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위성통신용 MSM을 위한 흡수형 SPST MMIC 스위치의 설계 및 제작
염인복,류근관,신동환,이문규,오일덕,오승엽,Yom In-Bok,Ryu Keun-Kwan,Shin Dong-Hwan,Lee Moon-Que,Oh Il-Duck,Oh Seung-Hyeub 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.10
위성통신 시스템의 초고주파 스위치 메트릭스(MSM)를 위한 MMIC 스위치 칩을 InGaAs/GaAs p-HEMT 공정을 이용하여 설계 및 제작하였다. MMIC 스위치는 on과 off상태에서 우수한 입출력 반사계수를 위해 흡수형으로 설계되었다. 또한, 스위치 칩의 크기를 줄이기 위해 MIM 커패시터와 spiral 인덕터의 집중소자를 이용하여 3 GHz 대역에서의 ${\lambda}/4$ 임피던스 변환기를 구현하였다. 설계된 MMIC 스위치는 $3.2\~3.6\;GHz$ 대역에서 사용할 수 있으며 $1.6\;mm{\times}1.3\;mm$의 칩 크기를 갖는다. On-wafer 측정 결과, 2 dB 이하의 삽입 손실과 56.8 dB 이상의 격리도 특성을 나타내었다. 이와 같은 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것이다. A MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) switch chip using InGaAs/GaAs p-HEMT process has been designed for MSM(Microwave Switch Matrix) of satellite communication system. An absorptive type MMIC switch is adopted for good reflection coefficients performances of input and output ports at both on and off states. And, a quarter wavelength impedance transformer is realized with lumped elements of MIM capacitor and spiral inductor for 3 GHz band to reduce the chip size. This MMIC switch covers the frequency range of $3.2\~3.6\;GHz$. According to the on-wafer measurement, the fabricated MMIC switch with miniature size of $1.6\;mm{\times}1.3\;mm$ demonstrates insertion loss below 2 dB and isolation above 56.8 dB, and the performance coincides with simulation results.
X-band 송수신 모듈을 위한 높은 감쇠 정확도와 작은 위상 변동을 가진 6 비트 MMIC 디지털 감쇠기
주인권,염인복,이정원,이수호,안창수,김선주,박동운,오승엽,Ju, In-Kwon,Yom, In-Bok,Lee, Jeong-Won,Lee, Soo-Ho,Ahn, Chang-Soo,Kim, Sun-Joo,Park, Dong-Un,Oh, Seung-Hyeup 한국군사과학기술학회 2009 한국군사과학기술학회지 Vol.12 No.4
A 6-bit MMIC digital attenuator applicable to X-band TR module has been developed by using $0.5{\mu}m$GaAs pHEMT processes. The Switched-T attenuator scheme and the switched-path attenuator scheme were adopted to obtain low insertion loss and small phase variation, respectively. Resistors and transmission lines are optimized to achieve the digital attenuator with high attenuation accuracy and small phase variation. The digital attenuator has RMS error of 0.4dB, resolution of 0.5dB and dynamic range of 31.5dB. The measurement results show that in-out VSWRs are less than 1.5, phase variation is from -7 to +2 degrees and IIP3 is 36.5dBm.
Design of RF Front-end for High Precision GNSS Receiver
장동필,염인복,이상욱,Chang, Dong-Pil,Yom, In-Bok,Lee, Sang-Uk Korea Society of Satellite Technology 2007 한국위성정보통신학회논문지 Vol.2 No.2
본 논문에서는 기존의 GPS 항법 신호와 유럽에서 새롭게 추진되고 있는 갈릴레오 위성 항법 신호를 동시에 수신할 수 있는 광대역 고정밀 위성 항법 수신기의 RF 수신단 장치 설계 및 제작 결과에 대하여 기술하고 있다. 고정밀 광대역 위성 항법 수신기는 L - 대역 안테나, 항법 신호별 RF/IF 변환부, 그리고 고성능 기저대역 신호 처리부로 구성되어진다. L - 대역 안테나는 $1.1GHz{\sim}1.6\;GHz$를 수신할 수 있어야 하며, 항법 위성이 지평선 가까이에 있을 경우의 항법 신호를 수신할 수 있어야 한다. 갈릴레오 위성 항법 신호는 L1, E5, E6의 서로 다른 대역의 신호를 가지고 있으며, 신호 대역폭이 20MHz 이상으로 기존의 GPS위성 항법 신호보다 광대역이며, 따라서 수신기의 IF 주파수가 높아지며, 수신기의 처리 속도도 빨라져야 한다. 본 연구에서 개발한 수신기의 RF/IF 변환부는 단일 하향 변환기 구조의 디지털 IF 기술로 설계되었으며, IF 주파수는 위성 항법 신호의 최대 대역폭과 표본화 주파수 등을 고려하여 140MHz로 설정하였으며, 표본화 주파수는 112MHz로 설정하였다. RF/IF 변환부의 최종 출력은 디지털 IF 신호로서, IF 신호를 AD 변환기로 처리하여 얻게 된다. 본 연구에서 설계된 위성 항법용 고정밀 수신기 RF 수신단은 - 130 dBm의 입력 신호에 대하여 40dB Hz 이상의 C/N0 특성을 가지며, 40dB 이상의 동적 범위를 갖도록 자동 이득조절 장치가 포함되어 있다. This paper describes the development of RF front.end equipment of a wide band high precision satellite navigation receiver to be able to receive the currently available GPS navigation signal and the GALILEO navigation signal to be developed in Europe in the near future. The wide band satellite navigation receiver with high precision performance is composed of L - band antenna, RF/IF converters for multi - band navigation signals, and high performance baseband processor. The L - band satellite navigation antenna is able to be received the signals in the range from 1.1 GHz to 1.6 GHz and from the navigation satellite positioned near the horizon. The navigation signal of GALILEO navigation satellite consists of L1, E5, and E6 band with signal bandwidth more than 20 MHz which is wider than GPS signal. Due to the wide band navigation signal, the IF frequency and signal processing speed should be increased. The RF/IF converter has been designed with the single stage downconversion structure, and the IF frequency of 140 MHz has been derived from considering the maximum signal bandwidth and the sampling frequency of 112 MHz to be used in ADC circuit. The final output of RF/IF converter is a digital IF signal which is generated from signal processing of the AD converter from the IF signal. The developed RF front - end has the C/N0 performance over 40dB - Hz for the - 130dBm input signal power and includes the automatic gain control circuits to provide the dynamic range over 40dB.
