권호 표지

The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science

  • Monthly
  • /
  • 1226-3133(pISSN)
  • /
  • 2288-226X(eISSN)

Domain

  • Physics ＞ Particle Physics/Field Theory

Aim & Scope

JKIEES is an official journal of the Korean Institute of Electromagnetic and Science. The objective of JKIEES is to publish academic and industrial research results on electromagnetic engineering and science. In particular, EMI/EMC, microwave and millimeter-wave engineering, antennas and propagation, electromagnetic theory, wireless communication, lightwave and electro-optics, materials and components, SDR, radar, and bioelectromagnetics are in the scope of the Journal. With the Journal researches on electromagnetic wave-related engineering and science will be nourished and ultimately contributed to improve the welfare of the human race and national development. Topic Antennas: planar (microstrip antenna etc.) Antennas: 3-Dimensional Passive circuits and components: filters Passive circuits and components: other than filters Active circuits and components: amplifiers Active circuits and components: mixers and oscillators Wireless communication theory and systems Communication signal processing Radio resource management and policy Electromagnetic environment Electromagnetic compatibility Electromagnetic wave absorbing material Electromagnetic field theory and numerical analysis Radar and system applications Electromagnetic wave scattering and imaging

http://www.jkiees.org KSCI KCI

Volume 20 Issue 1

  1. Kim, Ji-Yeon;Lee, Dong-Heon;Chun, Sang-Hyun;Yoo, Ho-Joon;Kim, Jong-Heon 1
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.001 PDF KSCI
    본 논문에서는 플라즈마 응용을 위 한 고효율 및 고안정성을 가지는 RF 발생기용 1 kW급 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 전력증폭기는 푸쉬풀 MOSFET 1개와 고전류 구동 IC로 구성하였으며, E급 증폭기의 구조를 사용함으로써 효율을 개선하였다. 플라즈마 응용에 적합하도록 전력증폭기에 선택적 감쇠기를 사용하여 3가지 모드로 동작하게 함으로써 효율과 안정성을 선택적으로 고려할 수 있도록 하였다. 초기 방전 구간의 불안정성을 개선하기 위하여 RF 발생기의 출력 안정영역을 선택적 감쇠기를 사용하여 전압정재파비(VSWR)를 3.8:1 미만보다 개선된 4.5:1 미만으로 확장하였다. 또한 기존에 적용되는 증폭기에 비하여 크기를 30 % 줄였으며, 주파수 13.56 MHz, 출력 1 kW에서 효율 80 %를 얻으므로 기존에 비하여 효율을 약 13 % 개선하였다.
  2. Yang, Seong-Sik;Yeom, Kyung-Whan 12
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.012 PDF KSCI
