평면 구조의 마이너스 군지연 회로 설계

정용채(Yongchae Jeong),최흥재(Heungjae Choi),Girdhari Chaudhary,김철동(Chul Dong Kim),임종식(Jongsik Lim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.3

본 논문에서는 기존에 제안된 일반적인 집중 소자 마이너스 군지연 회로가 설계시 사용 가능한 소자 값이 제한되어 있다는 점에 착안하여 마이너스 군지연 회로(Negative Group Delay Circuit: NGDC)를 평면 구조로 설계할 수 있는 방법에 관하여 제안한다. 몇 가지 형태의 집중 소자 회로를 해석하여 마이너스 군지연 특성을 얻을 수 있는 조건을 분석하고, 이를 수식화하여 설계에 이용할 수 있도록 하였다. 또한 전송 선로 공진기의 개념을 도입하여 집중 소자를 분산 소자로 변환할 수 있도록 하였다. 설계 예시로써, 군지연 시간이 -8 ㎱인 집중 소자 및 평면 구조의 1단 NGDC를 설계하여 비교하였다. 상용 주파수 대역 내에서 엄격한 평탄도 요구 조건을 만족시키는 마이너스 군지연 응답을 얻기 위하여, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 하향 대역에서 총군지연 시간이 -5.6 ㎱, 삽입 손실이 -0.2 ㏈, 대역폭이 30 ㎒(2.125~2.155 ㎓)이며, 해당 대역 내에서 삽입 손실 평탄도가 0.1 ㏈, 군지연 평탄도가 0.5 ㎱ 이내인 평면 구조 2단 NGDC를 제작하였다. 제안하는 NGDC의 유용성을 검토하기 위하여 간단한 신호 상쇄 루프에 대한 실험을 수행하였으며, 뛰어난 신호 상쇄 효과를 얻을 수 있었다. In this paper, a planar structure negative group delay circuit(NGDC) is proposed to overcome the limited availability of the component values required for the prototype lumped element(LE) NGDC design. From the prototype LE circuit analysis, general design equations and the conditions to obtain the NGD are derived and illustrated. Then the LE circuit is converted into the planar structure by applying the transmission line resonator(TLR) theory. As a design example, the LE NGDC and the proposed planar structure NGDC are designed and compared. To estimate the commercial applicability, 2-stage reflection type planar NGDC with -5.6 ㎱ of total group delay, -0.2 ㏈ of insertion loss, and 30 ㎒ of bandwidth together with 0.1 ㏈ and 0.5 ㎱ of the magnitude and group delay flatness, respectively, for Wideband Code Division Multiple Access(WCDMA) downlink band is fabricated and demo㎱trated. Also, to show the applicability of the proposed NGDC, we have configured a simple signal cancellation loop and obtained good loop suppression performance.

집중 소자형 음의 군지연 회로 설계

정용채(Yongchae Jeong),최흥재(Heungjae Choi),김철동(Chul Dong Kim) 대한전기학회 2010 전기학회논문지 Vol.59 No.2

In this paper, we have mathematically analyzed lumped element type negative group delay circuit (NGDC) and derived general design equation. The applicability of the proposed design equation is validated with mathematical and circuit simulation as well as with experimental results for international mobile telecommunication 2000 (IMT-2000) downlink band. As a design example, single branch NGDC with -0.8㎱ of group delay (GD) for narrow bandwidth of the specific frequency is simulated and fabricated. Finally, π-network NGDC is proposed and validated to obtain wideband GD response of -1.7±0.06 nsec for 60 ㎒.

인터넷 데이터센터 냉방을 위한 댐심층수 활용 프리쿨링형 공기조화 시스템의 취수시스템 연구

정주환(Juhwan Jeong),최종웅(Jongwoong Choi),정용채(Yongchae Jeong),김태현(Taehyun Kim) 한국유체기계학회 2023 한국유체기계학회 학술대회 논문집 Vol.2023 No.7

가변 특성 임피던스 전송 선로를 이용한 가변 이중 대역 대역 통과 여파기

Girdhari Chaudhary,정용채(Yongchae Jeong),임종식(Jongsik Lim),김동수(Dongsu Kim),김준철(Jun-Chul Kim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.9

