대역통과 정합회로를 이용한 수중음향변환기의 대역폭 확장

이대재 한국수산과학회 2019 한국수산과학회지 Vol.52 No.6

The range resolution of echo sounders can be improved by enhancing the transducer bandwidth. We designed a bandpass matching network for expanding the bandwidth of a transducer by scaling in both impedance and frequency after transforming a lowpass network into a bandpass configuration for a third-order Bessel filter. We measured the effect of the Bessel matching network for a 50 kHz sandwich type transducer on the transmitting voltage response (TVR), receiving sensitivity (SRT) and figure of merit (FOM), using a chirp echo sounder system. Both the simulation and experimental results indicated that the transducer with a bandpass matching network was capable of producing a symmetrical acoustic output over a wider bandwidth (8.25 kHz) than was the transducer without a matching network (3.75 kHz). By implementing the Bessel matching network, we achieved a 120% bandwidth enhancement.

증가된 대역폭을 갖는 SRR 기반 대역 저지 여파기

우덕제(Duk-Jae Woo),이택경(Taek-Kyung Lee),이재욱(Jae-Wook Lee) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.5

본 논문에서는 split ring resonator(SRR)를 이용한 대역 저지 여파기의 저지 대역을 넓히는 방법을 제안하였다. 광대역 저지 특성을 얻기 위해, 마이크로스트립 전송 선로의 접지면에 위치한 원형의 defected ground structure(DGS) 내부에 SRR을 삽입하였다. DGS 내부에 SRR을 삽입하면 신호선과 SRR 사이의 강한 자기 결합이 일어나며, 그로 인해 넓은 저지 대역을 얻을 수 있다. 제안된 구조의 타당성을 증명하기 위하여 신호선 양옆에 SRR을 위치시킨 대역 저지 여파기와 제안된 대역 저지 여파기를 비교하였다. 제안된 구조가 기존의 구조보다 매우 넓은 저지 대역을 갖는 것을 시뮬레이션 및 제작한 결과로 확인하였다. In this paper, a new method to enhance the stop bandwidth of the compact microstrip bandstop filter based on split ring resonator(SRR) was proposed. To achieve wide stop bandwidth, we incorporated the SRR within the circular etched pattern of the defected ground structure(DGS). By incorporating the SRR within the circular etched pattern, a high magnetic coupling between SRR and signal line can be achieved. The high magnetic coupling enables the proposed structure to achieve a wide stop bandwidth. To verify the feasibility of the proposed structure, the proposed bandstop filter was compared with conventional bandstop filter employing SRRs which have been etched at both sides of the signal line. Simulation and experimental results show that the proposed structure provides an enhanced stop bandwidth compared with the conventional structure.

Bandwidth Enhancement of Single-Layer Microstrip Reflectarrays with Multi-Dipole Elements

Ji Hwan Yoon,Young Joong Yoon 한국전자파학회JEES 2019 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.19 No.2

The gain bandwidth limit of a single-layer microstrip reflectarray is analyzed using multi-dipole elements. By observing the reflection phase characteristics of the multi-dipole elements with different numbers of dipoles, it is shown how the bandwidth can be enhanced by increasing the number of element resonant structures. The fundamental limit of the bandwidth enhancement is then derived by analyzing the coupling between the surface wave and the incident plane wave. It is shown that the surface wave can be excited even with the plane wave of normal incidence on the reflectarray and that the excitation frequency of the surface wave is dominated by array parameters and is almost independent of the number of resonant structures. The degradation of the element reflection characteristics caused by the surface wave, which limits the reflectarray bandwidth, is investigated. By comparing the radiation characteristics of three reflectarrays with three-, five-, and seven-dipole element, respectively, the analysis of the bandwidth enhancement and its limit is verified. The measured 1-㏈ gain bandwidth of the three-dipole element reflectarray is 25.12%, and the bandwidth is enhanced to 33.52% with the five-dipole element. However, because of the surface wave, no further bandwidth enhancement is achieved when the seven-dipole element is used, as predicted.