    본 논문에서는 PIN 다이오드 대신호 모델을 제시하였고, 대신호 모델의 각 파라미터 측정 방법을 보였다. 이 파라미터들을 일정한 값을 가지는 소자와 다이오드 접합(junction) 전압에 의존하는 소자로 분류하고, ADS(Advanced Designed System)에서 일정한 값을 가지는 소자는 집중소자로, 접합 전압에 의존하는 소자는 SDD(Symbolically Defined Devices)로 구현하였다. 이렇게 구현된 PIN 다이오드 대신호 모델은 간단한 DC, AC 및 S-파라미터 시뮬레이션뿐만 아니라 Transient 및 HB(Harmonic Balance) 시뮬레이션도 가능하다. 본 논문에서 제시한 PIN 다이오드 대신호 모델의 타당성을 보이기 위해서 감쇄기 및 리미터의 측정값이 제시한 PIN 다이오드 모델 시뮬레이션 결과와 일치함을 보였다.
  3. Ryu, Sang-Burm;Ryu, Heung-Gyoon 21
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.021 PDF KSCI
    DFT(Discrete Fourier Transform) 확산 방식의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 저감에 매우 효과적인 시스템이며, 3GPP LTE($3^{rd}$ Generation Partnership Project Long Term Evolution)의 상향 링크에 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)에 사용된다. SC-FDMA는 일반적으로 OFDM 시스템보다 위상잡음과 직교 불균형으로 인한 ICI(Inter-Carrier Interference)에서 더 성능 열화가 발생하며, 등화기에 심각한 영향을 미친다. 그러므로 본 논문에서는 상향 링크에서 신호 전송 시 발생하는 위상잡음과 직교 불균형(IQ Imbalance: In-phase/Quadrature Imbalance), 그리고 전력 증폭기(HPA: High Power Amplifier)의 백-오프 특성에 따른 영향을 분석하고, ICI 성분을 제거할 수 있는 효과적인 등화 알고리듬을 제시한다. 제안된 등화기는 FDE(Frequency Domain Equalizer) 방식을 기반으로 설계하였으며, 기존의 PNS(Phase Noise Suppression) 알고리듬을 FDE에 사용될 수 있도록 수정하고 개선하여 위상 잡음과 직교 불균형으로 인한 ICI를 보상한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 back-off 5.5 dB 상태에서 위상 잡음 $0.06\;rad^2$, 위상 에러 5도, 진폭 에러 0.005인 경우, 위상 잡음과 직교 불균형을 보상하여 SNR=14 dB 정도에서 $BER=10^{-4}$의 성능을 만족할 수 있다.
  4. Kim, Bong-Su;Kang, Min-Soo;Byun, Woo-Jin;Kim, Kwang-Seon;Song, Myung-Sun 29
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.029 PDF KSCI
    본 논문에서는 60 GHz 대 역에서 동작하는 WPAN용 수신기에 필요한 저잡음 증폭기와 하향 주파수 혼합기를 90 nm CMOS 공정을 이용하여 설계하고 제작한 결과를 보인다. 우선 각 소자에 사용될 트랜지스터의 특성을 추출하기 위해 원하는 바이어스 조건에서 cascode 구조의 S-parameter를 측정했으며, 이 때 사용된 RF 패드를 따로 측정하여 그 영향을 제거함으로써 트랜지스터만의 특성을 찾아내었다. 저잡음 증폭기는 3단의 cascode 구조를 사용했으며, 측정 결과 25 dB 이득과 7 dB 이하의 잡음지수 결과를 얻었다. 그리고 하향 주파수 혼합기는 LO의 입력에 balun을 사용한 balanced 구조로 측정 결과 IF 주파수($8.5{\sim}11.5\;GHz$) 범위내에서 12.5 dB의 변환 손실과 -7 dBm의 입력 PldB을 나타내었다. 제작된 저잡음 증폭기 및 하향 주파수 혼합기의 크기와 소모 전력은 각각 $0.8{\times}0.6\;mm^2$에 43 mW와 $0.85{\times}0.85\;mm^2$에 1.2 mW이다.
  5. You, Dong-Gyun;Jeon, Jung-Ik;Lee, Hyoung-Ki;Choi, Hak-Keun 37
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.037 PDF KSCI
    본 논문에서는 TRS(Trunked Radio System: $806{\sim}866\;MHz$) 대역의 전후방비 특성이 우수한 이동통신 기지국용 배열 안테나를 제안하였다. 제안된 배열 안테나는 양호한 전후방비 특성을 갖도록 후면에 캐비티를 둔 마이크로스트립 다이폴 안테나를 복사 소자로 하고, 이를 $5{\times}3$ 배열한 안테나이다. 제안된 안테나의 타당성을 보이기 위하여 $5{\times}3$ 배열 안테나를 설계 제작하고 복사 특성을 측정하였다. 복사 특성 측정 결과, 제안된 배열 안테나는 사용 주파수 범위에서 이득 13.3 dBi 이상, 전후방비 40 dB 이상을 갖는 것으로 나타났다. 이로서 본 논문에서 제안된 배열 안테나는 후방 로브 특성이 우수한 기지국 안테나로 널리 이용될 수 있음이 확인되었다.
