PBG 구조를 이용한 대역통과 여파기 고조파 억제에 관한 연구

서철헌,Seo Chulhun 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.41 No.1

A bandpass filter has been designed by employing the PBG structure and the aperture on the ground together in this paper. The harmonics of band pass filter have been suppressed by employing the PBG structure and the bandwidth of it has been broadened by using the aperture on the ground. The three kinds of PBG structures has been combined to suppress the harmonics of the filter The center frequency of filter is 2.2 GHz and the bandwidth has been increased from $40\%$ by the aperture and all harmonics were suppressed about 35dBc by the PBG. The insertion loss has been reduced 3.0dB to 2.6dB. 접지면에 PBG와 Aperture를 설치함으로써 고성능 대역통과 여파기를 설계하였다. 대역통과 여파기의 하모닉 특성은 PBG 구조에 의하여 개선되었고 대역폭은 Aperture에 의하여 확대되었다. 세가지 크기를 갖는 PBG 구조가 결합되어 새로운 PBG 구조가 도출되었다. 설계 중심 주파수는 2.2 GHz이었고 대역폭은 Aperture에 의하여 $40\%$ 확대되었다.

PBG 구조를 이용한 Ka Band 전력증폭기 성능개선에 관한 연구

서철헌,Seo Chulhun 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.41 No.1

본 논문에서는 밀리미터파 대역 전력증폭기가 출력단에 PBG (photonic bandgap structure) 구조를 설치함으로써 성능개선 되었다 PBG 구조는 Ka 대역에서 저역통과 특성을 갖도록 최적화되었다. 전력증폭기의 하모닉은 PBG 구조에 의하여 억제되었고 50 GHz에서 40dBc 개선되었다 전력증폭기의 IMD와 PAE는 PBG에 의하여 기존의 전력증폭기에 비하여 각각 $15\%$와 $25\%$ 개선되었다. The performances of millimeter wave Power amplifier have been improved by using PBG (photonic bandgap structure) in this paper. The PBG structure has been optimized to obtain the lowpass characteristics in Ka band and employed at output port of Ka band power amplifier. The harmonics of the power amplifier have been suppressed by the PBG of output port and the proposed PBG has suppressed the second harmonic to 40dBc around 50 GHz. The improvements of IMD and PAE of the amplifier employing the PBG structure are obtained $15\%$ and $25\%$, compared with those of the conventional Ka band power amplifier, respectively.

Microstrip Square Open Loop Resonator를 이용한 저위상 잡음 발진기에 관한 연구

박은영,서철헌,Park Eun-Young,Seo Chulhun 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.1

본 논문에서는 발진기의 위상 잡음 특성을 개선시키기 위하여 개방형 루프 구조를 공진기에 적용하였다. 개방형 루프 공진기는 크기 면에서 훨씬 소형화될 뿐만 아니라 협대역과 예리한 선택도를 갖기 때문에 이러한 특성을 이용하여 저 위상 잡음 발진기에 대한 연구를 수행하였다. 개방형 루프 구조를 이용한 공진기는 결합 계수를 증가시켜 Q값을 높여 주어 결과적으로 발진기의 위상 잡음 특성을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서 제안된 발진기는 5.84 GHz에서 발진이 일어났으며, 출력은 -0.5 dBm, 하모닉 특성은 -15.83 dBc, 위상 잡음 특성은 100 kHz offset에서 -111.17 dBc/Hz이었다. 이를 통하여 개방형 루프공진기 구조를 이용한 발진기는 기존의 공진기를 이용한 발진기에 비해 100 kHz offset에서 15 dB 개선을 보였다. This paper has presented a low phase noise oscillator using a square open loop with microstrip structure. A square open loop resonator has a large coupling coefficient value, which makes a high Q value, and has reduced phase noise. This oscillator has presented the oscillation frequency of 5.84 GHz, harmonics of -15.83 dBc and the phase noise of -111.17 dBc/Hz at the offset frequency of 100 kHz. In conclusion, the proposal structure has improved phase noise of 15 dB at the offset frequency of 100 kHz compared with the conventional structure of oscillator.

Microwave Power Transmission Using a Sequential Phase Ring Transmitting Antenna

Danh Manh Nguyen(응웬단만),Chulhun Seo(서철헌) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

This paper presents a sequential transmitting antenna (Tx) for microwave power transmission (MPT) system. The design concept consists of an array of four patch element fed by a sequential phase rotation (SPR) ring with a compact size and LHCP maximum gain of 11.98 dBi at 5.8 GHz. To verify the system charging ability while on the move, alternate rotation and displacement coordinate case are performed.