병렬 스터브를 이용한 개구면 결합 마이크로스트립 패치 안테나의 대역폭 확장

구환모(Hwan-Mo Koo),윤영민(Young-Min Yoon),김부균(Boo-Gyoun Kim) 大韓電子工學會 2012 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.49 No.2

An impedance bandwidth enhancement method of an aperture coupled microstrip patch antenna (ACMPA) using a shunt stub is investigated. The conventional ACMPA with a H-shaped coupling aperture is designed and the electrical parameters for the equivalent circuit of the designed conventional ACMPA are extracted. A method for the enhancement of the impedance bandwidth of the ACMPA using a tuning stub connected in shunt with the feed line is presented. The -10 ㏈ return loss impedance bandwidth of the ACMPA with a shunt stub is increased up to about 14 %. The maximum impedance bandwidth of the corresponding ACMPA without a shunt stub is 5.4 %. The increase of the impedance bandwidth of the ACMPA with a shunt stub compared to that of the corresponding ACMPA without a shunt stub is about 160 %.

대역폭 특성이 개선된 평행 결합 선로 필터의 소형화 기법

명성식,육종관,Myoung, Seong-Sik,Yook, Jong-Gwan 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문은 기존에 제시된 집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 평행 결합 선로 필터의 소형화 기법이 갖는 대역폭 감소 문제를 해결하는 기법을 제안하였다. 평행 결합 선로 필터는 그 설계 및 제작이 쉬워 RF(Radio Frequency) 필터로 많은 응용이 이루어지고 있다. 이러한 평행 결합 선로 필터에 대하여 기존에 제시된 집중 소자 캐패시터와 접지를 이용한 소형화 기법은 적은 수의 캐패시터만을 이용하여 필터를 소형화할 수 있으며, 더불어 고조파 특성의 개선 및 스컷 특성의 개선 등의 부가적인 장점이 있는 기법이나 제시된 기법을 이용하여 필터를 소형화할 경우 대역폭이 감소한다는 문제점을 가지고 있었다. 본 논문에서는 이러한 대역폭의 감소를 필터를 구성하는 각 단의 평행 결합 선로의 군지연 변화를 계산하여 대역폭의 감소의 정도를 유추하고, 역으로 대역폭이 감소하는 만큼 사전에 필터의 대역폭을 크게 설계함으로 소형화로 인한 대역폭의 감소를 해결하는 방법을 제시하였다. 제안된 기법에 대한 검증을 위해 테프론(${\varepsilon}_r=2.2$) 기판을 사용하여 무선 랜 대역인 5.2 GHz대역의 FBW(Fractional Band Width) 10%의 필터를, 제안한 기법을 적용하여 공진기의 길이를 ${\lambda}/4$로 줄인 헤어핀 형태로 제작 및 측정하여 제안된 기법의 타당성을 확인하였다. This paper proposes a new miniaturization method for a parallel coupled line filter with enhanced bandwidth characteristics. A previous method incorporated several advantages, such as size reduction through the use of only a small number of capacitors, in addition to grounding, suppression of harmonic characteristics, and improved skirt characteristics for the parallel coupled line filter, which is conventional in the field of RE filters due to its design and fabrication simplicity. However, the previous method also has disadvantages related to the bandwidth shrinkage of the miniaturized filters. In this paper, the amount of bandwidth shrinkage is analyzed in terms of the relationship between the loaded Q(quality factor) and the group delay of a resonator. Moreover, the reduction in the bandwidth is solved by a design with new design equations. To show the validity of the proposed method, a hairpin filter with a center frequency of 5.2 GHz and an fractional bandwidth(FBW) of 10% was scaled down to half its original dimension by the proposed method with the enhanced bandwidth characteristics. The measured result shows a high level of agreement with theoretical results.

