인버터 이미턴스의 주파수 의존성을 고려한 대역통과 여파기의 설계

황희용,윤상원,장익수,Hwang, Hee-Yong,Yun, Sang-Won,Jang, Ik-Su 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, D Vol.d36 No.6

일반적으로 널리 사용되는 인버터들은 주파수 의존적 특성을 갖는다. 본 논문에서는 인버터의 주파수의존성을 인버터의 자체(실수부)에 대한 주파수 의존성과 인버터 이미턴스(허수부)의 주파수 의존성으로 분류하고 인버터 이미턴스의 변화를 인버터로부터 분리하여 가상의 소자화하는 방법을 제시한다. 이를 이용하면 최적화의 과정 없이도 표준적인 설계법의 응용으로 원하는 여파기를 정확히 설계할 수 있다. 통상의 표준적인 설계법과 비교 설계한 결과, 본 논문의 방법을 사용하면 보다 정확한 여파기 설계값을 얻을 수 있음을 알수 있다. An actual inverter, generally, has frequency dependent property. In this paper, the property is considered as the dependencies of an inverter value (real value) it self and its immittance(imaginary part). And a method is given to obtain the equivalent circuit that has indeal inverter and immittance elements from actual inverters. Using this method, BPF's can be designed more exactly than standard design method without optimizing methods.

이중모드 링 공진기를 이용한 Balun-BPF의 설계

정을영,황희용,Jung, Eul-Young,Hwang, Hee-Yong 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.12

본 논문에서는 한 파장 길이의 이중 모드 링형 공진기를 이용하여 대역 통과 여파기와 발룬의 특성을 동시에 만족하는 Balun-BPF를 제안하였다. 링 공진기의 대칭되는 위치에 각 출력단을 위치시킴으로써 불평형 위상 특성을 얻었고, 입출력단 선로간의 임피던스 차를 통해 이중 모드를 형성하였다. 제작된 Balun-BPF는 중심 주파수 2.45 GHz에서 40 MHz 대역폭과 삽입 손실 2.4 dB를 가지며, $181^{\circ}{\sim}184^{\circ}$의 불평형 위상과 1 dB 이내의 불평형 출력차를 나타내었다. 측정된 주파수 특성 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. In this paper, a Balun-BPF with the balun and BPF characteristics is proposed by using dual-mode ring resonator of $1{\lambda}$. We obtained the property of balun with the phase imbalance by symmetrically placing each output of ring resonator. The dual mode has been made by impedance difference between input and output lines. The fabricated Balun-BPF shows bandwidth of 40 MHz and insertion loss of 2.4 dB at a center frequency of 2.45 GHz. It shows the phase imbalance of $180{\sim}184$ degree and the magnitude imbalance of within 1 dB. The measured frequency responses agree well with simulated ones.

저지 대역을 갖는 UWB용 CPW 대역 통과 여파기의 설계

노진원,황희용,No, Jin-Won,Hwang, Hee-Yong 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.7

본 논문에서는 UWB 시스템에 적용하기 위한 CPW 대역 통과 여파기를 제안하였다. 제안된 여파기는 특성 임피던스 $50{\Omega}$을 갖는 전송 선로에 슬롯만을 형성하여 대역 통과 특성을 갖도록 구현하였다. 설계된 대역 통과 여파기는 무선 랜 주파수 대역에서의 협대역 저지 특성을 얻기 위해 CPW 접지면에 두 쌍의 반파장 슬롯 공진기를 이용한 대역 저지 여파기와 결합하였다. 제작된 대역 통과 여파기는 $15.35{\times}13.60mm$의 작은 크기로 주파수 통과 대역은 3-dB 삽입 손실을 기준으로 $2.8{\sim}9.8GHz$이며 $5.15{\sim}5.71GHz$의 협대역 저지 대역을 갖는다. 또한, 군 지연 특성은 저지대역을 제외한 통과 대역 내에서 400 psec 이하를 나타낸다. In this paper, a CPW band-pass filter with a rejection band is proposed for UWB(Ultra-Wideband) communication systems. The proposed filter has a band-pass characteristic of wide-band by inserting only a slot in $50{\Omega}$ transmission line. To obtain the band-rejection function at WLAN frequency band($5.15{\sim}5.725GHz$), the designed filter is combined with folded slot resonators on the ground plane of the CPW structure. The fabricated CPW band-pass filter shows a compact size of $15.35{\times}13.60mm$, a wide passband of 2.8 GHz to 9.8 GHz and the narrow stop-band of 5.15 GHz to 5.71 GHz for 3-dB bandwidth. Also, the measured group delay is less than 400 psec throughout the operation frequency band except the rejection band.

