisting of a number of unitary matrices, and the active column vectors of the selected unitary matrix are conveyed to the transmitter using instantaneous feedback. Focusing on the case of dual multi-input multi-output(MIMO) systems, precoder codebook design for maximizing the average throughput of a spatial multiplexing system with a zero-forcing(ZF) receiver is proposed. It is shown that the proposed scheme provides a considerable throughput enhancement over multi-mode antenna selection and multi-mode basis selection only with the additional long-yterm feedback of a small number of bits. For example, the throughput increases by 11.5 % than antenna selection and 5.1% than basis selection, respectively, when SNR=20 dB.

Debye 매질에 대한 메모리 효율적인 JEC (FD)²TD 수치 해석 기법

김현,홍익표,육종관,Kim Hyun,Hong Ik-Pyo,Yook Jong-Gwan 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.5

Debye 매질에 대한 $(FD)^2TD$ 해석에 있어 JEC(JE Convolution) 기법은 기존의 기법들보다 적은 분산 오차를 가지지만 긴 계산 시간과 추가의 메모리를 필요로 하는 단점을 지닌다. 따라서 본 논문에서는 컨볼루션의 이산적분 구간을 변경해 줌으로써 유도되는 수정된 JEC 기법을 제안하였고 그 결과 기존의 RC(Recursive Convolution)나 JEC 기법보다 적은 분산 오차를 보이는 것을 확인할 수 있었다 또한 수정된 JEC 기법 이 기존 기법들 중 가장 간단한 RC 기법과 같은 계산 복잡도와 메모리량을 요구하면서도 그보다 적은 분산 오차를 보인다는 것을 확인하였다. JEC method for Debye medium is required more memory resources and long calculation time than already well-known method such as RC method. It has been observed that JEC method would be converted to a memory effcient method by a change of discrete convolution integral range. The modified JEC method proposed here requires memory and calculation time similar to RC method, while it has a same or a smaller dispersion error than conventional methods, RC and JEC.