Design of UWB Bandpass Filter using CRLH Transmission Line

Girae Kim(김기래) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.11

사각 분리형 링 공진기의 마이크로파 전송선로 특성 연구

김기래(Kim, Girae) 한국정보전자통신기술학회 2010 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.3 No.2

본 논문에서는 사각 분리형 링 공진기를 기본으로 하는 새로운 노치형 공진기를 제안한다. 이 공진기와 마이크로 스트립 선로가 결합된 R-SRR구조에 대해 전기적인 특성을 시뮬레이션과 측정 결과를 비교하여 나타내었다. 제안된 구조의 공진 특성으로 부터 등가회로를 나타내었고, 공진기의 구조에서 셀의 간격, 셀 사이즈, 셀의 개수 등의 변화에 대한 공진기의 공진 특성의 변화를 나타내었다. 구조적 변수 중에서 셀의 크기 요소가 공진 주파수의 가장 큰 변화 요인이다. 본 연구의 결과는 주파수 가변 대역통과 필터 설계 및 전압 제어 발진기 등의 설계에 활용할 수 있다. In this paper, a novel notch resonator is proposed based on Rectanglar Split Ring Resonator (R-RSS) element. We represented the electrical characteristics for R-SRR elements coupled with microstrip line, and measured result is compared with electromagnetic simulation (HFSS) result. We also solved equivalent circuit for R-SRR element, and also discussed influences of change structural parameters of R-SRR. the size of R-SRR is the most important parameters for frequency tuning. Also we can make tunable resonator form the basic structure. This novel resonator can apply to design of tunable bandpass filter and voltage control oscillator.

도넛형 결함접지면 구조를 이용한 주파수 가변 공진기 특성 연구

김기래(Kim, Girae) 한국정보전자통신기술학회 2009 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.2 No.4

본 논문에서는 새로운 형태의 도넛형 결함 접지면 구조를 이용한 공진기의 동작특성과 등가회로을 나타내고, 이것의 접지면에 칩 캐패시터를 추가하여 공진주파수를 가변할 수 있도록 설계하였다. 일반적으로 결함접지면 구조는 병렬 공진 특성을 갖는다. 여기에 집중소자 캐패시터를 추가하면 공진주파수가 낮아지게 된다. 캐패시터 대신에 바랙터다이오드를 이용하면 전압으로써 공진 주파수를 제어할 수 있다. 본 공진기는 전압제어발진기와 가변주파수 대역통과 여파기등에 응용될 수 있다. In this paper, we represent characteristics and equivalent circuit of donut type resonator of defected ground structure (DGS), and can control resonant frequency with chip capacitor. In General, DGS operates like with parallel LC resonator. We found out variation of resonance frequency when capacitor is placed on slot of DGS. If the chip capacitor replace with varactor diode, the resonance frequencies can be controlled by voltage. This tualable resonator can apply to voltage controlled oscillator and tunable bandpass filter.

테이퍼형 마이크로스트립 전송선로에서 펄스 신호의 시간 영역 전송특성 해석

金紀來(Girae Kim),崔泳圭(Young-Kyu Choi) 대한전기학회 2006 전기학회논문지C Vol.55 No.1

In this paper. the distortion characteristics of an electrical pulse which has a rise/fall time due to the dispersion and the reflection. on nonuniform tapered microstrip lines has investigated in time domain. The transmission characteristics on uniform microstrip lines in time domain had represented already. but the results for the nonuniform tapered microstrip lines not represented yet. We investigated the transmission characteristics for pulse signal on the nonuniform tapered microstrip lines. and the result applied to design of wide band impedance matching circuit in design of ㎜IC. The voltage and current transfer functions are shown for the tapered line. The dispersion and distortion obtained by using these transfer functions are represented for the nonideal square pulse.

마이크로스트립 분리형 링 공진기를 이용한 RF 발진기 구현

김기래,Kim, Girae 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.2

평면형 마이크로스트립 공진기를 이용한 고주파 발진기의 단점인 위상잡음 특성을 개선하기 위해 본 논문에서는 분리형 링 공진기를 제안하고, 이것을 이용하여 위상잡음 특성이 개선된 5.8GHz 대역의 발진기를 설계, 구현하였다. 발진기의 특성은 5.8GHz 기본 주파수에서 7.22dBm의 출력과 -83.5 dBc@100kHz의 위상잡음 특성을 나타내었다. 이것은 ${\lambda}$/4 마이크로스트립 공진기를 이용한 것보다 위상잡음 특성이 9.7dB 정도 개선되었다. 제안된 공진기의 구조적 장점은 공진기의 갭 사이에 버랙터 다이오드 실장이 용이하여 전압으로 공진기의 발진주파수를 가변할 수 있기 때문에 VCO의 설계가 가능하다. 본 논문의 발진기는 평면형 구조로 쉬운 작업공정과 소형화 특성 때문에 MIC 또는 MMIC 분야의 발진기 설계에 응용될 수 있을 것이다. In this paper, a novel split ring resonator is proposed for improvement of phase noise characteristics that is weak point of oscillator using planar type microstrip line resonator, and oscillator for 5.8GHz band is designed using proposed split ring resonator. At the fundamental frequency of 5.8GHz, 7.22dBm output power and -83.5 dBc@100kHz phase noise have been measured for oscillator with split ring resonator. The phase noise characteristics of oscillator is improved about 9.7dB compared to one using the general ${\lambda}$/4 microstrip resonator. Because it is possible that varactor diode or lumped capacitor is placed on the gaps of split ring resonator, resonant frequency can be controlled by bias voltage. We can design voltage controlled oscillator using proposed split ring resonator. Thus, due to its simple fabrication process and planar type, it is expected that the technique in this paper can be widely used for low phase noise oscillators for both MIC and MMIC applications.

