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능동필터를 이용한 빠른 Lock Time을 갖는 PLL
남형석(Hyungseok Nam),오녹덕(Ngoc Duc Au),당두이닌(Duy Ninh Dang),이문규(Moongyu Lee),이승훈(Seunghun Lee),고민호(Minho Go),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.10
본 논문은 레이다 어플리케이션 개발 및 무선 통신 시스템에 따른 빠른 주파수 호핑 요구사항에 의하여, 능동필터를 이용한 빠른 Lock Time을 갖는 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 제안한다. 수동필터를 사용하여 설계하는 PLL이 아닌 능동필터를 사용하여 기준 주파수(Reference Frequency) 25MHz, 출력 주파수 1.2GHz에서 10μs의 빠른 Lock Time을 갖는 PLL을 설계하여, Lock Time 및 위상잡음(Phase Noise)을 효과적으로 줄였다. 또한 ADIsimPLL 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 능동필터를 이용한 PLL의 동작을 검증하였다. In this paper, we present a phase locked loop circuit for radar application development requiring frequency hopping which has fast lock time by using an active filter. The proposed phase locked loop design has 10μs lock time and 1.2GHz output frequency with 25MHz reference frequency. The phased locked loop has a faster lock time than the general passive filter that represents an effective lock time reduction. Simulation results confirmed that the phase locked loop has improved lock time by applying active loop filter technique compared with passive loop filter.
우분과 견목 바이오매스 폐기물 파일럿 유동층 가스화 기술
남형석 ( Hyungseok Nam ),( Sergio Capareda ),( Sushil Adhikari ),( Amado Maglinao ),서명원 ( Myung Won Seo ),이도연 ( Doyeon Lee ),류호정 ( Ho-jung Ryu ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2020 No.-
전 세계적으로 특성화된 산업 구조는 각각 다른 종류의 폐기물 생산을 야기 시킨다. 그러므로 각기 다른 방식으로 폐기물을 처리 해야만 한다. 미국의 Texas에서는 대규모 젖소 농장이 위치 해 있고 많은 양의 우분이 배출되고, 온실가스 배출에 큰 영향을 미치고 있다. 주로 혐기성 소화조에서 바이오가스 생산을 한 후 40%이상의 찌꺼기는 매립하는 형태로 우분은 처리되고 있다. 또한 미국의 젖소 농장에서는 우유 생산량을 극대화하기 위해 약 30% 이상의 농장에서 모래를 바닥제로 사용하고 있고 이는 열적변환 기술에 악조건임에 틀림없다. 그러므로 농장에서 우분이 생산된 시점부터 열적변환 기술에 적용 가능한 연료를 확보하기 위해서는 전처리 공정이 필수적이다. 이러한 이슈를 통해 본 연구에서는 전처리 공정을 통한 열적변환에 적합한 연료를 생산하였다. 폐기물 기준 1MW급 파일럿 규모의 유동층 반응기를 이용하여 합성 가스를 생산하고 그 합성가스를 30kW급 LNG 보일러를 이용하여 발전하는 공정 시스템을 개발 하였다. Texas 북부에서는 50,000 마리 이상의 젖소 농장들이 밀집해 있다. 폐기물의 운송료를 줄이기 위하여 이동식 가스화 장치를 고안하였고 현장에서 생산되는 우분을 즉시 처리하여 합성가스 발전까지 이루어지는 연구를 수행하였다. 미국 남부의 Alabama에는 전통적으로 종이와 펄프를 생산하는 공업지역이 활성화 되어 있고 대량의 견목폐기물이 쏟아지고 있다. 이에 견목을 이용한 가압 가스화를 진행하였고, 합성가스, 타르, 오염가스, 바이오차에 대한 총괄적인 분석을 진행하였다. 가압 가스화를 통해 생산된 합성가스는 최종적으로 케미컬을 만드는 것이 목표였다. 가스화 장치의 가압상태는 가스화 효율을 증대 시킬 뿐 아니라 케미컬을 만드는 전체 공정 효율도 높일 것으로 기대하였다.
