초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본과제의 목표는 지능형 헬스케어을 위한 인체에 착용할 수 있는 또는 생체 삽입형 무선센서네트워크를 CMOS 반도체 공정에 기반을 둔 소형 저전력 고선형성 무선전력전송 및 송수신단 집적회로의 연구이다.

지능형 헬스케어는 IT, BT, NT 의 기술이 접목된 융합기술로 의료시장에서 많이 필요로 하고 있다. 무선통신을 이용하여 환자의 상태나 질병을 알아낼 수 있으며 치료를 할 수 있다. 또한, 안테나 on-chip 내장화 및 배터리 없는 동작형태로 전체 시스템 사이즈를 줄여 의료진단기기의 소형화를

연구의 목적 및 내용
본과제의 목표는 지능형 헬스케어을 위한 인체에 착용할 수 있는 또는 생체 삽입형 무선센서네트워크를 CMOS 반도체 공정에 기반을 둔 소형 저전력 고선형성 무선전력전송 및 송수신단 집적회로의 연구이다.

지능형 헬스케어는 IT, BT, NT 의 기술이 접목된 융합기술로 의료시장에서 많이 필요로 하고 있다. 무선통신을 이용하여 환자의 상태나 질병을 알아낼 수 있으며 치료를 할 수 있다. 또한, 안테나 on-chip 내장화 및 배터리 없는 동작형태로 전체 시스템 사이즈를 줄여 의료진단기기의 소형화를 가져올 수 있다.

연구결과
1) 저전력 고효율 CMOS 송신단 (전력증폭기) 연구
-고효율 및 고성능 송신단 집적회로를 위한 CMOS 소자의 layout 최적화 분석
-고전력 및 저전력에서의 송신단 성능 개선을 위한 소형화된 출력 구조 개발
-무선센서네트워크의 배터리 수명의 증가를 위한 CMOS 송신단(전력증폭기) 집적회로의 효율 개선
2) 선형성 개선한 고성능 CMOS 송신단 (전력증폭기) 연구
- 무선센서네트워크를 위한 CMOS 송신단 (전력증폭기) 집적회로의 선형성 성능개선을 위해 변압기 구조를 최적화 및 고주파 성분 제어 구조 제안 및 분석
3) 무선에너지 전송을 위한 DC-AC 변환 회로 (class-E 증폭기) 연구
-고효율로 DC-AC를 변환할 수 있는 Class-E 형태의 스위칭증폭기에 대한 연구 및 분석
4) 송수신 안테나 연구/무선전력 전송을 위한 interface 연구
-고효율로 AC 전력을 전달할 수 있는 코일형 무선전력전송 구조 연구

연구결과의 활용계획
현재 집적회로는 CMOS 를 통해서 대부분 이루어지고 있으며 CMOS 송수신단 회로의 핵심요소인 전력증폭기에 대한 연구가 중요하다. 전력증폭기는 전체 시스템에서 전력소모가 가장 많은 부분으로 고효율 동작 시 배터리 수명을 늘릴 수 있어 충전 주기를 늦출 수 있다. 또한 선형적으로 동작하는 출력전력을 증가시키면 보다 먼 거리까지 신호가 전달이 되어 통신 거리를 늘릴 수 있다. 본 연구결과를 통해 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 멀티모드 동작이 가능한 전력증폭기를 개발 하였다. 또한 보다 높은 전력에서 선형적으로 동작할 수 있는 2GHz 대역과 5GHz 대역에서 동시에 동작하는 증폭기의 개발을 위해 출력변압기의 최적화 그리고 harmonic control 에 대한 연구를 진행하였다. 따라서 이를 활용하여 배터리 수명을 늘릴 수 있는 최소형 고효율 증폭기의 구현 및 고성능 동작이 가능하므로 이를 활용할 수 있다.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
The goal of the research is to study on a miniaturized low power wireless power transmission and transceiver integrated circuit for wireless sensor or intelligent healthcare, which is implemented in CMOS process.
Intelligent healthcare is a converged technology with IT, BT, an

Purpose&contents
The goal of the research is to study on a miniaturized low power wireless power transmission and transceiver integrated circuit for wireless sensor or intelligent healthcare, which is implemented in CMOS process.
Intelligent healthcare is a converged technology with IT, BT, and NT and is required for medical markets. Using wireless communications, diseases of patients and their condition can be founded. Miniaturized batteryless on-chip solutions can result in the decreased size of medical equipments.

Result
1) Study on low power high efficiency transmitter (power amplifier)
- Analysis on layout optimization for high efficiency and high performance integrated circuit
- Development of smaller transmitter output structure for performance improvement on both high power and low power operations
- Efficiency improvement for integrated CMOS transmitter (power amplifier) to increase battery lifetime of wireless sensor network
2) Study on high performance linear CMOS transmitter (power amplifier)
- Transformer optimization and harmonic trap implementation to improve linearity performance of CMOS transceiver in wireless sensor network
3) Study on DC-AC conversion circuit (class-E amplifier) for wireless energy transfer
- Research on Class-E type switching amplifier for high efficiency DC-AC conversion
4) Study on transceiver antenna / Study on interface of wireless power transfer
- Study on coil type wireless power transfer structure for high efficiency AC power transmission

Expected Contribution
Recently, most integrated circuit have been implemented using CMOS technology.
Research on power amplifier, which is the most critical functional block in CMOS transceiver, is very important. Because the power amplifier consumes the most of power in total system, battery lifetime can be increased if it operate efficiently.
Also, if the range of the linear output power is increased, the signal can be transmitted in longer distance. To improve battery lifetime, multi-mode power amplifier have been developed by adopting the proposed research work. Also, to operate linearly at high output power and to operate both for 2-GHz and 5-GHz ranges, the study on transformer optimization and harmonic control have been performed. Therefore, from the research results for miniaturized high efficiency and high performance circuit, battery lifetime can be increased with high performance.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20 5. 연구결과의 활용계획 ... 20 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 21 7. 참고문헌 ... 23 8. 연구성과 ... 24 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 26 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 26 11. 기타사항 ... 26끝페이지 ... 26