윤 태 순
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교과목 개요
본 교과목에서는 마이크로스트립 선로, 웨이브가이드 등과 같은 다양한 초고주 파 선로 상에서 신호들의 전송 특성에 대한 기본 이론을 학습하고 이를 통한 정 합 이론, 고주파 회로의 동작 특성 및 설계 이론을 강의함은 물론, 설계 tool을 활용하여 실제 설계, 제작함으로써 초고주파 전파 특성 및 회로의 동작 이론들 을 이해시킨다. 또한 , 설계 tool을 활용한 고주파 회로 및 소자의 설계 경험을 배양하여 전문 실무 능력을 키우는 한편, 설계된 회로 및 소자의 특성 해석, 제 작 및 특성 측정 실습을 통해 실무 전문 지식과 경험을 배양한다.
교과목 교육 목표
3 - 고주파 수동 및 능동 회로의 이해력 증진
- 고주파 회로 설계 및 제작 능력 배양
- 실험에 사용되는 부품, 장비 및 상용 툴의 동작 이해 및 취급하는 능력 배양 - 제안된 과제의 수행, 보고, 완료를 통해 과제 수행 능력 배양
교과목 수업 방식
이론 강의
- 교재 : D. Pozar, “초고주파 공학” 대영사
(R. Mongia, RF and Microwave Coupled-line Circuits)
실험실습 강의
- Simulation Tool “Ansoft Designer” 사용
과제 제작 및 발표
- FR4 및 Tefron 기판을 사용하여 제작 (에칭, 납땜, ..) - VNA를 이용하여 측정
- 파워 포인트 발표 자료 제출
평가 항목
5
항 목 반영률 비 고
출 석 20% 1회 결석시 1점 감점
실험과제 30% 제안서 및 실험설계 보고서
중간고사 20% 회로 및 설계 이론
기말고사 20% 회로 및 설계 이론
과제발표 및 태도 10% 발표 자료 및 자세, 태도
주별 세부 내용
주 차 세 부 내 용
1 강좌소개
2 전송 선로 이론
3 S-parameter, Smith-Chart의 원리 및 활용
4 고주파 필터 이론
5 고주파 필터 설계 (S/W tool – 마이크로스트립 필터 설계) 6 AutoCad를 이용한 필터 Artwork
7 필터 제작 및 측정
8 필터 결과 발표 및 중간 고사
주별 세부 내용
7
주 차 세 부 내 용
9 고주파 증폭기 이론
10 저잡음 증폭기 이론
11 증폭기 바이어스 설계 (S/W tool을 이용한 바이어스 설계) 12 임피던스 정합 설계 (S/W tool을 이용한 정합 설계) 13 증폭기 회로 설계 (S/W tool을 이용한 증폭기 설계)
14 고주파 증폭기 제작 및 측정
15 과제 발표 및 기말 고사
전파 (Wave)
• [전파법] 제 2조
전파란 인공적 매개물이 없이 공간에 전 파하는 3,000 GHz 보다 낮은 주파수의 전 자파
• 넓은 의미의 전파
무선통신에 사용되는 무선 주파수를 포 함하여 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 우주선 등을 총칭
주파수 (Frequency)
9 주파수(f) : 시간당(second) 얼마나 파동하는가 [Hz = 1/sec]
주기 (T) : 정현파에서 어느 골(마루)에서 다음 골(마루) 까지의 시간, T = 1/f
파장 (Wavelength)
주파수(f) : 시간당(second) 얼마나 파동하는가 [Hz = 1/sec]
주기 (T) : 전자파에서 어느 골(마루)에서 다음 골(마루) 까지의 시간, T = 1/f 파장 (λ) : 전자파에서 어느 골(마루)에서 다음 골(마루) 까지의 거리
] 10 [ 3 ] [
] /
[
8f m Hz
f s m
c ´
@ l =
- 초고주파에서 파장이 갖는 의미 DC에서는 어느 곳에서나 변위(전압)이 동일하나, 고주파는 시간에 따라, 위치에 따라 그 변위가 변하게 된다.
주파수 스펙트럼
11
Decibel [dB]
• dB … 측정값(전압,전력)를 log스케일로 본 값
주파수를 가지는 신호의 성질은 dB 스케일에 정량적으로 비례
• dBm … mW 단위의 전력을 dB 스케일로 나타낸 단위
• dBc … Mixer에서 기준 주파수와 harmonic의 전력비
• dBi … Antenna에서 특정 방향으로의 방사되는 전력비(antenna gain)
dBm : mW를 기준으로 한 전력 측정값 dB : 어떤 측정값을 log스케일로 표현
mW dBm P
V P
dB
log 1 10
log 20 log 10
×
=
×
=
×
=
-20 dBm = 10 uW-10 dBm = 0.1 mW 0 dBm = 1 mW
3 dBm = 2 mW 10 dBm = 10 mW 20 dBm = 100 mW 30 dBm = 1 W
Maxwell’s Equation
13
적분형 관련 공식 미분형
변위 전류 암페어 주회법칙
패러데이의 유도 법칙
전속의 가우스 법칙
자속의 가우스 법칙
Q
S
× d =
ò D S
ò ò
l× = +
S¶ ¶ × d
I t
d D S
l H
ò ò
l× = -
S¶ ¶ × d
d B t S
l E
t
¶ + ¶
=
´
Ñ D
J H
0
=
ò
SB × dS
¶ t - ¶
=
´
Ñ B
E
r
=
× Ñ D
0
=
× Ñ B
Maxwell’s Equation
t
¶ + ¶
=
´
Ñ D
J H
t
¶ - ¶
=
´
Ñ B
E
r
=
× Ñ D
0
=
× Ñ B
전류와 시간에 따른 전속의 변화는 회전하는 자계를 발생시킴
시간에 따른 자속의 변화는 반대방향으로 회전하는 전계를 발생시킴
임의의 폐공간 바깥으로 전속이 발산하고 있다면 폐공간 안에는 전속 크기에 대응하는 전하가 있음
자하를 둘러싼 임의의 폐공간 바깥으로의 자속 발산은 없음