레이다 수신부용 적응형 바이어스 회로를 이용한 6 GHz 적응형 이득 저잡음 증폭기 설계
남형석(Hyungseok Nam),우규식(Kyusik Woo),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2022 전자공학회논문지 Vol.59 No.12
본 논문은 레이다 수신부용 적응형 바이어스 회로를 이용한 6 GHz 단일 BJT 적응형 이득 저잡음 증폭기를 제안한다. 적응형 바이어스 회로는 RF-DC 정류기 및 전압 제어 저항 JFET으로 구성된다. 설계된 적응형 저잡음 증폭기는 레이다 근/장거리 탐지에서 사용할 수 있으며, 근거리 탐지의 강한 에코에서는 낮은 이득으로 동작하여 수신부 포화를 방지하고 장거리 탐지의 낮은 에코에서는 높은 이득으로 동작하여 높은 신호 대 잡음비를 갖는다. 또한 시뮬레이션을 통해 적응형 바이어스 회로가 외부 신호 없이 RF 입력 전력 증가에 따라 873 mV에서 838 mV로 base 전압이 감소하는 것을 확인하였다. 그 결과, 제안된 적응형 저잡음 증폭기는 6 GHz에서 이득 16.5 dB, 잡음지수 1.3 dB 및 2 dB 이상의 입력 1dB 이득압축점이 향상되는 것을 확인하였다. This paper proposes a 6 GHz single BJT adaptive-gain low noise amplifier (AGLNA) using an adaptive-bias circuit (ABC) for radar receiver. The ABC consists of an RF-DC rectifier and a JFET-based voltage-controlled resistor. The designed AGLNA can be used in short/long-distance radar detection with characteristics of lower gain in the strong echo of short-distance objects to prevent receiver saturation, and high gain in the low-echo of long-range objects for achieving high signal-to-noise ratio. For verification, a AGLNA using a realistic BJT is simulated showing that the ABC can provide biasing base voltage from 873 mV to 838 mV with an increase of the RF input power without an external signal. As a result, the AGLNA has an initial high gain of 16.5 dB, noise figure of 1.3 dB while the input 1dB gain compression (IP1dB) point is improved by more than 2 dB.
남호석(Hoseok Nam),남형석(Hyungseok Nam) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
온실 가스 배출을 유발하는 요인에 대한 이해는 지자체의 온실가스 배출 완화를 위해 중요하다. 본 연구에서는 2000년부터 2019년까지 한국의 17개 지자체의 온실가스 배출을 유발하는 요인을 조사하기 위해 로그 평균 디비지아 방식(logarithmic mean divisia index, LMDI) 방법을 사용했다. LMDI분석 결과 국가배출량 변화에 경제발전 효과가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 인구 규모 증가 역시 배출량을 증가시켰지만 기여도는 크지 않은 것으로 나타났다 화석 연료 비율 효과와 에너지 집약도 효과는 온실가스 배출저감에 기여하여 경제 발전 효과를 상쇄시킬 정도였다. LMDI에 사용된 5가지 요인에서 2000년과 2019년의 변동율을 이용하여 17개 지역을 군집분석을 한 결과 4개 그룹으로 나눌 수 있었다. 온실가스 배출 변화에 실질적으로 영향을 미치는 다양한 요인이 각 군집별로 나타났다. 이러한 결과에 대해 감축전략에 대해 고찰을 하였다.
A Design of Double-tuned Voltage Control Oscillator using Reconfigurable Negative Inductance
Ngoc Duc Au(오녹덕),Hyungseok Nam(남형석),Duy Ninh Dang(당두이닌),Seunghun Lee(이승훈),Minho Go(고민호),Chulhun Seo(서철헌) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.11
본 논문에서는 Non-Foster 이론을 이용한 재구성 가능한 음의 인덕턴스 회로 설계를 통해 이중 튜닝 범위를 갖는 전압 제어 발진기를 제안한다. 음의 군지연 네트워크와 유한 무부하 Q 음의 인덕터의 저항 분석을 통해 인덕턴스 회로의 음의 임피던스를 결정한다. 또한 두 개의 음의 군지연 단위 셀 중간에 있는 HJ FET의 바이어스 전압을 조정하여 발진 주파수 대역을 변경한다. 재구성 가능한 음의 인덕턴스 회로의 음의 인덕턴스 값을 튜닝하고 전압 제어 발진기의 피드백 루프에 있는 기존 LC탱크 공진기와 직렬로 연결한다. 제안된 구조를 이용한 시뮬레이션 결과는 1.567 ㎓∼2.169 ㎓, 2.022 ㎓∼2.797 ㎓의 이중 주파수 대역을 가지고 음의 인덕턴스 값은 각각 -5.4 nH와 -6.31 nH이다. By utilizing the non-Foster theory for reconfigurable negative inductance circuit (RNIC) design, a double-tuned frequency band of voltage control oscillator (VCO) is proposed in this paper. From the analysis between negative group delay network (NGD) and resistance of a finite unload Q negative inductors, the negative impedance of inductance circuit is determined. Furthermore, to switch oscillation frequency band, bias voltage of HJ FET in the middle of two NGD unit cells is adjusted to tune negative inductance value of RNIC, while it is placed in series with conventional LC tank resonator at the feedback loop of VCO. The simulated dual frequency ranges are from 1.567 to 2.169 ㎓, and from 2.022 to 2.797 ㎓ when negative inductance are -5.45 nH and -6.31 nH, respectively.