밀리미터파 대역 패키징을 위한 이중 본드와이어와 리본의 광대역 특성
김진양,장동필,염인복,이해영,Kim, Jin-Yang,Chang, Dong-Pil,Yom, In-Bok,Lee, Hai-Young 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.38 No.7
와이어본딩 기법은 공정이 쉽고 신뢰성이 우수하기 때문에 현재의 초고주파 회로 제작에 가장 일반적으로 사용되는 접속선 기술이다. 그러나, 밀리미터파 대역의 높은 주파수에서는 본드와이어에 의한 기생특성이 크게 증가하며, 이러한 기생특성은 시스템 전체의 성능에 큰 제한을 가져온다. 본 논문에서는 $20{\sim}35$ GHz의 광대역에서 본드와이어의 전송특성을 해석하고 측정하였으며, 그 견과를 리본의 특성과 비교하였다. 측정 및 비교 결과 이중 본드와이어 구조를 사용함으로써 35 GHz 까지 0.55 dB 이내의 작은 삽입 손실특성을 얻을 수 있었으며, 측정 주파수 전 대역에 걸쳐 리본과 거의 같은 특성을 나타내었다. 따라서 다중 와이어본딩 기법이 성능과 공정 측면에서 리본보다 밀리미터파 대역용 패키징에 더욱 적합함을 확인하였다. The wirebonding is a common interconnection technique for modern microwave devices because of rather simple and reliable processes involved. At millimeter-wave frequencies, however, the bondwire parasitics are significant and consequently limit the external performance of packaged devices. In this paper, we represent wideband characterization of multiple bondwires and ribbon in a frequency range from 20 to 35 GHz. From these results, the double bondwire shows very small insertion loss less than 0.55 dB up to 35 GHz and its performance is comparable to that of the ribbon in the millimeter-wave frequencies. Therefore, the wirebonding is very suitable for millimeter wave packaging in terms of performance and manufacturing cost.
위성 통신용 광대역 마이크로스트립-도파관 트랜지션 설계
김승환,임지수,최재훈,염인복,Seung-Hwan, Kim,Ji-Soo, Lim,Jae-Hoon, Choi,In-Bok, Yom 통신위성우주산업연구회 2001 Joint Conference on Satellite Communications Vol.2001 No.-
본 논문에서는 KU와 ka 대역에서 사용되는 광대역 마이크로스립-도파관 트랜지션을 설계하였다. 도파관 내로 급전되는 핀 끝에 원통 모양의 디스크나 다단 원통형 캡을 달아서 광대역 효과를 내도록 하였고 삽입손실을 줄이면서 광대역화 특성을 구현하기 위하여 이항 다단 정합 변환기를 사용하였다. 설계되어진 K3 대역의 트랜지션은 $S_11이 20dB 이하의 특성을 나타내는 대역폭이 5GHz 이상으로 광대역을 나타내었다. 원하는 주파수 대역(30.6~31GHz)에서는 $S_11이 -35dB이하를 유지하며, 삽입손실 또한 0.1dB이하로 낮았다. Ku 대역 트랜지션은 $S_11이 20dB 이하인 대역폭이 2.5GHz 정도이며, 원하는 주파수 대역(14~14.5GHz)에서는 29dB이하의 낮은 반사특성을 나타내었다. In this paper, broadband microstrip-to-waveguide transitions for Ka and Ku band are designed. To broaden the bandwidth, a disk-loaded pin or a pin with multistepped cylindrical cap probing in waveguide can be used in waveguide. In order to match the impedance and to maintain the wideband characteristics with low insertion loss, binominal multisection matching transformer is used between the microstrip and the waveguide section. The bandwidth of a designed Ka band transition is over 5GHz for $S_11 less than 20dB. In the frequency band between 30.6GHz and 31GHz, $S_11 below -35dB and the insertion loss is less than 0.1dB. The designed Ku band transition has bandwidth of about 2.5GHz for $S_11 less than -20dB. In the frequency band of 14.0 to 14.5GHz, $S_11 is maintained below -29dB