능동형 인덕터 Shuut Peaking을 이용한 0.25 μm CMOS TIA 설계 및 제작

조인호,임영석,Cho In-Ho,Lim Yeongseog 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.9

본 논문에서는 TSMC 0.25 ${\mu}m$ CMOS RF-Mixed mode 공정 기술을 이용하여 초고속 광통신 시스템의 수신부에 사용되는 광대역 transimpedance amplifier를 설계하였다. 특히 광대역을 구성하기 위해 cascode와 common-source 구조에 active inductor shunt peaking을 이용하여 설계 및 제작하였으며, 측정 결과 gain 변화 없이 -3 dB 대역폭 특성이 cascode는 0.8 GHz에서 $81\%$ 증가한 1.45 GHz, common-source는 0.61 GHz에서 $48\%$ 증가한 0.9 GHz 결과가 나왔으며, 전체 파워 소비는 바이어스 2.5 V를 기준으로 37 mW와 45 mW이며, transimpedance gain은 61 dB$\Omega$과 61.4 dB$\Omega$을 얻을 수 있었다. 그리고 input noise current density도 상용 TIA와 거의 비슷한 $5 pA/\sqrt{Hz}$와 $4.5 pA/\sqrt{Hz}$를 가지며, out put Return loss는 전 대역에서 -10 dB 이하의 정합 특성을 보였다. 그리고 전체 chip 사이즈는 $1150{\times}940{\mu}m^2$이다. This paper presents technique of wideband TIA for optical communication systems using TSMC 0.25 ${\mu}m$ CMOS RF-Mixed mode. In order to improve bandwidth characteristics of an TIA, we use active inductor shunt peaking to cascode and common-source configuration. The result shows the 37 mW and 45 mW power dissipation with 2.5 V bias and 61 dB$\Omega$ and 61.4 dB$\Omega$ transimpedance gain. And the -3 dB bandwidth of the TIA is enhanced from 0.8 GHz to 1.45 GHz in cascode and 0.61 GHz to 0.9 GHz in common-source. And the input noise current density is $5 pA/\sqrt{Hz}$ and $4.5 pA/\sqrt{Hz}$, and -10 dB out put return loss is obtained in 1.45 GHz. The total size of the chip is $1150{\times}940{\mu}m^2$.

하나의 이중 모드 공진기를 이용한 대역 통과 필터 설계

안재민(Jaemin An),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.12

본 논문에서는 하나의 이중 모드 공진기를 이용한 대역 통과 필터의 새로운 설계 방법을 제안한다. 제안한 설계 방법은 이중 모드 공진기를 두 개의 단일 공진기로 보고 공진기 사이의 결합 계수를 구하여, 이를 바탕으로 이중 모드 공진기의 두 공진 주파수를 계산한 후 필터 전송 영점의 위치에 따라 각각 배치하였다. 제안한 설계방법을 검증하기 위해, E-모양의 이중 모드 공진기를 이용하여 WLAN 서비스 대역을 만족하고, 전송 영점이 각각 상측과 하측에 위치하는 대역 통과 필터를 설계?제작하였다. This paper proposes a new design method of bandpass filter with single dual-mode resonator. In the proposed method, a coupling coefficient between two resonators was obtained by considering a dual-mode resonator as two single resonators. Based on the obtained coupling coefficient, two resonant frequencies of dual-mode resonator were calculated and then arranged according to a transmission zero's location of required filter. To verify the proposed theory, two WLAN bandpass filters which have a transmission zero to a lower and an upper stopband repectively were designed and implemented.

