주파수에 대한 인버터의 위상변화 특성을 고려한 대역통과 여파기 설계방법

안달,명성호,강현택,김철수,박준석,임재봉,Ahn, Dal,Myoung, Soung-Ho,Kang, Hyun-Taek,Kim, Chul-Soo,Park, Jun-Seok,Lim, Jae-Bong 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.37 No.5

본 논문에서는 주파수에 따른 인버터의 위상특성 변화가 대역통과 여파기의 특성에 미치는 영향을 고려하고, 이러한 인버터의 위상특성 변화로 인한 대역통과 여파기의 특성 변화를 보정하기 위한 새로운 인버터 구조를 제안한다. 그리고 본 논문에서 제안된 새로운 인버터 구조에 대하여 위상변화 특성을 고려한 새로운 인버터 식을 유도한다. 제안된 인버터 구조와 설계 식을 이용하여 대역통과 여파기를 설계하고, 설계된 여파기의 특성을 시뮬레이션을 통하여 주파수에 따른 인버터의 위상특성 변화로 인한 대역통과 여파기의 특성 왜곡이 최적화 설계 기법이나 반복 설계 과정 없이 보정됨을 나타낸다. In this paper, we consider the effects on the bandpass filter characteristics due to the phase variation of the inverters with frequency, which introduces the deviations of the bandpass filter characteristics from the design goals. In order to resolve these kinds of problems, we proposed novel inverter configurations. And we derived the inverter formulas for the proposed inverter configuration. By employing the proposed inverter configuration and the derived formulas, bandpass filters are designed and simulated. In order to show the validity of the proposed design method, the simulation characteristics are compared with design results by conventional design procedures. Compared results show the compensation of the deviations of bandpass filter characteristics without any optimization or iterative design procedures and additional calculation efforts.

LTCC를 이용한 소형화된 적층형 세라믹 칩 발룬 설계

안달(Dal Ahn) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.2

본 논문에서는 광대역 특성을 갖는 머천드 발룬을 소형화 시키기 위해 다층 구조에 적합한 회로를 제작하였다. 또한, 제품의 제작성을 용이하게 하기 위해 동시소성 세라믹 구조를 활용하였다. 그리고 소형화를 구현하기 위해 적층형 결합 선로 구조를 구현하였으며, 구조의 전기적인 특성을 확인 하기 위해 3차원 구조 시뮬레이터인 Ansys사의 HFSS를 이용하여 특성을 확인 하였고, 8층 구조를 구현한 적층형 결합선로 제작 기술을 이용하여 1608 ( 1.6 x 0.8 x 0.69 mm3 )크기의 소형화된 칩 발룬을 제작 하였다. 또한, 동시 소성하는 세라믹의 온도를 약900도 근처에서 소성할 수 있는 저온 소성법을 활용하여 도체의 특성을 은(silver)를 활용하여 제작함으로 손실의 최소화를 이루었다. 제작된 칩 발룬은 5G 주파수 대역인 동작 주파수 3.5~4.5GHz 대역으로 설정 하였으며, 제작 결과 삽입 손실은 1.5dB 이하이며 반사손실은 20dB 이하를 나타내었고, 양 출력단의 측정됨 위상차는 180°±5° 범위 내의 양호한 특성을 얻을 수 있었다. 이는 시뮬레이션을 통해 구한 결과와 매우 우수한 일치를 보였다. In this paper, a circuit suitable for a multilayer structure was fabricated to miniaturize a merchant balun with broadband characteristics. A co-fired ceramic structure was used to facilitate product manufacturability. A stacked coupling line structure was implemented for miniaturization. The electrical characteristics of the structure were confirmed by measuring the characteristics were confirmed using Ansys HFSS, a 3-dimensional structure simulator, and a miniaturized chip balun with a size of (1.6 × 0.8 × 0.69 mm3) was fabricated using the stacked coupling line manufacturing technology that realized an eight-layer structure. In addition, the loss was minimized using the low-temperature firing method that can fire the ceramics simultaneously at approximately 900 °C using silver as a conductor. The fabricated chip balun was set to the operating frequency band of 3.5 to 4.5 GHz, which is the 5G frequency band. As a result of the fabrication, the insertion loss was less than 1.5dB, and the return loss was less than 20dB. The measured phase difference of both output stages was good within the range of 180°± 5°. The experimental data showed a very good agreement with the simulation.