마이크로스트립 사각 개방 루프 SRR(Split Ring Resonator)를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기

최재원(Jaewon Choi),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.44 No.12

본 논문에서는 마이크로스트립 사각 개방 루프 Split Ring 공진기 (OLSRR)를 이용하여 개선된 전압 제어 발진기를 위상 잡음을 줄이기 위하여 제안하였다. 이 목적을 위하여 마이크로스트립 사각 개방 루프의 형태를 갖는 사각형의 Split Ring 공진기에 대하여 연구하였다. 마이크로스트립 사각 개방 루프 공진기와 비교할 경우, 마이크로스트립 사각 개방 루프 Split Ring 공진기는 더 큰 결합 계수를 갖으며, 이로 인하여 얻을 수 있는 더 높은 Q 값을 통하여 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄일 수 있다. 1.7 V의 공급 전력을 갖는 전압 제어 발진기는 주파수 조절 범위, 5.746 ~ 5.854 ㎓에서 -120 ~ -116.5 ㏈c/㎐ @ 100 ㎑의 위상 잡음 특성을 갖는다. 이 전압 제어 발진기의 FOM은 같은 주파수 조절 범위에서 -200.33 ~ -197 ㏈c/㎐ @ 100 ㎑를 갖는다. In this paper, a novel voltage-controlled oscillator (VCO) using the microstrip square open loop split ring resonator (OLSRR) is presented for reducing the phase noise. For this purpose, the square-shaped split ring resonator (SRR) having the form of the microstrip square open loop is investigated. Compared with the microstrip square open loop resonator, the microstrip square OLSRR has the larger coupling coefficient value, which makes a higher Q value, and has reduced the phase noise of VCO. The VCO with 1.7V power supply has the phase noise of -120 ~ -116.5 ㏈c/㎐ @ 100 ㎑ in the tuning range, 5.746 ~ 5.854 ㎓. The figure of merit (FOM) of this VCO is -200.33 ~ -197 ㏈c/㎐ @ 100 ㎑ in the same tuning range.

이중 H자 메타 전자파구조를 이용한 저위상잡음 발진기

이종민(Chongmin Lee),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2010 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.47 No.2

본 논문은 높은 Q 특성을 갖는 이중 H자 형태의 메타 전자파구조의 공진기를 적용한 발진기를 제안하였다. 제안된 발진기는 고성능의 주파수합성부에 적용하기 위한 것으로 저위상잡음 및 높은 출력 전력을 요구한다. 특히 이중 H자 형태의 메타 전자파구조(DHM)는 전기장의 커플링을 강하게 하여 발진 주파수에서 높은 Q 값을 갖도록 설계되었다. 이러한 특성을 통해 우수한 위상잡음 특성을 얻을 수 있다. 이중 H자 형태의 메타 전자파구조를 이용한 발진기는 레이더 시스템의 주파수 합성부에 적용하기 위한 X 대역 내 발진을 형성하였으며 출력 전력은 4.33 ㏈m, 위상잡음은 100 ㎑ 옵셋에서 -108 ㏈c를 얻을 수 있었다. In this article, a oscillator at X-band with a double H-shape metamaterial resonator (DHMR) based on high-Q is proposed with metamaterial structure to improve the phase noise and output power. The proposed oscillator is required low phase noise and high output power for the high performance frequency synthesizer. DHMR is designed to be high-Q at resonance frequency through strong coupling of E-field. This character makes phase noise excellent. The oscillator using DHMR is oscillated in X-band so as to apply frequency synthesizer of radar systems. The output power is 4.33 ㏈m and the phase noise is -108 ㏈c/㎐ at 100 ㎑ offset of carrier frequency.

Composite Right/Left-Handed 전송 선로와 Pin Diode를 이용한 조절 가능한 부성 저항을 이용한 이중 대역 전압 제어 발진기