위상 배열 추적 안테나 시스템의 추적 방법에 관한 연구

정진우(Jinwoo Jung),임영석(Yeongseog Lim) 대한전자공학회 2018 전자공학회논문지 Vol.55 No.7

통신 데이터링크 구축을 위한 위상 배열 추적 안테나 시스템의 추적 방법에 관하여 연구하였다. 추적 시스템의 추적 절차는 초기 빔 형성, 추적, 그리고 예측 추적으로 구분하였다. 초기 빔 형성은 표적의 위치를 인지하지 않은 상태에서 통신을 위한 원활한 빔을 형성하는 절차로, 이동 표적을 대상으로 최적의 위상 천이 조합을 원활하게 탐색하기 위한 개선된 개체 군집 최적화 알고리즘을 사용하였다. 추적은 초기 빔 형성 이후, 이동 표적을 지속적으로 지향하는 빔을 형성하는 절차로, 원활한 추적을 위해 위상 천이 값 누적을 기반으로 한 순차 로빙 추적과 알파-베타 필터를 사용하였다. 예측 추적은 표적의 이동 중 지형 및 지물에 의해 표적과 추적 시스템 사이의 가시선이 간헐적으로 차단될 경우에 대응하여 표적 위치를 예측하여 추적을 수행하는 절차로, 단절 이후 원활하고 연속적인 재 추적을 위해 알파-베타 필터를 사용하였다. Tracking method of phased array antenna system for communication data link construction was studied. Tracking procedures in the tracking system are divided into initial beam-forming, tracking, and predictive tracking. In procedure of a initial beam forming, the improved particle swarm optimization algorithm was used to search the optimum phased set for moving target. In procedure of a tracking, the sequential lobing with alpha-beta filter based on phase accumulation was used for smoothing tracking. A prediction tracking is procedure for the case of non line of sight between moving target and a tracking system, alpha-beta filter was used for smooth and continuous re-tracking after disconnection.

소형의 삼중 모드 공진기와 삼중 모드 필터 설계

이자현(Jahyeon Lee),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.4

본 논문에서는 새로운 구조의 작은 크기의 삼중 모드 공진기를 제안한다. 제안된 구조는 소형화를 위해 반파장의 Stepped Impedance Resonaotr에 개방 스터브와 단락 스터브를 이용하였으며, 개방 스터브에 의해 자체적으로 하나의 전송 영점을 발생시킨다. 각각의 세 가지 공진 모드에서 발생하는 공진점을 이론적으로 해석하였다. 제안된 삼중 모드 공진기를 이용하여 세 개의 전송 극점과 하나의 전송 영점을 갖는 2.4 ㎓ WLAN에 적용 가능한 대역 통과 필터를 설계 및 제작하였다. 제작된 삼중 모드 필터는 중심 주파수 2.4 ㎓에서 15.8 %의 3 ㏈ 대역폭과 2.4~2.5 ㎓ 통과 대역 내에서 최대 1.17 ㏈ 이하의 삽입 손실을 갖는다. 제작된 삼중 모드 공진기의 필터의 크기는 급전 선로를 포함하여 15.9 ㎜×9.7 ㎜로 기존의 삼중 모드 필터에 대비하여 매우 작은 크기를 갖는다. In this paper, we present a compact triple-mode resonator. The resonator itself can provide three transmission poles and one transmission zero. The resonance condition of each mode is analyzed theoretically, and the transmission zero is generated by open stub. Using this proposed resonator, a compact three pole bandpass filter for 2.4 ㎓ WLAN application with one transmission zero is designed and fabricated. The fabricated triple-mode filter shows 3 ㏈ bandwidth of 15.8 % with the center frequency 2.4 ㎓ and less then 1.17 ㏈ in 2.4~2.5 ㎓ passband. The size of fabricated triple-mode filter including the feed lines is 15.9 ㎜×9.7 ㎜ and very compact compared with previous reported triple-mode filter.

기생 요소 효과들을 고려한 얇은 두께의 LTCC 저역 통과 필터 설계

김유선(Yuseon Kim),임영석(Yeongseog Lim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.12

본 논문에서는 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 공정을 이용한 삽입된 수동 소자들을 갖는 필터 설계를 하였다. 우수한 성능과 소형화를 위해서 제안된 적층 구조의 기생 성분들은 제안된 회로 변환 과정을 통해 전체 필터 회로에서 긍정적인 효과를 갖도록 하였다. 그 결과 소형화된 저역 통과 필터는 다른 논문들의 소형화된 구조들에 비해 50프로 이상의 적은 두께를 갖을 뿐만 아니라 0.5 ㎓와 5 ㎓ 사이에서 이상적인 저역 통과 필터의 응답을 보였다. This paper presents a filter design technique with the embedded passive elements using the low temperature co-fired ceramic (LTCC) process. For the high performance and size reduction, the parasitic elements of the proposed multi-layer structure are positively considered by using the proposed circuit transformation procedures. As a result, the compact low pass filter (LPF) not only has at least 50% more compact thickness than other reported compact structures, but also provides ideal LPF response between 0.5㎓ and 5㎓.