멀티미디어관내에 영어방송을 위한 전파강도 측정에 관한연구

안달(Dal Ahn) 한국정보기술학회 2008 한국정보기술학회논문지 Vol.6 No.2

In this paper, the broadcasting wave strength is measured for a new broadcasting system will be broadcast the english education in a building inside. Weak signal area in the building is found to design a new power dividing system which is need. A new power divider is proposed to get the any power division ratio, which is used on the system. The FM frequency is used for this broadcasting, and mobile phone or portable radio receiver are used to catch the broadcasting signal.

동일 군속도 지연 신호 상쇄기를 이용한 광대역 Feedforward증폭기 설계

정용채,안달,김홍기,김철동,장익수,Jeong Yong-Chae,Ahn Dal,Kim Hong-Gi,Kim Chul-Dong,Chang Ik-Soo 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.8

본 논문에서는 인가되는 두 입력 단자의 신호들을 동일 군속도를 가지게 하면서 신호 상쇄를 가능하게 하는 새로운 구조의 신호 상쇄기를 제안하였고, 이를 적용한 feedforward 전력 증폭기를 제작하였다. 종전의 신호 상쇄기는 동작 주파수 전 대역에서 위상 정합과 군속도 지연 정합을 동시에 만족시킬 수 없으나 제안된 동일 군속도 지연 신호 상쇄기는 위상 정합과 군속도 지연 정합을 동시에 만족시킬 수 있다. 위상과 군속도 지연 정합은 광대역 신호 상쇄를 가능하게 한다. 제안한 동일 군속도 지연 신호 상쇄기를 적용한 feedforward 전력 증폭기의 주 신호 제거 루프에서는 $2,140{\pm}100$ MHz 대역에서 26.3 dB 이상의 신호 상쇄를 얻었고, 혼변조 왜곡 신호 제거 루프에서는 15.2 dB 이상의 신호 상쇄를 얻었다. 또한 2,115 MHz와 2,165 MHz인 2-tone 신호를 인가하여 (C/I)를 20.8 dB 개선시켰다. In this paper, a new signal canceller that input signals are equally group-delayed and cancelled each other is proposed and feedforward linearizing power amplifier that adopt the proposed signal cancellers is fabricated. Although the conventional signal canceller can't matches the phase and the group delay time of input signals simultaneously, the proposed signal canceller matches those simultaneously. Simultaneous matching of the phase and the group delay time can makes wideband signal cancellation. The main signal cancellation loop of the fabricated feedforward amplifier with the proposed signal cancellers cancel input signal more than 26.3 dB and the intermodulation distortion signal cancellation loop cancel more than 15.2 dB for 200 MHz bandwidth. And the proposed feedforward power amplifier improves C/I ratio by 20.8 dB with two tones at 2,115 MHz, 2,165 MHz, respectively.

결함 접지 구조를 이용한 고성능 위상 천이기

한상민,김철수,안달,Han Sang-Min,Kim Chul-Soo,Ahn Dal 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.1

본 논문은 결함 접지 구조(DGS)를 이용하여 높은 위상 천이 특성을 갖는 새로운 위상 천이기를 제안하였다. 결함 접지 구조의 공진점 부근에서 발생하는 큰 위상 변화를 위상 천이기에 이용하기 위해 결함 접지 구조를 갖는 위상 천이기 부하에 바렉터 다이오드를 실장하였다. 두 가지 방식의 위상 천이기를 branch-line hybrid와 coupled line hybrid를 이용하여 구현하였으며, 실험 결과 제안된 위상 천이기는 기존의 방식을 이용한 것의 최대 위상 천이 값과 비교하여 각각 $135\%$와 $221\%$의 위상 천이값 증가를 보였다. New phase shifters with higher phase shift values are presented using defected ground structures(DGSs). The varactor diodes are mounted on DGSs of termination loads to control the large phase variation of the DGS at resonance. Two types of phase shifters are implemented with a branch-line and a coupled line hybrid. The experimental results of the proposed phase shifters show $135\%$ and $221\%$ increases in maximum phase shills, respectively, compared with those of conventional ones.