마이너스 군지연 회로를 이용한 아날로그 피드백 증폭기의 대역폭 확장에 관한 연구

최흥재(Heungjae Choi),김영규(Younggyu Kim),심성운(Sungun Shim),정용채(Yongchae Jeong),김철동(Chul Dong Kim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.10

본 논문에서는 마이너스 군지연 회로를 이용하여 아날로그 RF 피드백 증폭기의 선형성 개선 대역폭을 증가시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 피드백 증폭기는 피드백 경로의 전달 시간 오차로 인하여 선형성 개선 대역폭이 제한되며, 그로 인하여 강력한 선형성 개선 효과에도 불구하고 거의 사용되지 않고 있다. 선행 연구를 통해 설계된 마이너스 군지연 회로의 군지연 특성을 응용하여 기존의 피드백 구조의 한계인 군지연 정합 문제를 해결하였다. 제작된 피드백 증폭기에 2-carrier Wideband Code Division Multiple Access(WCDMA) 신호를 인가하여 측정한 결과, WCDMA 기지국 하향 대역의 50 ㎒ 대역 전반에 걸쳐서 15 ㏈ 이상의 선형성 개선 효과를 얻을 수 있었다. 평균 출력 전력이 28 ㏈m일 때 5 ㎒ 이격된 주파수에서 측정된 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR)는 최대 25.1 ㏈ 개선되어 ?53.2 ㏈c로 측정되었다. In this paper, we propose an alternative method to increase the distortion cancellation bandwidth of an analog RF feedback power amplifier by using a negative group delay circuit(NGDC). A limited distortion cancellation bandwidth due to the group delay(GD) mismatch discouraged the use of feedback technique in spite of its powerful linearization performance. With the fabricated NGDC with positive phase slope over frequency, the feedback amplifier of the proposed topology experimentally achieved adjacent channel leakage ratio(ACLR) improvement of 15 ㏈ over 50 ㎒ bandwidth at wideband code division multiple access(WCDMA) downlink band when tested with 2-carrier WCDMA signal. At an average output power of 28 ㏈m, ACLR of 25.1 ㏈ is improved to obtain ?53.2 ㏈c at 5 ㎒ offset.

개구면 결합 급전을 이용한 Inductive Loaded 마이크로스트립 패치 안테나

구환모(Hwan-Mo Koo),윤영민(Young-Min Yoon),김부균(Boo-Gyoun Kim) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.9

개구면 결합 급전 방법을 이용하여 inductive loaded 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하고 병렬 스터브를 이용하여 임피던스 대역폭을 넓히는 방법에 대해 연구하였다. 급전선로에 병렬 스터브를 삽입하여 AIMPA의 임피던스 대역폭을 확장시켰다. 병렬 스터브를 삽입한 AIMPA의 -10 dB 임피던스 대역폭은 5.51 %로 병렬 스터브를 삽입하지 않은 AIMPA의 임피던스 대역폭 2.4 %와 비교하여 대역폭이 약 129.6 % 증가함을 볼 수 있었다. -10 dB 대역폭 내에서 방사 패턴의 전체적인 모양은 크게 변화하지 않음을 확인하였다. An inductive loaded microstrip patch antenna using aperture coupled feeding is designed and an impedance bandwidth enhancement method using a shunt stub is investigated. The -10 dB impedance bandwidth of the AIMPA with a shunt stub is increased up to about 5.51 %. The impedance bandwidth of the corresponding AIMPA without a shunt stub is 2.4 %. The increase of the impedance bandwidth of the AIMPA with a shunt stub is about 129.6 % compared to that of the corresponding AIMPA without a shunt stub.

개구면 폭 변화를 이용한 개구면 결합 마이크로스트립 패치 안테나의 대역폭 확장

김재현(Jae-Hyun Kim),구환모(Hwan-Mo Koo),김부균(Boo-Gyoun Kim) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.1

