다층형 결합 선로를 이용한 반송파 복원 회로 설계 제작

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.10

본 논문에서는 다층형 결합 선로를 이용한 PSK 반송파 신호 복원 회로를 해석하고 설계 제작한다. 다층형 결합 선로 구조의 coupled line으로 구성되는 반송파 복원 6단자 소자는 다층형 구조를 가지며, 수신 전처리부의 6 단자 위상 상관기 구조와 동일한 구조를 갖는 일원화된 수신 구조 구현이 가능하다. 아울러 다층 결합 선로 6 단자 위상 상관기를 이용한 RML 기반 다중 모드 동기 복조형 반송파 신호 복원이 가능한 다층형 결합 선로 반송파 복원 회로 구조를 제안한다. 설계 제작된 다층형 결합 선로 구조 반송파 복원회로에 의한 직교 위상편이 방식 신호의 반송파 신호는 일정한 위상값과 반사 소자에 의해 발생되는 ${\pm}3o$ 이내인 위상차를 갖는 양호한 PSK 반송파 신호 특성을 나타내었다. The PSK carrier signal recovery circuit using multi-layer coupled line was analyzed and designed. The fabricated carrier recovery 6 port element with multi-layer coupled line structure gets the simple architecture. It is possible to implement the carrier signal recovery circuit of the same structure with the multi-layer six port phase correlator of the direct receiver front-end. Based on the analysis of RML carrier recovery circuit using the multi-layer coupled line 6-port phase correlator, the multi-layer coupled line carrier signal recovery structure for multi-mode coherent demodulation was proposed. The fabricated multi-layer coupled line carrier signal recovery circuit for quadrature phase shift-keying shows a good carrier signal characteristic with a constant phase and phase error below ${\pm}3o$.

다층형 결합 선로를 이용한 반송파복원기와 위상 변위기를 갖는 6-단자 직접 변환 수신 전처리부

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.11

본 논문에서는 다층형 결합 선로를 이용한 6-단자 위상 상관기와 동일한 구조를 갖는 반송파 복원기 그리고 위상 변위기를 갖는 일원화된 6-단자 직접변환 수신 전처리부를 설계 제작한다. 전력 분배기와 하이브리드 결합기로 구성되는 6-단자 소자는 다층형 결합 선로 구조로 이루어지며, 수신부 위상 상관기와 반송파 복원기 그리고 위상 변위기의 기본 구조 요소로 작용한다. 다층형 결합 선로 구조로 구성되는 일원화된 수신 전처리부는 구성이 간단하고 집적화가 용이하다. 설계 제작된 다층형 결합 구조 6-단자 수신 전처리부는 일정한 반송파 신호를 재생하고, PSK 전송 신호를 복원한다. The six-port direct conversion receiver front-end that is comprised of a carrier recovery and a phase shifter, which gets the same structure with six-port phase correlator using the multi-layer coupled line, was designed and fabricated in this paper. The six-port element that is comprised of the power divider and the hybrid coupler is designed by multi-layer coupled line structure. The multi-coupled structure is utilized as the basic structure in receiver phase correlator, carrier recovery circuit and phase shifter. The receiver front-end with the same multi-layer coupled line structure for the receiver elements shows the simple structure and no difficulty in integration. The fabricated multi-layer coupled six-port receiver front-end re-generates the carrier signal with a constant phase and demodulates the PSK transmission signal.

대역폭이 향상된 Six-port 위상 상관기 설계 및 성능 분석

김영완,유재두,Kim, Young-Wan,Yu, Jae-Du 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.3

Six-port 위상 상관기는 한 개의 power divider 와 세 개의 hybrid coupler로 구성되어 진다. 본 논문에서는 광대역 특성을 갖는 three-arm branch $90^{\circ}$ hybrid coupler를 사용한 six-port 위상 상관기를 ADS2003A을 사용하여 중심 주파수 11.85 GHz에서 설계하여 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다. 모의 실험결과 three-arm branch $90^{\circ}$ hybrid coupler를 이용한 six-port 위상 상관기의 대역폭은 약 1.5GHz$(10.8{\sim}12.3)$로 기존의 $90^{\circ}$ hybrid branch-line coupler를 이용한 six-port 위상 상관기보다 약 5배 정도의 광대역 특성을 보였다. Six-port 위상 상관기의 port간 위상 오차는 $5^{\circ}$ 이하로 양호한 특성을 보였으며, 모의 실험한 결과를 바탕으로 six-port 위상 상관기의 실질적인 성능을 비교 검증하기 위하여 six-port 위상 상관기를 제작하고 성능을 측정하였다. 측정된 six-port 위상 상관기의 특성은 시뮬레이션 데이터와 거의 일치하였다. The six-port correlator is comprised of a power divider and three hybrid couplers. In this paper, the six-port phase correlator using three-arm branch $90^{\circ}$ hybrid coupler were designed with the center frequency of 11.85 GHz. The performances for the six-port phase correlator was analyzed by using ADS2003A tool. Three-arm six-port phase correlator provides more wide dynamic frequency range than that of six-port using the conventional hybrid coupler in range of circa five times, which is range of 10.8 to 12.3GHz (1.5 GHz). The phase errors among the output ports of the six-port phase correlator are below $5^{\circ}$. The six-port Phase correlator was fabricated to evaluate the Performance of the proposed six-port phase correlator. The measured performance of the six-port phase correlator shows the good accordance with the simulation data.