본 논문에서는 이중 대역 대역 통과 여파기 설계에 이용 가능한 가변 특성 임피던스 전송 선로의 응용을 제시하였다. 제안된 여파기는 고정된 첫 번째 통과 대역과 가변 가능한 두 번째 통과 대역을 갖는다. 스터브 부하 공진기(Stub Loaded Resonator: SLR)는 직렬 공진기와 개방 단락 스터브로 구성되는데, 개방 단락 스터브를 결함 접지 구조(Defected Ground Structure: DGS) 전송 선로와 바랙터 다이오드로 구현함으로써 두 번째 통과 대역의 조정이 가능하다. 제안된 구조의 타당성을 보이기 위해 3개의 전송 영점을 갖는 2단 이중 대역 대역 통과 여파기를 설계하였고, 이론적인 예측값과 시뮬레이션 결과를 실험적으로 증명하였다. In this paper, the application of a variable characteristic impedance transmission line that can be used to design a dual-band bandpass filter(BPF) is presented. The proposed filter offers a fixed first frequency passband and a controllable second passband. The tuning of the second passband is achieved by varying the characteristic impedance of and open shunt stub line in a stub loaded resonator(SLR) with the help of a defected ground structure(DGS) transmission line and varactor diodes. In order to validate the proposed structure, a two stage dual-band BPF with three transmission zeros was implemeted and experimentally verified based on its theoretical predictions and simulations.

정적 및 시간 변조 공진기를 혼합한 시공간 변조 비자기 서큘레이터

차우다리기르다리(Girdhari Chaudhary),정용채(Yongchae Jeong) 한국전자파학회 2024 한국전자파학회논문지 Vol.35 No.1

본 논문에서는 정적 공진기와 시간 변조 공진기를 혼합 사용하는 비자성 마이크로파 서큘레이터 설계를 제시한다. 제안된 서큘레이터는 정적 공진기와 시공간 변조 공진기를 효과적으로 결합함으로써 작은 순방향 전송 삽입 손실과 넓은 역방향 격리 대역폭을 획득할 수 있다. 광대역 역방향 격리는 통과대역 내에 두 개의 격리 널(null)을 생성시킴으로 달성할 수 있다. 실험적 검증을 위해 마이크로스트립 선로 서큘레이터를 1.75 GHz의 중심 주파수에서 설계, 시뮬레이션 및 제작하였다. 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하며 80 MHz 대역폭에 걸쳐 18 dB 이상의 역방향 격리 특성을 얻었다. This paper presents the design of a non-magnetic microwave circulator using mixed static and time-modulated resonators. By effectively coupling static resonators with time-modulated resonators, the proposed circulator can achieve a low forward transmission insertion loss and a wide reverse isolation bandwidth. Wideband reverse isolation is achieved by creating two isolation nulls within the passband. For the experimental validation, a microstrip line circulator was designed, simulated, and fabricated at a center frequency of 1.75 GHz. The measurement results agreed closely with the simulations and exhibited a reverse isolation higher than 18 dB over a bandwidth of 80 MHz.

결함 접지 구조를 이용한 유사 E급 전력 증폭기의 소형화

최흥채(Heungjae Choi),정용채(Yongchae Jeong),임종식(Jongsik Lim),정영배(Young-Bae Jung),엄순영(Soon-Young Eom),김철동(Chul Dong Kim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.1

