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일반적인 반도체 기반 가변 커패시터(Varactor) 다이오드는 P-N 접합에서 변형으로 동작하며 특정 주파수 대역에서만 성능이 최적화된다.반면에 강유전체 금속 절연체-금속 커패시터(MIMCAP)은 DC 전압 변화에 따라 커패시턴스가 비선형적으로 변화하는 특성이 있다. 마이크로파 대역에서도 높은 Q-factor(품질 계수)를 유지할 수 있다.이를 활용해 주파수 가변형 안테나(Tunable Antenna), 위상 배열 안테나(Phased Array Antenna), 주파수 변조 회로 등에 적용될 수 있다.또한 강유전체는 고주파에서도 빠르게 응답할 수 있으며, 기존 반도체 기반 RF 스위치보다 낮은 삽입 손실(Insertion Loss)과 높은 절연 특성을 가질 수 있다.특히 강유전체는 전압-의존적 비선형 특성을 활용해 주파수 혼합(Frequency Mixing), 위상 변조(Phase Modulation), 진폭 변조(Amplitude Modulation, AM) 등 다양한 RF 신호 처리에 적용될 수 있다.또한 강유전체의 높은 유전율(High Permittivity) 덕분에, 동일한 크기에서 더 높은 커패시턴스를 제공하여 RF 필터의 크기를 줄일 수 있다, 강유전체는 저소음 증폭기(LNA) 및 다중 대역 필터(Dual-band 또는 Multi-band RF Filter)에 적용된다.또한 일반적인 RF 소자는 높은 전력 소모로 인해 배터리 구동이 어려운 경우가 많지만 강유전체는 낮은 전압에서도 큰 커패시턴스 변화를 제공할 수 있어 에너지 효율적인 RF 시스템의 설계에 적용될 수 있다.강유전체 특성의 중요성을 고려해 이번 회에서는 면적이 서로 다른 MIMCAP 고주파 측정을 통한 아주 얇은 강유전체 비선형성 특성화 방법' 논문을 소개한다. 2024년도 한국전자파학회 하계종합학술대회 논문집 Vol. 12, No. 1 2024. 8. 21~24에 게재됐다.◇ 마이크로파(Microwave) 대역에서 강유전체의 비선형 특성에 대한 관심 증가강유전체(Ferroelectri
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글로벌 시장조사 기업 리서치앤마켓(ResearchAndMarkets)에 따르면 2026년 5G 극고주파(mmWave, 밀리미터파) 칩셋 시장 규모가 $US 563억달러로 성장할 것으로 전망된다.5G mmWave BP(Baseband Processor)는 모바일 디바이스에 의한 수요 확대로 2026년까지 약 3억8000개의 설치기반을 갖출 것으로 예상된다.24 GHz ~ 39 GHz 주파수대역(frequency band)은 5G mmWave 칩셋의 최대 시장으로 2026년까지 90% 이상의 시장점유율을 기록할 것으로 전망된다.RF Transceiver와 RF FE는 2026년까지 5G mmWave RFIC 분야에서 각각 104억, 235억달러의 목표 시장에 도달할 것으로 예상된다.mmWave에 대한 운영자의 스몰 셀 배치 밀도를 고려해서 2021년 13만8000개의 스몰 셀이 배치됐다. 2026년까지는 325만개의 스몰 셀이 배치될 것으로 전망된다.또한 2026년까지 5G mmWave 마이크로 셀 시장 규모는 48억달러가 예상된다. 특히 미국에서 주요 5G mmWave 배치가 진행되고 있어 2021년 최대 83%를 차지해 마이크로 셀의 최대 기여자가 될 것으로 추정된다.▲ 리서치앤마켓(ResearchAndMarkets) 홈페이지
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2018-08-26미국 MIT대학에 따르면 잠수함에서 비행기로 이메일을 보낼 수 있는 기술을 개발했다. 현재로선 비행기가 수중에서 보내는 소나(sonar) 신호를 잡을 수 없다.잠수함에서 보내는 신호는 물의 표면에 반사되면서 표면을 통과하기 어렵기 때문이다. 때문에 MIT대학의 과학자들은 물속의 작은 파장도 탐지할 수 있는 초고주파 레이더를 개발했다.현재 잠수함은 소나 파장을 통해 다른 잠수함과 통신을 할 수 있다. 수중에서는 통신이 자유롭지만 공중에 있는 항공기와는 통신이 어려운 실정이다.또한 잠수함은 메시지를 외부로 보내기 위해서 표면으로 부상해야 하는데 위치를 노출시킬 수 있어 위험하다. 따라서 잠수함은 통상적으로 부표를 이용해 소나 신호를 수신하고, 이를 무선신호로 전환하도록 한다.MIT대학의 과학자들은 수영장에서 이러한 아이디어를 테스트한 결과 물속에서 보낸 메시지를 공중에서 수신하는데 성공했다. 하지만 대용량 데이터를 전송하기까지는 기술적 난제가 아직 남아 있다.또한 표면의 파도가 16센티미터(6인치) 이상이면 신호를 감지할 수 없다. 파도가 없거나 표면이 잔잔한 시기에만 활용할 수 있는 기술이다. 그러나 파도를 제외하면 다른 날씨의 영향은 받지 않는다.다른 기술적 제약점은 잠수함은 비행기로 메시지를 보낼 수 있지만, 반대의 경우는 성립하지 않는다. 즉 비행기는 잠수함에게 메시지를 보낼 수 없다는 한계가 존재한다.과학자들은 바다의 파도가 발생하는 '노이즈'를 제거하기 위한 알고리즘을 개발하는 중이다. 미래에는 비행기나 드론(drone)이 바다에 추락한 항공기의 블랙박스(black box)를 찾는데도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.▲MIT대학 전경(출처 : 홈페이지)
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