최재원(Jaewon Choi),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.44 No.12

본 논문에서는 Composite Right/Left-Handed (CRLH) 전송 선로 (TL)와 pin 다이오드를 이용한 조절 가능한 부성 저항을 이용한 이중 대역 전압 제어 발진기에 대하여 연구하였다. CRLH 전송 선로는 이중 대역 주파수 조절 특성을 갖는 metamaterial 전송 선로를 만들 수 있다. CRLH 전송 선로의 이중 대역 동작은 CRLH 전송 선로의 주파수 오프셋과 위상 기울기에 의해서 얻어지고, 두 개의 동작 주파수들의 주파수 비율은 정수 배가 아닐 수 있다. 전압 제어 발진기의 각각의 주파수 대역은 독립적으로 동작해야 하므로 pin 다이오드를 이용한 조절 가능한 부성 저항을 사용하였다. 정전압을 pin 다이오드에 인가하였을 때, 전압 제어 발진기의 위상 잡음은 주파수 조절 범위 2.423 ~ 2.597 ㎓에서 -108.34 ~ -106.67 ㏈c/㎐ @ 100 ㎑이며, 역전압을 pin diode에 인가하였을 때는, 전압 제어 발진기의 위상 잡음이 주파수 조절 범위 5.137 ~ 5.354 ㎓에서 -114.16 ~ -113.33 ㏈c/㎐ @ 100 ㎑이다. In this paper, the dual-band voltage-controlled oscillator (VCO) using the composite right/left-handed (CRLH) transmission line (TL) and the tunable negative resistance based on the pin diode is presented. It is demonstrated that the CRLH TL can lead to metamaterial transmission line with the dual-band tuning capability. The dual-band operation of the CRLH TL is achieved by the frequency offset and the phase slope of the CRLH TL, and the frequency ratio of the two operating frequencies can be a non-integer. Each frequency band of VCO has to operate independently, so we have used the tunable negative resistance based on the pin diode. When the forward bias has been into the pin diode, the phase noise of VCO is -108.34 ~ -106.67 ㏈c/㎐ @ 100 kHz in the tuning range, 2.423 ~ 2.597 ㎓, whereas when the reverse bias has been fed into the pin diode, that of VCO is -114.16 ~ -113.33 ㏈c/㎐ @ 100 kHz in the tuning range, 5.137 ~ 5.354 ㎓.

WDM System에서의 Channel-Dropping Filter 구현을 위한 반사기 설계에 관한 연구

김지훈(Jihoon Kim),서철헌(Chulhun Seo) 대한전기학회 1997 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1997 No.7

메타구조 기반의 고효율 공진형 무선전력전송 시스템

김형준(Hyoungjun Kim),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.1

본 논문에서는 공진형 무선전력전송 시스템의 효율 개선을 위해 메타구조 기반의 단위 셀 및 배열 된 구조를 제안하였다. 자기장 집속을 위해 제로 굴절률 특성을 이용하였으며, 이를 구현하기 위해 유효 투자율의 실수가 0의 값을 갖도록 설계하였다. 제안된 단위 셀의 크기는 70 mm × 70 mm × 3.2 mm 이며, 동작 주파수는 13.56 MHz 이다. 또한, 배열된 구조의 크기는 400 mm × 400 mm × 3.2 mm 이며, 2-layer 구조로 이루어져 있다. 본 논문에서 제안한 공진형 무선전력전송 시스템의 효율은 송수신 공진기 사이의 거리가 100 mm ∼ 400 mm에서 각각 94.8 %, 93.2 %, 91.4 %, 90.8 % 이며, 전체 거리에서 90 % 이상의 고효율 특성을 얻을 수 있었다. In this paper, unit cell and arrayed cover for improving the transfer efficiency of resonant wireless power transfer system is proposed. We used the characteristic of zero refractive index for focusing a magnetic field between the transmitting resonator and receiving resonator. For zero refractive index, we designed the unit cell structure that have a negative value of effective permeability. The size of proposed unit cell based on metamaterial structure is 70 mm × 70 mm × 3.2 mm, operating frequency is 13.56 MHz. And, the size of arrayed cover is 400 mm × 400 mm × 3.2 mm, is consists of 2-layers. The transfer efficiency of the proposed wireless power transfer system are 94.8 %, 93.2 %, 91.4 %, 90.8 % at 100 mm, 200 mm, 300 mm and 400 mm (distance between transmitting and receiving resonator), respectively. And proposed WPT system has a transfer efficiency high than 90 % over the overall distances.

Metamaterial 하이브리드 Rat-Race Coupler를 이용한 소형화된 광대역 코릴레이터

김양현(Yang-Hyun Kim),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.46 No.2

본 논문에서는 주파수 측정기의 핵심 소자이며 위상 비교 방향 탐지기의 핵심 소자인 위상 변별기를 설계하였다. Microwave Frequency대역 분류를 기준으로 하여 C-Band의 주파수 신호를 처리하는 광대역 Correlator를 설계하였다. 위상 번별기를 구성하는 광대역 2단 2way Power Divider를 설계하였으며, 180° Metamaterial Hybrid Rat-Race Coupler와 90° Hybrid Coupler를 설계하여, 일반적인 위상변별기와 비교하여, Compact하며, 광대역인 특성을 얻을 수 있었다. 위상 변별기의 구성은 광대역 소자를 사용하였으며 그 외 Phase를 맞추기 위한 Delay Line을 구성하였다. A wideband correlator, with 45% relative bandwidth is proposed at the frequency range of 3.1-5.1 ㎓. The structures of the correlator components such as the delay line and the Wilkinson power divider are designed to be realized in transmission line form using the Agilent’s Advanced Design System (ADS). The correlator made by using three unique wideband 3-㏈ couplers, rat-race coupler and one 3-㏈ wilkinson power divider to reach the required bandwidth. The insertion loss, amplitude imbalance and phase imbalance between ports are presented. The proposed correlator makes compact size better than correlator of conventional structure.