본 논문에서는 접지 결함 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용하여 기지국용 고효율 E급 전력 증폭기의 성능을 유지하면서 크기를 소형화 할 수 있는 방안을 제안하였다. E급 전력 증폭기에서 요구되는 고조파 임피던스는 아령형 DGS와 나선형 DGS를 사용함으로써 만족시켜 주었다. 제안하는 유사 E급 전력 증폭기의 DGS 부하 회로는 가장 큰 고조파 성분인 2차 고조파 대역에서 개방, 나머지 고차 고조파 임피던스는 단락에 가까운 고조파 임피던스를 갖는다. 제안하는 구조를 통하여 제작된 전력 증폭기는 출력 전력이 43.1 ㏈m, 포화 전력 이득이 12.7 ㏈일 때 70.2 %의 전력 부가 효율(Power Added Efficiency: PAE)을 가지며, 이는 비교 대상인 E급 증폭기와 거의 유사한 값이다. 회로 크기의 관점에서 보면 각각의 고조파 성분 정합을 위해 여러 개의 스터브가 장착되어 있는 비교 대상인 E급 증폭기에 비해 전체 크기를 50 %로 소형화시킬 수 있었다. In this work, a reduced size 20W quasi class-E Power Amplifier(PA) with defected ground structure load-network is presented for WCDMA base station application. Harmonic impedances required for the class E operation are satisfied by applying the dumbbell and the asymmetric spiral DGS. Open impedance for 2nd harmonic frequency which has the highest power and nearly short impedances for other higher order harmonics are provided by the proposed DGS load-network. The maximum Power Added Efficiency(PAE) of 70.2 % at the output power of 43.1 ㏈m with the saturated power gain of 12.7 ㏈ is achieved by the proposed quasi class-E PA, which is comparable to the performance of the reference class-E PA. Total size of the proposed class-E PA is only 50×50 ㎟ and much smaller than the conventional class-E PA that is loaded with a number of open stubs.

가유전체 기판과 결함접지구조가 결합된 가지선로 하이브리드 커플러의 설계

권경훈(Kyunghoon Kwon),임종식(Jongsik Lim),정용채(Yongchae Jeong),한상민(Sang-Min Han),안달(Dal Ahn) 한국정보기술학회 2014 한국정보기술학회논문지 Vol.12 No.11

기지국용 Cross Post-Distortion 평형 선형 전력 증폭기에 관한 연구

최흥재(Heungjae Choi),정희영(Heeyoung Jeong),정용채(Yongchae Jeong),김철동(Chul Dong Kim) 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.11

본 논문에서는 feedforward와 post-distortion 기법을 이용하여 평형 증폭기 내에서 발생하는 혼변조 왜곡 성분을 제거할 수 있는 새로운 왜곡 상쇄 메커니즘인 cross post-distortion 선형화 기법을 제안한다. 출력 동적 영역과 대역폭 측면에서 제안하는 선형화 방식은 기존의 feedforward 방식에 뒤지지 않는 성능을 가지고 있으면서 상대 적으로 높은 효율을 제공한다. 이론적 뒷받침을 위해 제안하는 시스템과 feedforward 방식의 전력 증폭기와 오차 증폭기의 전력 용량을 비교 분석하였고, IMT-2000 대역에서 실제 구현을 통하여 이를 실험적으로 뒷받침하였다. 최대 출력 전력 240 W의 기지국용 상용 대전력 증폭기에 적용했을 때, wideband code division multiple access (WCDMA) 4FA 신호에 대하여 평균 출력 전력 40 ㏈m에서 약 18.6 ㏈의 개선 효과를 얻었다. 제작된 전력 증폭기는 WCDMA 신호 기준으로 feedforward 방식에 비해 약 2 % 개선된 효율을 보였다. In this paper, we propose a new distortion cancellation mechanism for a balanced power amplifier structure using the carrier cancellation loop of a feedforward and post-distortion technique. The proposed cross post-distortion balanced linear amplifier can reduce nonlinear components as much as the conventional feedforward amplifier through the output dynamic range and broad bandwidth. Also the proposed system provides higher efficiency than the feedforward. The capacities of power amplifier and error power amplifier in the proposed system are analyzed and compared with those of feedforward amplifier. Also the operation mechanisms of the three kind loops are explained. The proposed cross post-distortion balanced linear power amplifier is implemented at the IMT-2000(f?=2.14 ㎓) band. With the commercial high power amplifiers of total power of 240 W peak envelope power for base-station application, the adjacent channel leakage ratio measurement with wideband code division multiple access 4FA signal shows 18.6 ㏈ improvement at an average output power of 40 ㏈m. The efficiency of fabricated amplifier improves about 2 % than the conventional feedforward amplifier.