이중 모드 공진기를 이용한 이중 대역 대역 통과 필터 설계

이자현(Jahyeon Lee),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.2

본 논문에서는 설계 방법이 단순하면서 통과 대역의 대역폭 조절이 독립적으로 가능한 소형의 이중 대역 대역 통과 필터를 제안하였다. 각각의 통과 대역은 서로 다른 두 개의 이중 모드 공진기를 이용하여 독립적으로 설계하였다. 제안된 이중 대역 대역 통과 필터는 세 개의 전송 영점을 갖는다. 두 개의 전송 영점은 각각의 이중 모드 공진기에서 발생하며, 입출력 선로 간의 결합 효과에 의해 추가적으로 하나의 전송 영점이 발생한다. 제안된 이중 대역 대역 통과 필터 설계 방법을 이용하여 2.4/5.7 ㎓ WLAN에 동작하는 이중 대역 대역 통과 필터를 설계 및 제작하였다. A compact microstrip dual-band bandpass filter with controllable bandwidth for each passband is proposed. Each passband is independently designed using two different dual-mode resonators. The proposed dual-band bandpass filter has three transmission zeros. Two transmission zeros are generated by each dual-mode resonator. An additional transmission zero is generated by input/output port coupling. The dual-band bandpass filter application is designed for 2.4/5.7 ㎓ WLAN. Experimental results are presented to validate theory.

이종 공진기를 이용한 이중 대역 통과 필터

김경근(Kyoungkeun Kim),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.3

본 논문에서는 서로 다른 공진점을 갖는 공진기들을 이용하여 이중 대역 통과 필터를 구현하였다. 서로 다른 공진점을 갖는 λg/2 공진기들을 이용하여 각 공진기들의 동작 주파수가 서로의 동작 주파수에 영향을 미치지 않는 것을 이용하여 이중 대역 통과 필터를 설계하였다. 하측 통과 대역은 λg/2 공진기와 λg/4 공진기를 이용하였고, 상측 통과 대역은 이중 모드 공진기를 이용하여 설계하였으며, 하측 통과 대역의 공진기는 상측 통과 대역의 급전부로 동작한다. 제안된 구조는 WLAN 대역인 2.45/5.2 ㎓와 2.45/5.8 ㎓에서 동작하도록 설계 제작되었다. In this paper, the design and the fabrication of dual bandpass filter using heterogeneous resonators is presented. Each resonator would not have an effect on each resonant frequency. Two types of resonators are designed to have different fundamental resonant frequencies, one for the lower passband and the other for the upper passband. In the lower band, half and quarter wavelength resonators were used. In the upper band, a dual-mode resonator was used for adjusting bandwidth. In the upper pass band frequency, resonators of lower passband acts as the input and output. For WLAN, Proposed filters with different second passband frequencies at 2.45/5.2 ㎓ and 2.45/5.8 ㎓ are designed and fabricated.

개구 결합을 이용한 적층형 이중 대역 대역 통과 여파기 설계

신봉걸(Bonggeol Shin),이자현(Jahyeon Lee),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.5

