Global Navigation Satellite Service를 위한 EBG 구조체 설계 및 제작 연구 :

장영진

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자료유형: 학위논문

저자정보: 장영진 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 김성권

발행연도: 2015

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이용수2

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

Global Navigation Satellite Service를 위한 EBG 구조체 설계 및 제작 연구

장영진 미디어IT공학과 2015.01 학위논문

2014

Global Navigation Satellite Service 를 위한 EBG 구조체 제작

장영진 , 정기현 , 조승일 외 3명 한국위성정보통신학회논문지 2014.01 학술저널

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최근 항법위성에 의해 수신기가 동작하는 GNSS (Global Navigation Satellite Service) 시스템 이용이 급증하고 있다. GNSS 시스템에서 위치정보를 획득하는 주파수 생성부는 외부 노이즈에 영향을 받지 않는 안정적인 동작이 필요하다. 그런데, GNSS 시스템 수신부의 다층 PCB 구조에서 노이즈로 인해 SSN (Simultaneous Switching Noise) 발생, 신호 및 전원 무결성, 전자파 장애 EMI (Electro Magnetic Interference) 문제가 발생하는데 이런 이유로 시스템의 오동작, 부품의 성능저하 및 고장, Board 전반의 수명 단축의 문제점이 발생한다.
따라서, 본 논문에서는 GNSS 주파수 대역에서 수신부의 전원 안정화를 위하여, PCB (Printed Circuit Board) 내층에 삽입될 EBG (Electromagnetic Band Gap) 구조체 설계 및 제작을 연구 목표로 하였다.
GNSS 시스템에서 노이즈에 대한 영향을 최소화시키기 위해 저지대역폭을 산출하여, 해당 주파수에서 노이즈의 영향이 최소화되는 EBG 단위구조 설계를 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 설계하였으며, PCB를 직접 제작하였다.
제작된 EBG 구조체에서 관심 저지대역폭 주파수는 GNSS와 이동통신 관련 주파수를 포함하는 1.55GHz에서 1.81GHz이었으며, 측정 결과 사용 주파수 대역에서 삽입손실 S21이 약 ?50dB 이하, 대역폭은 0.4GHz로 측정되었다. 또한 관심 저지대역주파수에서의 표면 전류 분포 해석을 비교하여 EMI (Electromagnetic Interference) 측면에서도 효과가 있음을 확인하였다.
본 연구결과는, 향후 GNSS 시스템 수신부의 PCB 회로 설계의 PDN (Power Delivery Network)구조의 안정화 향상 및 EMI 대책에 효과적일 것으로 기대된다.

I. 서 론 = 1
1. 연구배경 및 목적 = 1
II. GNSS를 위한 전원안정화 연구 = 3
1. GNSS (Global Navigation Satellite Service) = 3
2. PCB (Printed Circuit Board) = 9
3. SSN (Simultaneous Switching Noise) = 12
4. PCB 상에서의 표면파 (Surface wave) = 18
5. 전원안정화를 위한 기존의 연구 = 18
6. EBG (Electromagnetic Band Gap) = 24
III. 전원안정화(Power Integrity)를 고려한 EBG 구조체 설계 = 41
1. 제안된 EBG 구조체 = 41
2. 시뮬레이션 및 측정 결과 = 46
IV. 결 론 = 54
참고문헌 = 55
영문초록(Abstract) = 57
감사의 글 = 59

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