차세대 VSAT 위성통신시스템의 위상잡음 스펙트럼 분포 해석

김영완,Kim, Young-wan 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.10

본 논문에서는 차세대 위성통신 규격인 DVB-RCS2 기반 VSAT 단말 시스템의 송수신부 위상잡음 스펙트럼 분포 특성을 분석한다. VSAT 순방향 링크는 DVB-S2 ACM 기반 APSK 고차 전송모드를 사용하며, 역방향 링크는 DVB-RCS2 기반 PSK 및 QAM 계열의 고차 전송 모드를 사용한다. 고차 전송 모드를 사용함에 따라 위상잡음에 의한 영향이 나타나며, 위성전송시스템 신호발생부의 위상잡음 특성에 따라 전송 성능의 열화가 지배적으로 나타난다. 위성전송 환경에 따라 가변적으로 전송 데이터 율와 전송 모드를 가변하는 전송방식을 고려하여 요구 위상잡음 특성을 분석하고 차세대 VSAT 전송 파라미터를 수용하는 전송시스템 신호발생부의 위상잡음 특성을 제시한다. Phase noise spectrum distributions of signal generators for next-generation VSAT satellite system based on DVB-RCS2 were analyzed in this paper. The forward link of VSAT system utilizes the APSK higher-order modulation methods based on the DVB-S2 ACM, the modulation methods of the return link utilizes the higher-order PSK and QAM based on the DVB-RCS2. In digital satellite system using the higher-order modulation techniques, the phase noise have an effect on transmission performance, the transmission performance is dominantly degraded by the phase noise of signal generators in the transmission system. The phase noise spectrum distribution of signal generators are analyzed by considering the ACM conditions that adopts the modulation techniques and data rates due to satellite transmission environment. The proper phase noise spectrum distribution for next-generation VSAT system based on DVB-RCS2 are proposed from the analyzed phase noise spectrum characteristics.

BPSK 모드를 사용하는 원격제어 장치의 위상잡음 스펙트럼 분포 설계

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.8

본 논문에서는 BPSK 변조 방식과 50 kbps 저속 데이터 전송모드를 사용하는 원격제어 장치의 위상잡음 스펙트럼 분포를 설계하고 제시하였다. FSK 전송 방식보다 전송 성능이 우수한 BPSK 방식을 적용할 경우, 위상잡음에 의한 열화가 발생한다. 위상잡음에 의한 열화를 최소화하기 위해서는 요구 위상잡음을 갖는 채널 환경에서 신호를 전송하는 것이 중요하다. 요구 위상잡음 환경에 적합한 채널 환경 및 단말 장치 구현을 위하여 요구 성능을 만족하는 위상잡음 스펙트럼 분포를 설계한다. 위상잡음 설계 파라미터인 감쇠 정수와 잡음 대역폭에 대한 위상잡음 영향도를 해석하고 위상잡음 스펙트럼 분포 설계 파라미터로 적용하였다. IESS-308 위상잡음 특성을 기준으로 위상잡음 영향을 분석하고, 원격제어 장치에 적합한 위상잡음 스펙트럼 분포도와 설계 방법을 제시하였다. The phase noise spectrum distribution for remote controller using the BPSK mode and low data rate of 50 kbps was designed and proposed in this paper. In case of applying the BPSK that transmission performance is superior to FSK method, the performance degradations due to phase noise are generated. To minimize the phase noise effect, it is important to dispatch the digital signal in channel environment with required phase noise characteristics. To provide the terminal design technique and the proper channel environment with required phase noise characteristics, the phase noise spectrum distribution was designed for required phase noise characteristics. By analyzing the phase noise effects for damping factor and noise bandwidth of the carrier recovery circuit, the phase noise spectrum design that consider the damping factor and noise bandwidth was performed. Based on the IESS-308 standards, also, the phase noise effects was analyzed. The phase noise spectrum design techniques and phase noise spectrum that is suitable to remote controller were proposed.