CPLD 소자를 사용한 DDS 방식의 고속 주파수 호핑용 디지털 주파수 합성기의 설계

김기래,최영규,Kim Girae,Choi Youngkyu 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.2

주파수 합성기로서 통신시스템에 많이 사용되어온 PLL 방식은 여러 장점을 갖고 있지만, 위상잡음 특성이 나쁘고 주파수 도약 시간이 긴 단점을 갖기 때문에 최근의 고속(l$mu$s이하)으로 주파수 호핑(Frequency Hopping)을 요구하는 차세대 이동 통신 시스템에서는 사용이 불가능하다. 본 연구는 차세대 이동통신 시스템에서 1600 hops/s 속도로 600개 이상의 랜덤한 주파수를 발생하는 주파수합성기를 CPLD를 사용하여 DDS (Direct Digital Synthesis) 방식으로 설계하였다. The PLL synthesizer is used in communication system until now because it have several merits, such as broad bandwidth, high accuracy and stability of frequency But it is difficult to use in the third generation mobile communication systems that need frequency hopping at a high speed because of its long frequency hopping time. In this paper, we designed the frequency synthesizer that generate frequencies randomly at a high speed using the DDS technology.

링형 DGS 공진기를 이용한 전압제어 발진기의 설계 및 구현

김기래,Kim, Girae 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.12

평면형 마이크로스트립 공진기를 이용한 고주파 발진기의 단점인 위상잡음 특성을 개선하기 위해 본 논문에서는 링형 DGS 공진기를 제안하고, 이것을 이용하여 위상잡음 특성이 개선된 5.8 GHz 대역의 발진기를 설계, 구현하였다. 링형 DGS 공진기는 $50{\Omega}$ 전송선로 밑면에 링 모양으로 식각된 접지면을 갖는 구조이다. 발진기의 특성은 5.8 GHz 기본 주파수에서 6.1 dBm의 출력과 -82.7 dBc@100kHz의 위상잡음 특성을 나타내었다. 제안된 DGS 공진기의 에칭된 갭 사이에 버랙터 다이오드 실장하여 전압제어 발진기를 설계하였다. 본 논문의 발진기는 평면형 구조로 쉬운 작업공정과 소형화 특성 때문에 MIC 또는 MMIC 분야의 발진기 설계에 응용될 수 있을 것이다. In this paper, a novel resonator using ring type DGS is proposed for improvement of phase noise characteristics that is weak point of oscillator using planar type microstrip line resonator, and oscillator for 5.8 GHz band is designed using proposed DGS resonator. The ring type DGS resonator is composed of DGS cell etched on ground plane under $50{\Omega}$ microstrip line. At the fundamental frequency of 5.8 GHz, 7.6 dBm output power and -82.7 dBc@100kHz phase noise have been measured for oscillator with ring type DGS resonator. We designed the voltage controlled oscillator using proposed the DGS resonator with varactor diodes placed between gaps of DGS. Thus, due to its simple fabrication process and planar type, it is expected that the technique in this paper can be widely used for low phase noise oscillators for both MIC and MMIC applications.

2단 종속 접속 마하젠더형 광스위치의 BPM 최적설계 및 동작특성

崔泳圭(Young-Kyu Choi),金紀來(Girae Kim) 대한전기학회 2008 전기학회논문지 Vol.57 No.10

An optical switch/modulator is designed and the light propagating characteristics is analyzed by the simplified BPM. The distinctive feature of the switch/modulator is that all the waveguide branches are designed to be single-mode. Principle of the device is based on the coupled mode theory in the Y-junction interconnecting waveguide. In spite of all the waveguides are designed to be single-mode, adjusting the interconnecting waveguide length of the device, the same characteristics as existing device up to date is obtainable. Numerical results show that the switching characteristics periodically depends on the interconnecting waveguide length with a spatial of about 150㎛ in the Ti:LiNbO3 step index waveguide. The concept of design would be utilized effectively in fabricating the monolithic high density of optical integrated circuit.

반사간섭형광변조기를 이용한 저주파 전자계 계측센서

崔泳圭(Young-Kyu Choi),金紀來(Girae Kim) 대한전기학회 2005 전기학회논문지C Vol.54 No.10

경사 도파로형 고휘도 레이저 다이오드(SLD)의 제작 및 광출력 특성

崔泳圭(YOung-Kyu Choi),金紀來(Girae Kim) 대한전기학회 2006 전기학회논문지C Vol.55 No.2

In order to suppress lasing oscillation and obtain high light power, We have proposed a novel SLD which is formed with a straight and tilted waveguide. The window region is used to suppress lasing oscillation and reduce the facet reflectivity. High power and low reflectivity is obtained by the straight and tilted waveguide. Based on the theoretical analysis, we have fabricated the SLD with the waveguide of 500 ㎛ length and window region of 50 ㎛ by LPE equipment. Through the measurements of optical characteristics, the output light power of 3 ㎽ was obtained at the 150 ㎃ CW injection current and 25℃. We have confirmed that the proposed SLD has a 0.8 ㏈ spectrum ripple lower than 1 ㏈ which is sufficiently low reflectivity for preventing lasing.