Studio Class를 활용한 교육 방법에 대한 사례 연구

김형석,박준석,안달,김선형,Kim Hyeong-Seok,Park Jun-Seok,Ahn Dal,Kim Sun-Hyung 한국공학교육학회 2000 공학교육연구 Vol.3 No.1

In this paper, we are trying to explain an education method using the studio class where a lecturer can teach the theoretical approach for goals of theme, simulation for the theoretical results by using commercial CAD tools, and experiments for the simulation and design results. In order to apply the education skill using studio class to electrical engineering field efficiently, the theoretical approach, simulation procedure, and experiments should be coincided with each other. In this paper, the design procedure of low pass filter for undergraduate and graduate is chosen as an example of studio class In order to show the validity of the proposed education method. By considering the example, the efficiency of the method will be discussed. 본 연구에서는 하나의 주제에 대한 교육 충실도를 높이기 위해 해석적인 수식전개에 바탕을 둔 이론 강의, 상용 소프트웨어를 이용한 수치 시뮬레이션, 그리고 계산 결과를 기초로 얻어진 설계 모델들에 대하여 제작과 실험을 통해 얻어진 결과를 수치계산 결과와 비교 검토의 세가지 접근 방법을 병행할 수 있는 장소를 일컫는 studio class를 활용한 교육방법에 대하여 전자공학교육 분야의 사례연구를 통해 설명하고자 한다. 초고주파 수동소자의 하나인 저역통과여파기에 대해 studio class 개념의 교육과정을 학부생 및 대학원생에게 적용한 결과를 하나의 사례로 들어 국내의 교육환경에 적합한 studio class 교수법에 대한 효과와 학생들의 전문지식 습득에 대한 이해도의 효율성에 대하여 고찰하고자 한다.

결함 기저면 구조를 이용한 일반화된 체비셰프 저역 통과 필터 설계

김인선,김종욱,안달,Kim In-Seon,Kim Jong-Wook,Ahn Dal 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.7

본 연구에서는 결함 기저면 구조 (Defected Ground Structure: DGS)의 변수 변화에 따른 진폭 및 위상의 변화 추이를 고찰하고 그 추이를 이용하여 원하는 최적의 DGS를 쉽게 결정하는 새로운 방법을 제안한다. 이렇게 구한 DGS를 이용하여 일반화된 체비셰프 (Generalized Chebyshev: GC) 저역 통과 필터 (LPF) 설계된다. GC LPF는 직렬 회로로서 병렬 공진기를 갖는다. 그러므로 기존의 체비셰프 LPF와 달리, 직렬 소자의 변환 단계를 생략할 수 있기 때문에 GC DGS LPF는 체비셰프 DGS LPF보다 필터 응용에 더 유용하다. 제안한 이론에 따라 GC DGS LPF(N=5)와 비교 대상으로 전형적인 체비셰프 LPF(N=7)가 설계 및 제작되었다. 측정 결과 비교로부터 제안한 GC DGS 5 단 저역 통과 필터는 전형적인 7 단 체비셰프 필터에 비해 더 우수한 차단 특성을 가지며 크기는 0.58 배로 줄고, 저지대역폭은 약 1.57 배 이상 넓은 특성을 확인하였다. In this paper, we investgate variation of phase and magnitude characteristics which become different as the variables of DGS are changed and propose the new method to easily decide the best optimum DGS pattern taking advantage of this trend. Generalized Chebyshev(GC) low pass filter(LPF) is designed by using DGS obtained from this method GC DGS LPF is more available for filter application than Chevyshev DGS LPF because GC LPF have parallel resonators as series circuits, therefore unlikely Chebyshev LPF, transform step of the series elements can be omitted. By using the proposed method, GC DGS LPF(N=5) and as a subject of comparison, conventional Chbyshev LPF(N=7) are designed and implementation. From the comparison of the measured data, we confirmed that the implemented GC DGS 5th order LPF have much better cutoff characteristics and reduce by 0.58 times size, on the other hand the stop bandwidth become widen about 1.57 times or more in comparison with the conventional Chevyshev 7th order LPF.

Slow-wave 특성을 이용한 3 dB 전력 분배기 설계

김철수,박준석,안달,김근영,Kim, Chul-Soo,Park, Jun-Seok,Ahn, Dal,Kim, Geun-young 한국전자파학회 1999 한국전자파학회논문지 Vol.10 No.5