헤어핀 형태의 결합 선로를 이용한 소형화된 링 하이브리드의 설계

이홍섭,황희용,Lee, Hong-Seop,Hwang, Hee-Yong 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.5

본 논문에서는 두 마이크로스트립 라인으로 이루어진 헤어핀 형태의 결합 선로를 이용하여 특성이 개선된 링 하이브리드를 설계하였다. 제안한 구조는 링 하이브리드의 $\lambda/4$ 라인에 헤어핀 형태의 결합 선로를 삽입하여 두 선로가 가까워짐에 따라 선로간의 커플링으로 세 개의 감쇠극이 생겨 넓은 저지대역을 갖는 결합 선로 구조를 이용하여 구성함으로써 링 하이브리드의 크기 감소뿐만 아니라 고조파 제거 특성도 부가하였다. 중심 주파수 2.55 GHz에서 일반적인 링 하이브리드와 특성이 같고 3차 고조파를 포함한 12 GHz까지 -20 dB 이하의 고조파 저지 특성을 가지고 있다. 또한 링 부분의 크기는 기존 링 하이브리드의 1/4 크기로 줄어들었다. 제작된 링 하이브리드의 측정된 주파수 특성 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다. In this paper, the coupled microstrip lines of hairpin type are applied to design a compact microstrip ring hybrid. When the gap decreases, three attenuation poles are created by coupling between the lines. The proposed structure can achieve a significant reduction of size and suppression of the harmonics. And it has the same frequency responses of conventional ring hybrid at 2.55 GHz. The harmonics are suppressed to below -20 dB up to 12 GHz, including the third harmonic. The ring part size of the proposed ring hybrid is reduced to one forth of the conventional ring hybrid. The measured frequency responses agree well with simulated ones.

고조파 제거 특성을 갖는 DGS 형태의 CPW 저역 통과 여파기의 설계

노진원,최경,황희용,No Jin-Won,Choi Kyoung,Hwang Hee-Yong 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.2

본 논문에서는 고조파 제거 특성을 갖는 DGS 형태의 CPW 저역 통과 여파기를 설계하였다. 서로 다른 불요응답 특성을 갖는 2개의 저역 통과 여파기를 설계하고 결합하여 불요 응답을 -15 dB 이하로 줄일 수 있었다. 추가적으로 아령 모양의 DGS를 설계하여 여파기와 결합함으로써 -25 dB 이하의 우수한 불요 응답제거 특성을 얻을 수 있었다. 제작된 여파기는 $17.2mm\times6.8mm$의 작은 크기로, 6 GHz의 차단 주파수를 가지며, 2개의 감쇄극을 갖는 7차의 급격한 감쇄 특성을 나타내었다. 측정된 주파수 특성 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. In this paper, a CPW lowpass filter with the spurious-reduced characteristic is designed by using DGS(Defected Ground Structures). By cascading two lowpass filters with different harmonic characteristics the spurious is reduced below - 15 dB. Additionally by combining a dumbbell shaped DGS to the filter we achieved a satisfactory spurious level of less than -25 dB to above three times cutoff frequency without any repeated passband. The fabricated LPF shows a compact size of $17.2mm{\times}6.8mm$, a cutoff frequency of 6 GHz, and a sharp skirt response of 7-order with two notch frequencies. The measured frequency responses agree well with simulated ones.