  6. Cho, Jung-Rae;Kim, Dong-Seok;Lee, Kee-Oh;Ryu, Sang-Chul;Park, Dong-Chul 45
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.045 PDF KSCI
    본 논문에서는 주기적인 금속 스트립 패턴을 갖는 유전체 층이 놓인 평행판 도파관내에서의 전파 특성에 대하여 기술하였다. CST사의 MWS(Microwave Studio)를 이용하여 금속 스트립 사이에 연결된 PIN 다이오드의 ON/OFF 상태를 금속 스트립의 단락/개방 상태로 각각 시뮬레이션을 하였고, X-대역 4-bit radant lens 위상변위기에 사용될 수 있는 $11.25^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$ 유전체 층을 설계하였다. 설계된 각 유전체 층의 위상차 시뮬레이션 결과는 $11.28^{\circ}$, $23.2^{\circ}$, $46.22^{\circ}$이었다. 또한, Agilent사의 ADS(Advanced Design System)를 이용하여 각 유전체 층에 대한 동작대역에서의 등가회로를 구현 및 시뮬레이션 하였고, MWS 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 최종적으로 $11.25^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$ 유전체 층을 제작하여 중심주파수에서 각각 $9.6^{\circ}$, $22.4^{\circ}$, $43^{\circ}$의 측정된 위상차를 얻었다.
  7. Kim, Tae-Hwan;Choi, Beyung-Gwan;Lee, Hee-Young;Cho, Choon-Sik 52
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.052 PDF KSCI
    현대의 레이더는 큰 클러터 환경에서 동작하기 위해 넓은 동적 영역을 요구한다. ADC(Analog-to-Digital Converter)가 발생시키는 스퓨리어스(spurious) 신호는 넓은 동적 영역을 구현하는데 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 ADC의 비선형 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득을 분석하였다. ADC SFDR(Spurious Free Dynamic Range)은 시스템이 요구하는 동적 영역을 한정하고, 제한된 영역내에서 ADC SNR(Signal-to-Noise Ratio) 손실을 고려하여 ADC 동적 영역을 설정하였다. 그리고 계산된 능동 위상 배열 레이더의 안테나단 출력 잡음 전압과 ADC 입력 잡음 전압을 비교하여 수신기의 이득을 구하였다. 끝으로 응용 예제를 통한 전체적인 내용을 살펴보았다.
  8. Kim, Su-Han;Lee, Jae-Hyun 60
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.060 PDF KSCI
    본 논문은 유전체로 막힌 개구를 갖는 함체의 차폐 효과(SE)를 계산하는 해석적 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 방법으로 해석할 수 없는 유전체로 막힌 개구를 갖는 함체의 SE 해석이 가능하다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위해 기존에 제시된 방법과 상용 프로그램의 SE 해석 결과를 비교 검증하였다. 제안된 방법을 이용하여 덮개 유전체의 유전율과 두께 변화, 함체 내 관측점 위치 변화, 개구의 폭과 높이 변화에 대한 SE 변화를 계산하였다.
  9. Kim, Kyoung-Soo;Lee, Jae-Hoon;Jeong, Ji-Chai 67
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.067 PDF KSCI
