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최순신,김준일,지용,Choi, Soon-Shin,Kim, Joon-Il,Jee, Yong 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.42 No.11
본 논문에서는 광대역에서 동작하는 대역폭 조절 패치를 갖는 CPW 급전 사각 슬롯 안테나를 제시하였다. 안테나 설계 방법으로서 구조적 변수인 사각 슬롯의 가로폭 및 세로폭을 이용하여 반파장 다이폴 안테나 특성을 보이는 낮은 공진 주파수와 높은 공진 주파수 영역을 설정하였고, 대역폭 조절 패치를 이용한 $50{\Omega}$ 임피던스 정합 조절 과정을 통하여 $20GHz\~33GHz$ 영역에서 동작하는 $50\%$ VSWR=2 임피던스 대역폭을 지닌 안테나 구조를 제시하였다. 안테나 사각 슬롯의 가로폭을 4.6mm로, 세로폭을 3.5mm로, 비율이 $70\%$정도인 안테나 구조에서 중간 주파수 26GHz, 대역폭 $20GHz\~33GHz$의 측정 결과를 나타냈다. 이 결과는 의료용 안테나가 대역폭 조절 패치를 이용할 때 단순한 사각 슬롯 안테나의 구조로 구현됨을 보여 주었다 This paper presents the structure of a broadband coplanar waveguide(CPW) fed square slot antenna with a impedance bandwidth tuning patch. The designing method of the antenna suggests that two resonant frequencies are excited as a dual-frequency dipole antenna following the dimensions of the square slot. In other words, the lower resonant frequency mainly depends on the slot width and the higher one its length. A CPW fed square slot antenna with a impedance tuning patch was measured to $20GHz^\~33GHz$, $50\%$, VSWR=2 impedance bandwidth by adjusting the dimensions of the tuning patch when the slot length had $70\%$ of its width. This result shows that a medical CPW fed antenna is easily implemented with a simple square slot structure including a bandwidth tuning patch in the center.
김준일,최순신,지용,Kim, Joon-Il,Choi, Soon-Shin,Jee, Yong 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.42 No.8
The design method for a dual frequency antenna using CPW feed lines is presented. The antenna structures can be simplified by CPW feed lines and easily designed on integrated circuits. The presented antenna has two resonant frequency ranges and each respective resonant frequency is determined by its own length of monopole antenna. We used an impedance matching method by using a monopole coupling related to the ground of CPW feed lines As a result, the resonant frequencies were 5.25[GHz] and 23.5[GHz] and their bandwidths $35.2\%,\;and\;41.3\%$, respectively, and also, the separation of the two frequencies $370\;%$. We presented an analytical designing method to implement a dual frequency monopole antenna and showed simple antenna structures having two frequency ranges for RFIC Integrations. 본 논문은 새로운 형태의 코프래너 급전형 이중 주파수 안테나 구조로서 단순한 두 개의 모노폴 안테나를 접합시켜 구성한 이중 주파수 모노폴 안테나를 제시한다. 각 공진 주파수는 각각의 모노폴 길이에 의해 결정되며 보다 긴 길이의 모노폴이 첫 번째 낮은 주파수의 공진 모드를, 짧은 길이의 모노폴이 두 번째 높은 주파수의 공진 모드를 형성한다. 임피던스 정합을 일으키는 방법은 CPW 공급선로를 이루는 접지 평면과 모노폴 사이의 간격에 의한 기생적인 신호결합 효과를 이용하였다 시뮬레이션을 통하여 설계된 안테나의 규격을 따라 제작된 안테나는 두 개의 공진 주파수가 약 6.25[GHz]와 23.5[GHz]에서 일어났으며, 두 주파수 사이의 간격이 $370\;%$ 이상인 이중 주파수 모노폴 안테나였으며 VSWR=2 임피던스 대역폭은 각각 $35.2\%,\;41.3\%$로 나타났다. 제안된 안테나 구조은 단순한 모노폴 안테나 구조들을 결합하여 넓게 떨어진 두 주파수 대역에서 동작하게 하며 RF 집적회로를 위한 안테나 구성을 가능하게 하였다.