본 논문에서는 이중 모드 공진기 간의 개구 결합을 이용한 적층형 이중 대역 대역 통과 여파기를 제안하였다. 이중 모드 공진기 사이에 위치한 두 개의 개구를 통해 두 개의 결합 경로가 형성된다. 이를 이용하여 공진기의 모양에 변형을 주지 않고 개구의 크기 조절만으로 결합량을 조절할 수 있다. 또한, 이중 모드 공진기의 스터브 사이의 개구를 이용하여 두 번째 대역의 대역폭을 첫 번째 대역에 영향을 주지 않으면서 추가적으로 조절할 수 있다. 개구를 통한 결합 방법에 대해 이론적인 해석을 하였다. 제안된 구조를 이용하여 2.4 GHz WLAN, 3.5 GHz WiMax에서 동작하는 여파기를 설계 및 제작하였다. 제작된 여파기는 각각 2.45 GHz, 3.5 GHz의 중심을 기준으로 9 %, 8 %의 대역폭을 갖는다. In this paper, a multi-layer dual-band bandpass filter using aperture-coupling is proposed. Two coupling paths are formed with the two apertures which exist between two dual-mode resonators. The coupling coefficients can be adjusted without changing the shape of resonators. The bandwidth of the second passband can be adjusted without affecting the bandwidth of the first passband using the size of an aperture between stubs of the dual-mode resonator. The aperture coupling mechanism is theoretically analysed. The dual-mode bandpass filter for the 2.4 GHz WLAN, 3.5 GHz WiMax was designed and fabricated. The fabricated filter shows centered 2.45 GHz and 3.5 GHz with 9 % and 8 % of the bandwidth.

두 개의 이중 모드 공진기를 이용한 소형 이중 대역 통과 필터

김경근(Kyoungkeun Kim),이자현(Jahyeon Lee),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.12

본 논문에서는 두 개의 이중 모드 공진기를 이용하여 이중 대역 통과 필터를 구현하였다. 단락 스터브를 이용한 이중 모드 공진기는 inter-digital 커패시터와 계단형 임피던스를 이용하여 소형화 되었다. 두 개의 이중 모드 공진기는 각 통과 대역의 중심 주파수에서 동작하도록 설계되었다. 전송 영점이 통과 대역의 상측이나 하측에 위치하여 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 이중 대역 동작을 위해 이중 급전 구조를 이용하였다. 제안된 구조는 WLAN 대역인 2.45/5.25 ㎓에서 동작하도록 설계?제작되었다. 제안된 이중 대역 통과 필터의 크기는 10.83 ㎜×5.3 ㎜이다. In this paper, the design and the fabrication of dual-band bandpass filter using two dual-mode resonators is presented. Dual-mode resonator using a short stub is miniaturized by inter-digital capacitor and stepped impedance. Two dual mode resonators are designed to have different resonant frequencies, one for the lower passband and the other for the upper passband. Transmission zero is positioned at low or high rejection bands with a sharp skirt characteristic. Dual-band operation can be achieved using dual feeding structure. For WLAN, the proposed filter at 2.45/5.25 ㎓ is designed and fabricated. The size of the filter is as compact as 10.83 ㎜×5.3 ㎜.

다중 대역 필터 설계를 위한 필터 합성법

이혜선(Hyesun Lee),이자현(Jahyeon Lee),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.11

본 논문에서는 새로운 다중 대역 필터의 LC 프로토 타입 합성 방법을 제안하였다. 주어진 주파수 응답을 갖는 다중 대역 필터를 합성하기 위해, 극점과 영점의 배열 구조를 제안하였고, 최적화 알고리즘을 이용하여 극점과 영점의 최적화된 위치를 찾는 과정을 제안하였다. 또한, 극점과 영점으로 계산된 전달 및 반사 함수를 이용하여 다중 대역 필터의 준 타원 LC 프로토 타입을 합성하는 일련의 과정을 보였다. 제안된 다중 대역 필터의 LC 프로토 타입 합성법을 이용하여 GSM(880~960 ㎒), ISM(2,400~2,500 ㎒) 대역에서 동작하는 이중 대역 필터와 GSM(880~960 ㎒), ISM(2,400~2,500, 5,725~5,850 ㎒) 대역에서 동작하는 삼중 대역 필터를 설계 및 제작하였다. In this paper, we presented a new LC prototype synthesis method for the multi-band filter. For synthesis a multi-band filter with the required frequency response, we proposed the diagram of poles and zeros, also, we proposed the optimization process for finding the combination of optimized poles and zeros. From the transfer and reflection functions calculated from poles and zeros, we performed the quasi-elliptic LC prototype synthesis of multi-band filter. Using the proposed LC prototype synthesis method of multi-band filter, dual-band filter operating at GSM(880~960 ㎒) and ISM(2,400~2,500 ㎒) and triple-band filter operating at GSM(880~960 ㎒) and ISM(2,400~2,500, 5,725~5,850 ㎒) were designed and fabricated.