    본 논문에서는 광 이중 측파대역 변조 방식과 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 신호를 이용한 부반송파/파장 분할 다중화 시스템의 성능을 부반송파 채널 간격, 누화 전력 량(crosstalk power), BER(Bit-Error Rate) 특성을 통해 연구하고 있다. 광 전송 링크에서 분산 특성과 자기 위상 변조, 상호 위상 변조와 같은 비선형 현상을 고려하였을 때 BER특성을 살펴보았다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 부반송파/파장 분할 다중화 시스템의 성능을 결정짓는 주도적인 인자는 마흐-젠더 변조기의 비선형 특성과 부반송파 채널 간격으로 관찰되었다. 광섬유의 분산에 의한 영향만 고려했을 때는 전송거리가 증가함에 따라 높은 주파수에 있는 부반송파 채널의 BER 성능이 나빠졌으나, 분산과 비선형 효과를 함께 고려되었을 경우 광섬유에 입사하는 전력이 클 때 높은 주파수에 있는 부반송파 채널에서 약간의 BER 성능 향상을 확인할 수 있었다.
  10. Lee, Sang-Woon;Cho, Chi-Hyun;Lee, Kee-Keun;Choo, Ho-Sung;Park, Ik-Mo 75
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.075 PDF KSCI
    본 논문에서는 UHF 대역에서 동작하는 기생소자를 가지는 U-형태의 광대역 RFID 태그 안테나를 제안하였다. 제안한 태그 안테나는 복사부에 해당하는 U-형태의 반파장 다이폴 안테나 상단 중앙에 역방향으로 U-형태의 기생소자를 삽입하였고, 본체 하단 중앙에 사각 형태의 급전 구조를 삽입하여 상용 태그 칩과 안테나의 공액 정합을 용이하게 하였다. 제안된 태그 안테나는 VSWR<2를 기준으로 한 $882{\sim}927\;MHz$의 대역폭 안에서 3.16 dB 이하의 이득편차 특성을 가졌고, VSWR<5.8을 기준으로 한 대역폭은 $857{\sim}958.5\;MHz$로 전세계 UHF 대역폭을 모두 수용하였으며, 대역폭 내에서 5.07 dB 이하의 이득편차 특성을 가졌다. 또한 최소 이득편차 특성이 대역폭 중심 주파수에 나오도록 하여 주파수에 따른 이득편차 특성 변화를 최소화하였다.
  11. Lee, Jong-Ig;Ko, Ji-Hwan;Cho, Young-Ki 83
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.083 PDF KSCI
    본 논문에서는 상호 평행하는 두 개의 도체 평판의 슬릿을 통한 전자파 투과 문제를 고려하였다. TM 편파된 평면파가 슬릿에 입사되었을 때 각 슬릿의 등가 자류를 미지수로 하는 결합 적분방정식을 유도하고 모멘트 방법으로 풀어 수치해석하였다. 슬릿의 폭, 도체 평행 평판의 간격, 평면파의 입사각, 슬릿간 변위 등에 따른 슬릿을 통해 투과된 전력의 변화를 계산하였다. 두 슬릿간 변위가 반 파장의 정수배에 근접할 때 투과 공진(최대 전력 투과)현상이 관찰되었다. 슬릿의 폭과 도체판 간격이 파장에 비해 매우 좁은 경우 투과 전력의 최대치는 슬릿의 폭과 입사각도에 무관하게 일정함을 확인하였다. 또한, 제안된 구조에서 일어나는 투과 공진 현상의 원리를 단순화된 구조와 등가회로를 통해 설명하였다.
  12. Kang, Jin-Seob;Kim, Jeong-Hwan;Kang, Ung-Taek;Kang, No-Weon;Kang, Tae-Weon 91
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.091 PDF KSCI
    본 논문에서는 micro-TEM cell을 사용한 표준 전자기장 발생법을 기술하고 측정불확도를 평가하였다. 표준 전자기장 발생 시스템은 auto-leveling 기능을 가진 신호발생부, 최대 1.2 GHz까지 동작하는 micro-TEM cell, 서미스터 마운트를 사용한 전력측정부로 구성된다. 표준 전자기장 발생법의 타당성을 보이기 위해 $10\;MHz{\sim}1\;GHz$ 대역에서 전자기장의 세기 20 V/m에 대해 실시된 전자기장의 세기 국제비교(CCEM.RF-K20)의 참여 결과를 제시하였다.
  13. Kwon, Soon-Man;Kim, Seog-Joo 100
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.1.100 PDF KSCI
    본 논문에서는 직교 위상 수신기에서 발생하는 동상 성분 채널과 직교 성분 채널간의 이득과 위상 불평형의 추정문제를 다룬다. 즉, 자동 보정 기능을 가지는 직교 위상 수신기에서의 백색 Gaussian 잡음을 고려한 통계적인 특성 분석을 통하여 제안된 알고리즘에 의한 추정값이 점근적으로 비편향 최소 분산 추정(asymptotically minimum-variance unbiased estimate) 특성을 가짐을 보여준다. 이를 위하여 먼저 자동 보정 알고리즘에서 사용하는 샘플링 값들에 대한 통계적인 특성을 구하고, 이 샘플 값들의 함수의 형태로 구해지는 이득과 위상 불평형 추정값들의 통계적인 특성을 분석하기 위해 추정값들의 확률분포함수를 구한다. 이를 기반으로 평균 함수 및 분산 함수를 계산하여 추정값들이 비편향 최소 분산 추정 특성을 나타냄을 확인한다.