본 논문에서는 마이크로스트립 구조에서의 접지변에 식각된 패턴을 갖는 PBG(Photonic Bandgap) 구조의 S Slow-wave 특성을 이용한 전력 분배기 설계에 대해 연구하였다. 또한 제시된 PBG 구조는 전송선로의 특성 임피던스를 변화시켜 기존 구조에 비해 선로의 폭을 넓게 할 수 있고 Slow-wave 특성에 의해 소자의 크기가 감소된 Wilkinson 3 dB 전력 분배기를 설계하였다. 제시된 임의의 PBG 구조를 산란 파라미터로부터 전송선로의 특성 임피던스와 전기적 길이를 추출하여 응 용하는 방법을 제시하였고 같은 모양의 결손(defect)을 추가함으로써 그 영향을 고찰하였다. 제시된 방법으로 구현된 전력분배기의 측정 결과는 시율레이션 결과와 잘 일치함을 보였다. In this paper, we studied the design of power divider using the slow-wave effect of Photonic Bandgap structure, which is etched on the ground plane. The proposed PBG structure can provides the changing of the characteristic impedance of the transmission line and the group delay velocity characteristic. Therefore we can make wider width than the width of conventional transmission line and decrease the length of transmission line. We presented the application for power divider using the characteristic impedance and electrical length extracted from scattering parameter. As adding proposed defect units, the effect of defect is studied. The experimental results show good agreements with the simulated results.

마이크로파대 평면형 광대역 전력 분배기 설계

박준석,김형석,안달,강광용,Park, Jun-Seok,Kim, hyeong-Seok,Ahn, Dal,Kang, Kwang-yong 한국전자파학회 2001 한국전자파학회논문지 Vol.12 No.4

본 논문에서는 마이크로파대 광대역 다단 평면형 전력분배기의 설계방법과 구조를 새로이 제안하였다. 제시된 마이크로파 광대역 전력분배기의 설계과정은 평면형 다단 3-포트 하이브리드와 도파관트랜스포머 설계로 구성되었다. 다단 전력분배기는 최적화된 λ/4 트랜스포머 설계이론에 근거를 두고 있다. 두 인접 출력포드의 광대역 격리 특성을 얻기위해, 기모드 등기회로는 저항 같은 손실소자를 사용하여 정합되어야 한다. 기모드 정합소자 값을 계산하기 위한 설계공식은 단일 종단 여파기 설계이론으로부터 유도하였다. 도파관 트랜스포머단의 형상은 하우징 금속전계벽의 영향으로 인한 도파관 모드와 같은 고차모드의 전파를 억제하기 위해 설계되었다. 따라서, 설계된 각각의 도파관 트랜스포머단에서는 제안된 마이크로파 광대역 전력 분배기의 동작주파수 영역에서 모두 감쇄모드(evanescent mode)로 동작하여야 한다. 본 논문에서는 제안된 마이크로파 광대역 전력분배기의 검증을 위해, 다단 전력 분배기의 시뮬레이션과 실험 결과들을 제시하였다. 시뮬에이션과 실험 결과는 다단 전력분배기의 우수한 성능을 보여준다. A novel multi-section power divider configuration is proposed to obtain wide-band frequency performance up to microwave frequency region. Design procedures for the proposed microwave broadband power divider are composed of a planar multi-section three-ports hybrid and a waveguide transformer design procedures. The multi-section power divider is based on design theory of the optimum quarter-wave transformer. Furthermore, in order to obtain the broadband isolation performance between the two adjacent output ports, the odd mode equivalent circuit should be matched by using the lossy element such as resistor. The derived design formula for calculating these odd mode matching elements is based on the singly terminated filter design theory. The waveguide transformer section is designed to suppress the propagation of the higher order modes such as waveguide modes due to employing the metallic electric wall. Thus, each section of the designed waveguide transformer should be operated with evanescent mode over the whole design frequency band of the proposed microwave broadband power divider. This paper presents several simulations and experimental results of multi-section power divider to show validity of the proposed microwave broadband power divider configuration. Simulation and experiment show excellent performance of multi section power divider.

A Study on a New Measurement Method of the Microstrip Parallel Coupled Lne Parameters

장익수,윤영철,안달,Chang, Ik-Soo,Yoon, Young-Chul,Ahn, Dal The Institute of Electronics and Information Engin 1988 전자공학회논문지 Vol.25 No.2

A new measurement method of coupled transmission line characteristics is described. This method presents precision values of even-and odd-mode impedances as well as effective dielectric constants of symmetric parallel coupled microstrip lines from the scalar quantities obtained by transmission coefficients at two different resonance frequencies. Especially these values include dispersion effects in the measured frequency band. The measured impedances and effective dielectric constants of actually fabricated coupled lines on the Teflon substrates with low dielectric constants are good agreement with predicted values. And the experimental pass band characteristics of single section resonator by using previously designed coupled lines agree well with theoretical values.