• 제목/요약/키워드: Spiral Resonator

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Spiral 공진기를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO Using Spiral Resonator)

  • 좌동우;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권7호
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    • pp.77-80
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    • 2008
  • 본 논문에서는 위상잡음 특성을 개선하기 위하여 spiral 공진기를 이용한 전압제어 발진기를 제안하였다. Spiral 공진기는 작은 면적, 저지대역에서 날카로운 스커트 특성과 낮은 삽입손실, 큰 결합 계수 값을 가지고 있고, 이로 인해 높은 Q 값을 가지며 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 감소시킨다. 공진기의 Q 값이 높아짐에 따라 좁아지는 주파수 조절 범위를 높이기 위하여 버랙터 다이오드를 조절 가능한 부성저항에 연결하였다. 전압 제어발진기는 $5.686{\sim}5.841GHz$에서 발진이 일어났고, 출력은 11.83 dBm, 하모닉 특성은 -29.83 dBc, 위상 잡음 특성은 100 KHz offset에서 $-115.16{\sim}115.17dBc/Hz$이다.

Dual Coupled Spiral 공진기를 이용한 X-대역 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (X-band Low Phase Noise VCO Using Dual Coupled Spiral Resonator)

  • 김양현;서철헌;하성재;이복형
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권11호
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    • pp.56-60
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    • 2009
  • 본 논문에서는 낮은 위상잡음을 개선하기 위하여 마이크로스트립 사각 병렬 나선형 공진기를 이용한 향상된 전압 제어 발진기를 제시하였다. 마이크로스트립 사각 개방 루프 공진기는 큰 결합 계수 값을 갖는데 이는 Q값을 크게 만들고 전압 제어발진기의 위상 잡음을 줄일 수 있다. 1.8 V의 공급 전압을 사용한 전압 제어 발진기는 8.935~9.4 GHz의 주파수 조절 범위에서 -115.0~-117.34 dBc/Hz @100 kHz의 위상 잡음 특성을 갖는다. 마이크로스트립 사각 병렬 나선형 공진기와 일반적인 나선형 공진기를 비교했을 때, 개선된 Q값 특성은 -32.7 dB와 -57.6 dB이다. 제작된 저위상 잡음 전압 제어 발진기는 X-대역에서 전압 발진기로 이용될 수 있음을 확인 하였다.

나선형 공진기를 이용한 CPW 발진기 설계 (Design of a CPW Oscillator Using Spiral Resonators)

  • 구자경;임종식;한상민;안달
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2639-2645
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    • 2009
  • 본 논문은 나선형 공진기를 이용한 CPW 발진기의 설계에 대하여 기술한다. CPW 나선형 공진기는 기존의 CPW 헤어핀, 헬리컬 공진기에 비하여 높은 Q 특성을 가지므로 출력특성과 크기가 개선된 발진기 설계에 유리하다. CPW 발진기 설계에 앞서 세 가지 CPW 공진기의 특성을 비교한다. EM 시뮬레이션을 행하여 공진기 설계 및 발진기 성능 확인에서의 정확도를 높였음을 보인다. 세 가지 CPW 공진기를 이용하여, 5.7 GHz 대역에서 각각 발진기를 설계하였다. 제작 및 측정 결과, 헬리컬, 헤어핀, 나선형 공진기를 이용한 각각 CPW 발진기의 측정된 출력은 각각 2.55 dBm, 2.64 dBm, 4.98 dBm이다. 한편 세 가지 공진기는 각각 $102.15mm^2,\;130.05mm^2,\;80.625mm^2$ 크기를 보여, 제안한 CPW 나선형 공진기가 다른 공진기에 비해 크기 감소 효과도 우수함이 제시된다.

임피던스 공진기를 이용한 FR-4 임베디드 광대역필터 (FR-4 Embedded UWB Filter using Uniform Impedance Resonator)

  • 양창수;윤상근;박재영
    • 전기학회논문지
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    • 제56권8호
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    • pp.1471-1475
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    • 2007
  • In this paper, a novel embedded ultra wideband (UWB) band-pass filter is presented on a FR-4 package substrate including high Dk resin coated copper (${\varepsilon}_r=30$) film. The proposed UWB filter is comprised of a parallel resonator with meander-type uniform impedance resonator (UIR) and two series resonators with high Q circular stacked spiral inductor and metal-insulator-metal (MIM) capacitor. In order to obtain excellent attenuation characteristics by generating attenuation poles in lower and upper stop bands, a single MIM capacitor is added to each resonator. The fabricated FR-4 embedded UWB filter has insertion loss of -1.0dB and return loss of -11dB, respectively. It has also extremely wide bandwidth (over 50%) and small size ($3.7{\times}4{\times}0.77\;mm^3$) which is compatible with LTCC devices.

Complimentary Bifilar Archimedean Spiral Resonator(CBASR)를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO Using Complimentary Bifilar Archimedean Spiral Resonator(CBASR))

  • 이훈성;윤원상;이경주;한상민;표성민;김영식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.627-634
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    • 2010
  • 본 논문에서는 complimentary bifilar archimedean spiral resonator(CBASR)를 이용하여 저위상 잡음 특성을 갖는 새로운 구조의 전압 제어 발진기를 제안하였다. CBASR은 작은 면적, 저지대역에서 날카로운 스커트 특성과 통과대역에서 낮은 삽입 손실, 큰 결합 계수 값을 나타내며, 이로 인해 높은 Q값을 구현할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 CBASR을 공진 회로로 사용하여 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 개선시켰다. 제안된 전압 제어 발진기의 주파수 조절 범위는 제어 전압 0~5 V에서 2.396~2.502 GHz이며, 출력은 7.5 dBm, 그리고 위상 잡음 특성은 100 kHz offset에서 -119.16~-120.2 dBc/Hz이다.