소형화 및 고조파 특성이 개선된 접힌 구조의 링-하이브리드의 설계

이홍섭,이철희,황희용,Lee Hong-Seop,Lee Chul-Heui,Hwang Hee-Yong 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.9

본 논문에서는 접힌 구조를 이용하여 소형화되고 고조파 특성이 개선된 링-하이브리드를 설계하였다. 제안한 구조는 링-하이브리드의 링 구조를 LPF 특성을 갖는 접힌 구조의 결합 선로를 이용하여 구성함으로써 링의 크기 감소뿐만 아니라 고조파 제거 특성도 부가하였다. 중심 주파수 2.41 GHz에서 일반적인 링-하이브리드와 같은 특성이 같고 3차 고조파를 포함한 11 GHz까지 -20 dB 이하의 저지 특성을 가지고 있다. 또한 링의 크기가 기존의 1/4 크기로 줄어들었다. 제작된 링-하이브리드의 측정된 주파수 특성 결과는 회로 및 EM 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다. Folded lines are applied to design a compact microstrip ring hybrid. Using the proposed structure we achieve both significant size reduction and good harmonic suppression with the same results of conventional ring hybrid at 2.41 GHz. Including the third harmonic frequency, up to 11 GHz band harmonics are suppressed to -20 dB. The size of the proposed ring-hybrid is reduced to one forth of the conventional ring hybrid. The measured frequency responses agree well with simulated ones.

향상된 대역 저지 특성을 갖는 보우타이형 광대역 모노폴 안테나

문수덕,최경,황희용,Moon, Soo-Deok,Choi, Kyoung,Hwang, Hee-Yong 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.12

본 논문은 두 개의 대역 저지 반파장 슬롯을 방사체에 삽입하여, 향상된 대역 저지 특성을 갖는 보우타이형 광대역 모노폴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 전자기적으로 급전된 보우타이 형태의 방사 평면과 접지면 사이에 반원 모양의 기생 접지면을 추가한 구조이다. 향상된 대역 저지 특성을 얻기 위하여 두 수평 슬롯간의 결합량을 조절하였다. 측정된 안테나는 $4.96{\sim}5.51GHz$에서 저지 특성을 갖고, $2.7{\sim}6.9GHz$에서 정재파비 2.0 이하를 만족하는 광대역 특성을 나타내었다. 단일 슬롯 사용과 비교하면, 넓은 저지 대역폭과 향상된 스커트 특성을 나타내었다. 측정된 안테나의 방사 패턴은 이상적인 모노폴 안테나와 유사한 특성을 가지며, 저지 대역에서의 안테나 이득은 다른 동작 주파수에 비해 x-z 평면을 기준으로 $5{\sim}10dB$ 이상 감소되었다. This paper proposes a wideband monopole antenna with improved band rejection characteristics by inserting two band notch slots with half wavelength in radiator. The designed antenna is composed of bow-tie patch fed electromagnetically with parasitic ground patch of a semicircular shape. We obtained band rejection filter-like characteristics by controlling coupling amounts between two horizontal resonance slots. Using this technique, we achieved the broad rejection bandwidth and improved skirt characteristics compared with only one notch slot. The measured bandwidth is from 2.7 GHz to 6.9 GHz for VSWR below 2.0 except the limited band of $4.96{\sim}5.51GHz$. This antenna shows a similar radiation pattern of the ideal monopole and the radiation gain reduction is more than $5{\sim}10dB$ on the x-z plane at rejection frequency.