최적 전송 선로를 이용한 고효율 분산형 증폭기의 설계

최흥재(Heungjae Choi),유남식(Namsik Ryu),정용채(Yongchae Jeong),김철동(Chul Dong Kim) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.1

본 논문에서는 전송 선로 이론을 기반으로 분산형 증폭기의 역방향 전류 성분을 수식적으로 분석하고, 역방향 전류 성분을 상쇄시켜 최소화하기 위한 최적의 전송 선로의 길이를 구하는 방법을 제시하였다. 기존의 설계방법에서는 역방향 전류 성분을 종단 부하를 통해 단순히 소모시키는 형태이므로 게이트와 드레인 전송 선로의 길이 결정 기준이 설계상에서 뚜렷하게 주어져 있지 않았지만, 제안하는 방법에서는 역방향 전류 성분들이 서로 상쇄가 일어나도록 하는 전송 선로의 길이를 결정하는 이론적 바탕을 제시함으로써 좀 더 체계적인 설계 방법을 제시하고 있다. 제안하는 이론의 검증을 위하여 회로 시뮬레이션을 수행하였고, pHEMT 트랜지스터를 이용하여 차단 주파수가 3.6 ㎓인 최적 전송 선로를 이용한 분산형 증폭기를 제작하였다. 측정을 통해 얻은 결과로서 동작 주파수 범위 내에서 최대 이득은 14.5 ㏈, 최소 이득은 12.8 ㏈로 측정되었다. 또한, 제안하는 분산형 증폭기의 측정된 효율은 3 ㎓에서 25.6 %로 기존의 일반적인 분산형 증폭기에 비해 약 7.6 % 개선되었다. 출력 전력은 일반적인 분산형 증폭기에 비해 약 1.7 ㏈ 개선된 10.9 ㏈m을 얻었다. 이러한 성능 개선은 역방향 전류의 상쇄로 인한 것으로 분석된다. In this paper, we propose a numerical analysis on reversed current of distributed amplifier based on transmission line theory and proposed a theory to obtain optimum transmission line length to minimize the reversed currents by cancelling those components. The reversed current is analyzed as being simply absorbed into the terminal resistance in the conventional analysis. In the proposed analysis, however, they are designed to be cancelled by each other with opposite phase by the optimal length of the transmission line. Circuit simulation and implementation using pHEMT transistor were performed to validate the proposed theory with the cutoff frequency of 3.6 ㎓. From the measurement, maximum gain of 14.5 ㏈ and minimum gain of 12.8 ㏈ were achieved in the operation band. Moreover, measured efficiency of the proposed distributed amplifier is 25.6 % at 3 ㎓, which is 7.6 % higher than the conventional distributed amplifier. Measured output power is about 10.9 ㏈m, achieving 1.7 ㏈ higher output power than the conventional one. Those improvement is thought to be based on the cancellation of refersed current.

새로운 고조파 차단 부하 회로를 이용한 2.14 ㎓ 대역 고효율 F급 전력 증폭기

김영규(Younggyu Kim),Girdhari Chaudhary,정용채(Yongchae Jeong),임종식(Jongsik Lim),김동수(Dongsu Kim),김준철(Juncheol Kim),박종철(Jongcheol Park) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.9

본 논문에서는 새로운 고조파 차단 부하 회로를 제안하고, 이 회로를 이용한 고효율 F급 전력 증폭기를 설계하였다. 제안된 부하 회로는 F급 전력 증폭기의 효율을 향상에 있어서 큰 기여도를 갖는 2차와 3차 고조파에서 종단 임피던스를 제어한다. 제안된 부하 회로의 2차와 3차 고조파 입력 임피던스는 각각 단락 및 개방 임피던스를 보인다. 제작된 구조의 부하 회로는 F급 전력 증폭기의 고조파를 억압하기에 충분한 24 ㏈ 이상의 감쇠 특성도 보인다. 부하 회로를 이용한 F급 전력 증폭기의 측정 결과는 최대 출력(P1㏈) 35.17 ㏈m에서 드레인 효율 75.7 %, 전력 부가 효율 71.3 %를 보였다. In this paper, we proposed a novel harmonic load circuit to design a high efficiency class-F amplifier. The proposed load circuit controls termination impedances to enhance the efficiency of class-F power amplifier. The termination impedances at the 2nd and the 3rd harmonics are showed short and open condition, respectively. Also, a fabricated load circuit showed an attenuation characteristic more than 29 ㏈, that is enough to eliminate harmonics of the class-F power amplifier. The measured drain and power-added efficiency are 75.7 % and 71.3 % at the point of maximum output power 35.17 ㏈m.