무선 전력 전송용 고효율 공진기 설계 (Design of a High Efficiency Resonator for Wireless Power Transfer)

  • 장요한;권재순;박재수;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.820-826
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    • 2011
  • 본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 효율 향상 방안을 제시하였다. 공진 코일은 헬리컬과 스파이럴 형태가 결합된 구조를 제안하였으며, 소스와 디바이스 코일은 단일 원형 루프 형태로 설계하였다. 측정 결과, 송수전 코일이 120 mm의 거리로 이격되어 있을 때 헬리컬과 스파이럴 구조를 결합한 공진기는 기존의 헬리컬 구조의 공진기보다 효율이 13 % 향상되는 결과를 보였다. 뿐만 아니라, 크기도 기존 공진기에 비해 33 % 소형화할 수 있었다.

비드와 나선형 공진기를 이용한 전원 노이즈 저감 방안 연구 (Power Noise Suppression Methods Using Bead with Spiral Resonator)

  • 정동호;강희도;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.152-160
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    • 2013
  • 본 연구에서는 동시 스위칭에 의한 잡음 저감을 위하여 일반적으로 사용하는 비드와 더불어 나선형 공진기를 함께 사용하여 보다 향상된 광대역의 잡음 저감 특성을 확보하였다. 비드는 기본체배 주파수 아래 대역인 0.8 GHz 이내에서 효과적으로 잡음이 저감되고, 공진기는 공진기 턴 길이에 반비례한 공진 주파수 이내까지 잡음을 잘 저감할 수 있었다. 이것을 바탕으로 비드와 공진기를 함께 사용하면 각 주파수 영역에서 임피던스가 높은 성분에 의하여 영향을 받아 보다 광대역의 동시 스위칭에 의한 잡음 저감 특성을 얻을 수 있다. 22 nH 비드만을 사용한 경우 1, 2, 3, 그리고 4체배에서 각각 4.8, 2.0, 0, 0.6 dB의 노이즈 저감 특성을 얻었으나, 22 nH의 비드와 3턴 공진기를 함께 사용할 경우 9.5, 8.3, 6.1, 9.9 dB의 광대역에 걸친 잡음 감소 특성을 얻을 수 있었다. 비드가 없는 경우와 비교하여 22 nH 비드를 사용하면 전원단 흔들림이 76 mV에서 56 mV로 감소하고, 비드와 3턴 공진기를 함께 사용하면 34 mV로 감소함을 볼 수 있다. 즉, 비드와 공진기를 동시에 사용함으로써 보다 광대역의 동시 스위칭에 의한 잡음 저감 특성을 확보함을 보였다.

스파이럴 공진기와 CSRR을 이용한 삼중 대역 저지 특성을 갖는 UWB 안테나 (UWB Antenna with Triple Band-Notched Characteristics Using the Spiral Resonator and the CSRR)

  • 김장렬;이승우;김남;이상민;오병철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권11호
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    • pp.1078-1091
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    • 2011
  • 본 논문은 스파이럴 공진기(spiral resonators)와 CSRR(Complementary Split Ring Resonator)를 이용하여 삼중 대역 저지 특성을 갖는 UWB 안테나를 두 가지 타입으로 제안하였다. 제안된 안테나의 대역 저지 특성 분석을 위해 스파이럴 공진기와 CSRR의 구조 및 등가 회로를 통해 해석하였다. 첫 번째 타입의 안테나의 측정 결과는 1.16~12 GHz에서 VSWR<2 이하를 만족하였고, 3.3~3.85 GHz, 5.15~6.1 GHz, 8.025~8.5 GHz에서 대역 저지 특성이 나타났다. 두 번째 타입 안테나의 측정 결과는 1.79~12 GHz에서 VSWR<2 이하를 만족하였고, 3.3~3.88 GHz, 5.12~5.94 GHz, 8.025~8.51 GHz에서 대역 차단 특성이 나타났다. 측정결과를 통해 제안된 안테나는 노치대역을 제외하고 UWB 전 대역을 만족하였다.

무선 전력 전송용 High-Q 스파이럴 영차 공진기 (High-Q Spiral Zeroth-Order Resonators for Wireless Power Transmission)

  • 박병철;박재현;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.343-354
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    • 2012
  • 본 논문에서는 무선 전력 전송을 위한 다양한 스파이럴 구조의 영자 공진기들을 설계하였다. 메타 물질 전송 선로의 영차 공진은 무한 파장의 특징을 가지기 때문에 공진기의 크기에 상관없이 디자인이 가능한 장점을 가진다. 또한, 무선 전력 전송에서 고효율의 전송 효율을 얻기 위해서는 공진기의 Q-factor와 공진기간의 결합 계수가 커야 한다. 따라서 제안된 영차 공진기들은 영차 공진을 유도하기 위해 스파이럴 형태의 인덕터와 집중 캐패시터 소자를 사용하였고, parametric study와 R, L, C 회로 분석을 통해 높은 Q-factor를 얻기 위한 최적의 디자인을 찾고자 하였다. 최적화된 공진기들은 기존의 스파이럴 공진기와 모의 실험을 통해 비교되었으며, 최적화된 공진기들 중 제작된 공진기의 크기는 $20cm{\times}20cm{\times}8cm$($0.009{\lambda}_0{\times}0.009{\lambda}_0{\times}0.004{\lambda}_0$)이고, 13.56 MHz 대역의 주파수와 40 cm 거리에서 80 %의 전송 효율이 측정되었다.