Radio Frequency 회로 모듈 BGA(Ball Grid Array) 패키지
김동영,정태호,최순신,지용,Kim, Dong-Young,Jung, Tae-Ho,Choi, Soon-Shin,Jee, Yong 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.37 No.1
We presented a BGA(Ball Grid Array) package for RF circuit modules and extracted its electrical parameters. As the frequency of RF system devices increases, the effect of its electrical parasitics in the wireless communication system requires new structure of RF circuit modules because of its needs to be considered of electrical performance for minimization and module mobility. RF circuit modules with BGA packages can provide some advantages such as minimization, shorter circuit routing, and noise improvement by reducing electrical noise affected to analog and digital mixed circuits, etc. We constructed a BGA package of ITS(Intelligent Transportation System) RF module and measured electrical parameters with a TDR(Time Domain Reflectometry) equipment and compared its electrical parasitic parameters with PCB RF circuits. With a BGA substrate of 3${\times}$3 input and output terminals, we have found that self capacitance of BGA solder ball is 68.6fF, and self inductance 146pH, whose values were reduced to 34% and 47% of the value of QFP package structure. S11 parameter measurement with a HP4396B Network Analyzer showed the resonance frequency of 1.55GHz and the loss of 0.26dB. Routing length of the substrate was reduced to 39.8mm. Thus, we may improve electrical performance when we use BGA package structures in the design of RF circuit modules. 본 논문은 RF 호로 모듈을 구현하기 위한 방법으로서 BGA(Ball Grid Array) 패키지 구조를 제시하고 그 전기적 변수를 추출하였다. RF 소자의 동작 주파수가 높아지면서 RF 회로를 구성하는 패키지의 전지적 기생 성분들은 무시할 수 없을 정도로 동작회로에 영향을 끼친다. 또한 소형화 이동성을 요구하는 무선 통신 시스템은 그 전기적 특성을 만족시킬 수 있도록 새로운 RF 회로 모듈 구조를 요구한다. RF 회로 모듈 BGA 패키지 구조는 회로 동작의 고속화, 소형화, 짧은 회로 배선 길이, 아날로그와 디지탈 혼성 회로에서 흔히 발생하는 전기적 기생 성분에 의한 잡음 개선등 기존의 구조에 비해 많은 장점을 제공한다. 부품 실장 공정 과정에서도 BGA 패키지 구조는 드릴링을 이용한 구멍 관통 홀 제작이 아닌 순수한 표면 실장 공정만으로 제작될 수 있는 장점을 제시한다. 본 실험은 224MHz에서 동작하는 ITS(Intelligent Transportation System) RF 모튤을 BGA 패키지 구조로 설계 제작하였으며, HP5475A TDR(Time Domain Reflectometry) 장비를 이용하여 3${\times}$3 입${\cdot}$출력단자 구조을 갖는 RF 모튤 BGA 패키지의 전기적 파라메타의 기생성분을 측정하였다. 그 결과 BGA 공납의 자체 캐패시턴스는 68.6fF, 자체 인덕턴스는 1.53nH로써 QFP 패키지 구조의 자체 캐패시턴스 200fF와 자체 인덕턴스 3.24nH와 비교할 때 각각 34%, 47%의 값에 지나지 않음을 볼 수 있었다. HP4396B Network Analyzer의 S11 파라메타 측정에서도 1.55GHz 근방에서 0.26dB의 손실을 보여주어 계산치와 일치함을 보여 주었다. BGA 패키지를 위한 배선 길이도 0.78mm로 짧아져서 RF 회로 모튤을 소형화시킬 수 있었으며, 이는 RF 회로 모듈 구성에서 BGA 패키지 구조를 사용하면 전기적 특성을 개선시킬 수 있음을 보여준 것이다.