개방 스터브를 갖는 평행 결합 선로의 해석과 브랜치 라인 하이브리드에의 응용

이원균(Won-Kyun Lee),황희용(Hee-Yong Hwang) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.1

본 논문에서는 개방 스터브를 갖는 평행 결합 선로의 해석과 이를 이용하여 고조파 저지 특성을 갖는 소형화된 새로운 브랜치 라인 하이브리드를 제안한다. 먼저, 개방 스터브를 포함한 평행 결합 선로 전체의 Z-파라미터를 유도하였으며, 이는 넓은 저지 대역을 갖는 단위 저역 통과 여파기(LUC)의 특성을 갖는다. 이를 브랜치 라인 하이브리드의 설계에 적용하여, 중심 주파수 1.8 ㎓ 근처에서는 기존 브랜치 라인 하이브리드와 동일한 특성을 가지지만 크기는 약 1/2로 줄이고, 5체배 고조파를 포함한 12 ㎓까지 스퓨리어스 성분을 -20 ㏈ 이하로 저지하는 새로운 브랜치 라인 하이브리드를 설계하였다. In this paper, the exact analysis of the parallel coupled line with open stub and an application to branch-line hybrid are presented. The Z-parameter of the parallel coupled line with an open stub is derived. The structure shows the characteristics as a lowpass filter unit cell(LUC) with wide stop band. Using the characteristics we designed a miniaturized branch-line hybrid with wide harmonic-suppressed band. The size of the new branch-line hybrid is a half of the conventional branch-line hybrid. The frequency response is the same with that of the conventional one near 1.7 ㎓ center frequency. Including the fifth harmonics, up to 12 ㎓ spurious responses are suppressed below to -20 ㏈.

두 개의 링-공진기로 구성된 Balun-BPF의 설계

강성준(Seong-Jun Kang),황희용(Hee-Yong Hwang) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.8

본 논문에서는 평형 출력단간 출력 특성을 향상시키기 위하여 두 개의 링-공진기를 이용한 Balun-BPF의 구조를 제안한다. 기존의 Balun-BPF는 출력 포트의 대칭성 및 선택도의 측면에서 문제를 가지고 있었다. 기존 구조의 문제점을 해결하기 위한 두 개의 링-공진기의 적절한 커플링 위치를 제시한다. 제작된 Balun-BPF는 선택도가 향상되었고, 대칭적인 감쇄극 특성을 보였다. In this paper, we propose a double rings structure to improve the balanced-port characteristics of Balun-Bandpass Filter(Balun-BPF). The conventional Balun-BPF has limitations on output symmetry and skirt steepness. We introduce a double rings structure and the suitable coupling point between the two ring resonators to solve these problems. The fabricated double rings Balun-BPF shows excellent characteristics as a Balun-BPF without the conventional limitations.

인공전송선로를 이용한 결합선로 방향성 결합기

심경섭(Kyung-Sub Sim),황희용(Hee-Yong Hwang) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.11

본 논문에서는 인공전송선로 중 LUC(Low-pass filter Unit Cell) 구조를 이용한 결합선로 방향성 결합기를 제안한다. 일반적인 결합선로 결합기는 λ/4 길이의 전송 선로를 사용하므로 소형화에 한계가 있다. 반면에 제안한 결합기는 90°보다 아주 작은 두 결합선로 사이에 위상 지연선로를 삽입하여 전체적으로 90°보다 작게 결합기를 구현했고, 일반적인 전송선로의 특성을 특정 주파수 내에서 만족하는 인공전송선로를 이용하여 결합기에 위상 지연선로를 구성함으로써 물리적 크기를 감소시켰다. 중심주파수 700 MHz에서 —10 dB의 결합량 특성을 갖는 방향성 결합기를 설계 및 제작, 측정하였다. 측정된 결과는 기존 결합기와 비슷한 성능을 보였다. 반면, 제작한 결합기의 결합선로는 기존 결합기의 약 45% 크기를 가지고 있다. In this paper, a coupled line directional coupler using an LUC(Low-pass filter Unit Cell) of artificial transmission line is presented. The conventional coupled line coupler is limited in length by the λ/4 transmission line while the proposed coupling structure is implemented smaller than 90° by inserting the phase delay line between two coupled line, reduced in physical size by configuring a phase delay line with an LUC having the characteristics of a typical transmission line in a particular frequency. A coupler having —10 dB coupling factor at the center frequency of 700 MHz is designed, fabricated. The measured result agrees well with that of conventional one. The length of the fabricated coupled line coupler has about 45 % in length compared to the conventional one.