MMIC와 집적이 가능한 큰 유전상수를 가지는 급전 기판을 사용하는 개구면 결합 마이크로스트립 패치 안테나(ACMPA)의 개구면 폭을 변화시켜 ACMPA의 대역폭을 확장하는 방법에 대하여 연구하였다. 개구면의 폭이 증가할수록 ACMPA의 패치공진과 개구면 공진 사이의 상호 공진 영역이 증가하여 대역폭이 증가하였다. 일반적인 개구면의 길이와 폭의 비(10:1)을 가지는 ACMPA의 대역폭 20.8 %를 개구면 폭 변화를 이용하여 최대 35.3 %까지 확장하였다. 개구면 폭 증가에 의한 방사특성 저하는 매우 작았다. The bandwidth enhancement of an aperture coupled microstrip patch antenna(ACMPA) with a high permittivity feed substrate suitable for the integration with MMIC is investigated using variation of an aperture width. As an aperture width increases, the 10 dB return loss bandwidth increases due to the increase of the mutual resonance region between a patch resonance and an aperture resonance. The bandwidth of an ACMPA with extended aperture width is increased up to 35.3 % from 20.8 % of the ACMPA with an aperture of a typical aspect ratio 10:1. The degradation of the radiation characteristics of an ACMPA due to the increase of an aperture width is very small.

5.8㎓ 대역 무선 LAN용 하이브리드 슬롯 안테나 설계 및 제작

고수미,이권익,김흥수 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.39 No.10

본 논문에서는 충분한 대역폭과 이득을 갖는 5.8㎓ 대역의 무선 LAN용 하이브리드 슬롯 안테나를 설계하고 제작하였다. 설계한 안테나는 유도성 급전 슬롯과 용량성 급전슬롯을 결합한 형태이다. 광대역을 얻기 위하여 유도성 급전 슬롯은 5.,3 ㎓에서 설계하였고,용량성 급전 슬롯은 5.8㎓ 에서 설계하였다. 설계시 주요 파라미터는 슬롯 폭과 CPW의 길이이다. 안테나는 Ensemble 6.0을 사용하여 시뮬레이션 하였으며 시뮬레이션 결과와 실제 제작한 안테나의 특성을 비교하였다. 제작된 하이브리드 슬롯 안테나의 공진 주파수는 5.8 ㎓이고, VSWR<1.5를 기준으로 하여 28%의 대역폭과 5 ㏈i의 이득을 얻었다. E-면과 H-면의 빔폭은 각각 60°와 44°이다. In this paper, a hybrid slot antenna is designed and fabricated for wireless LAN at 5.8㎓ band. The hybrid slot antenna is consisted of the inductively-fed slot and capacitively-fed slot. To obtain wide bandwidth, the inductively-fed slot is designed at 5.3㎓ and the capacitively-fed slot is designed at 5.8㎓ Important parameters in the design are slot width and CPW length. The hybrid slot antenna is simulated by using Ensemble 6.0. The measured results of this antenna are compared with its simulated results. The resonant frequency of fabricated hybrid slot antenna is 5.8㎓, the bandwidth for VSWR<1.5 is 28% and the gain is 5 ㏈i. The 3-㏈ beamwidths in E-plane and H-plane are 60°and 44°, respectively.

임피던스 정합기를 이용한 근접 결합 급전 패치 안테나의 대역폭 확장

곽은혁(Eun-Hyuk Kwak),김부균(Boo-Gyoun Kim) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.2

근접 결합 급전 방식을 이용한 마이크로스트립 패치 안테나의 급전 선로에 임피던스 정합기를 집적하여 대역폭을 확장하는 방법에 대하여 연구하였다. 여러 가지 유전상수와 두께를 가지는 기판을 사용한 근접 결합 급전을 이용한 패치 안테나에 임피던스 정합기를 집적한 경우와 임피던스 정합기를 사용하지 않은 경우의 대역폭과 방사특성을 비교하였다. 임피던스 정합기를 사용한 경우가 사용하지 않은 경우에 비하여 방사특성의 저하 없이 대역폭이 크게 증가함을 볼 수 있었다. Bandwidth enhancement technique for a proximity coupled patch antenna is investigated. The bandwidth and radiation characteristics of a proximity coupled patch antenna with an integrated impedance matching network printed on substrates with various dielectric constants and thicknesses are compared to those of a proximity coupled patch antenna without an impedance matching network. The bandwidth of a proximity coupled patch antenna with an integrated impedance matching network is greatly increased than that of a proximity coupled patch antenna without an impedance matching network without the degradation of radiation characteristics.