불균질 매질에서 탄성파 모델링

김영완,장성형,윤왕중,Kim, Young-Wan,Jang, Seong-Hyung,Yoon, Wang-Jung 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.6

탄성파 속도는 지층 물성에 따라 다양하게 분포한다. 탄성파 음원 모음도 상에 나타나는 이러한 특성은 균질 매질을 고려한 수치 모델링에서는 정상적으로 모사할 수 없으므로 무작위 불균질 매질을 고려한 수치 모델링이 필요하다. 본 연구에서는 불균질 매질 모델을 설정하고, 가우스 자기상관 함수, 지수 자기상관 함수, 폰 카르만 자기상관 함수를 이용하여 단순 지층 구조에 적용하고 각각의 특성을 살펴보았으며, 이 가운데 폰 카르만 자기상관 함수가 단파장 불균질 속도매질을 잘 표현함을 알 수 있었다. 가스 하이드레이트 수치모델링은 동해 현장자료를 바탕으로 해저면과 모델크기를 결정하였으며, 수치모델링 결과 폰 카르만 자기 상관함수가 불균질 지층구조를 포함하는 가스 하이드레이트 속도모델에서 산란현상을 가장 적절하게 구현함을 알 수 있었다. 또한 동해 탄성파 탐사자료의 탄성파 음원 모음도에서 나타나는 해저면 기인 강진폭 위상역전 반사파(BSR: bottom simulated reflector)와 산란파들이 불균질 수치 모형실험에서 적절하게 구현되었음을 알 수 있었다. The seismic velocity at the formation varies widely with physical properties in the layers. These features on seismic shot gathers are not capable of reproducing normally by numerical modeling of homogeneous medium, so that we need that of random inhomogeneous medium instead. In this study, we conducted Gaussian autocorrelation function (ACF), exponential autocorrelation function and von Karman autocorrelation function for getting inhomogeneous velocity model and applied a simple geological model. According to the results, von Karman autocorrelation function showed short wavelength to the inhomogeneous velocity medium. For numerical modeling for a gas hydrate, we determined a geological model based on field data set gathered in the East sea. The numerical modeling results showed that the von Karman autocorrelation function could properly describe scattering phenomena in the gas hydrate velocity model which contains an inhomogeneous layer. Besides, bottom-simulating-reflectors and scattered waves which appear at seismic shot gather of the field data showed properly in the inhomogeneous numerical modeling.

메타물질 구조 다중대역 6단자 위상상관기 설계 및 제작

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.12

본 논문에서는 메타물질 구조 다중대역 6단자 위상상관기를 설계하고 제작하였다. 이중 주파수 대역에서 신호를 수신 처리할 수 있는 집중소자형 메타물질 구조를 해석하고, 해석된 결과를 기반으로 다중대역 직접변환 수신 전처리기에 적합한 소형화 메타물질 구조 6단자 위상상관기를 제안하고 구현하였다. 다중대역 6단자 위상상관기를 구성하는 저항성 전력 분배기와 메타물질 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기의 산란 계수를 기반으로 동일한 특성을 갖는 6단자 위상상관기 구성 요소를 제작하고 측정하였다. 측정된 메타물질 구조 6단자 위상상관기는 모의실험 결과와 일치하였으며, 이중 주파수 대역에서 -20 dB 이하의 정합과 1 dB 이내의 전달 이득차, 그리고 ${\pm}4.1^{\circ}$ 이하의 전달 위상차 특성으로 양호한 다중대역 6단자 위상상관기 성능을 나타내었다. The multi-band six-port phase correlator using metamaterial was designed and fabricated in this paper. The lumped metamaterial structure that can process the dual-band receiving signal was analyzed. Based on the analyzed results, the small-sized metamatrial six-port phase correlator for multi-band direct conversion method was proposed and fabricated. Also, the resistive power divider and $90^{\circ}$ hybrid coupler that comprises the six-port phase correlator were implemented based on the scattering parameters of metamatrial six-port phase correlator. The measured results of the proposed six-port phase correlator show the good agreement with simulation results. The performance of the six-port phase correlator shows the reflection loss below -20 dB in the dual-band. Also, the proposed six-port phase correlator got a good transmission characteristic within 1 dB gain difference and ${\pm}4.1^{\circ}$ phase imbalance, respectively.

보에 있어서 진동인텐시티에 관한 연구

김영완,박병전,Kim, Young-Wan,Park, Byeong-Jeon 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.5

본 논문은 건축구조체 내에서 진동 에너지의 크기와 흐름을 측정하는 하나의 방법인 진동인텐시티측정법에 관한 내용이다. 진동인텐시티법의 기본적인 원리와 계측이론을 이론적 해석이 명쾌한 1차원 보를 대상으로 하여 이론 및 실험적으로 검토하였다. 또한 징동가속도레벨을 이용한 해석 결과와 비교함으로써 진동인텐시티의 계측가능성을 검토하였다. 그 결과, 근접장의 영향이 무시가능한 조건에서는 진동가속도 분포로부터 구한 계산값과 진동인텐시티법에 의한 측정값이 거의 일치하여, 이러한 류의 진동 계측에 진동인텐시티법이 응용될 가능성이 있음을 알수 있었다. 그러나 반사파의 성분이 많이 존재하는 음장, 특히 근접장에 있어서는 측정신호가능 위상차비가 적어 진동인텐시티를 계측하기 어렵다는 것을 알았다. This paper purposes the measurement method of vibration intensity in building structure which is a method of measuring the intensity and the flow of vibration energy. We derived basic theory and measuring theory for a simple beam, and comparison of the experimental results with calculated results. As a result, according to the calculated value from acceleration distribution and the measurement result from the method of vibration intensity under the condition except near field of measurement zone. The measured results, show that this method is useful for measuring the vibration energy flow in building structure.

A Simplified Blind Decision Method of Modulation Type in impaired AWGN Channel Environment

김영완,Kim, Young-Wan The Korea Institute of Information and Commucation 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.1

본 논문에서는 AWGN 채널 환경에서 likelihood 함수를 사용하여 변조 신호를 구분하는 새로운 구조의 변조 신호 구분 방식을 제안한다. 제안된 방식은 각 변조 신호가 전송된다는 가정하에 likelihood 함수를 사용하지만 기존의 maximum likelihood 방식보다 더 양호한 특성을 갖는다. 기존의 maximum likelihood 방식은 구조의 복잡성과 위상 및 주파수 옵?V을 갖는 채널에서 변조 신호 구분 성능이 열화되는 특성을 갖는다. 제안된 방식은 기존 방식의 impaired 채널 환경에서의 열화 성능을 보완하는 간단한 구조의 blind 변조 구분 성능을 제공한다. 제안된 방식은 위상 및 주파수 옵?V을 갖는 채널 환경에서 기존의 maximum likelihood 방식과 성능을 모의 실험하여 비교 분석 되었다. 제안된 방식의 변조 신호 구분의 정확성은 실험 결과에서 기존 방식보다 더 양호한 성능을 보였으며, 단순한 계산 방식으로 보다 더 간단한 구조를 갖는다. In this paper, a simplified new modulation classification method that utilizes likelihood function for received signal in an impaired AWGN channel environment. The proposed method provides the superior to ML method, although the likelihood under the assumption that each modulated signal is sent utilized. On the other hand, the ML method gets the performance characteristics of high computational complexity and weakness to channel impairment such as phase offsets and frequency offsets. The proposed method has lower computational complexity than that of the ML method. Moreover, the proposed method is robust to the channel impairment such as phase offsets and frequency offsets. The correct classification probabilities of the proposed method and the ML method are given for an AWGN channel with phase offsets and frequency offsets, which were simulated with extensive Monte-Carlo simulation. As shown in simulation resole, a more accurate classification performance both in phase offset environment and in frequency offset can be achieved with the low computational complexity of the proposed method.

국내 해상 DGPS 기준국의 서비스 영역 측정 및 분석

김영완,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.6

본 논문에서는 계절별 국내 해상 DGPS 기준국 신호의 전파 특성을 측정하고 기후 및 계절에 따른 서비스 영역을 분석한다. 해상 DGPS 기준국을 중심으로 내륙 서비스 영역에서 수신 신호의 전계 강도와 신호대 잡음비를 측정 분석한다. 산악지형과 대지 도전율이 낮은 안테나 사이트를 갖는 기준국을 제외한 해상 DGPS 기준국의 내륙 서비스 영역은 서비스 영역 대비 68 %이상의 양호한 서비스 영역을 제공하고 있다. 계절에 따른 안정된 서비스 영역을 갖기 위해서는 양호한 대지 도전율을 갖는 안테나 사이트와 보다 높은 안테나 효율을 갖는 해상 DGPS 기준국 설치 및 운영이 필요하다. 아울러 내륙 기준국과의 이중 서비스 영역 제공으로 전파 경로상의 장애물로 인한 불안정한 서비스 영역을 해소할 수 있다. Based on the radio wave measurement of korean ocean-based DGPS by season, in this paper, the service coverages of ocean-based DGPS reference stations were analyzed according to the climate and season. The signal strengths and signal-to-noise ratios in the land service areas that are provided by ocean-based DGPS reference stations were measured. The ocean-based DGPS reference station except reference stations on the mountainous terrain and the low ground conductivity provide more than 68% service area in comparison with the designed land service coverage providing by the ocean-based DGPS reference stations. To provide the designed service area that is unrelated to a season, it is necessary to install and operate the DGPS reference station with good ground conductivity and high efficiency antenna. Also, the poor service regions which is generated by obstacles of electric wave on pathway can be resolved by the double service area providing by land-based DGPS reference stations.