Design of Ultra-Wideband Klopfenstein Tapered Balun

클로펜스타인 테이퍼 구조의 초광대역 발룬 설계

본 논문에서는 주파수 무관(frequency independence) 특성을 갖는 자기상보 구조(self-complementary structure)로 된 안테나의 급전선로(feed line)로 사용할 수 있는 초광대역 발룬(ultra-wideband balun)을 제안하였다. 발룬을 설계하기 위해 클로펜스타인 테이퍼(Klopfenstein taper)를 사용하여 임피던스 프로파일(impedance profile)을 구하고 이를 평행 스트립 선로(parallel strip line) 구조로 구현하기 위해 등각사상방법(conformal mapping method)을 이용했다. 설계한 발룬을 직접 제작하여 측정한 결과, 대역폭은 반사손실 -10 dB를 기준으로 할 때 0.45~10.53 GHz까지 10.08 GHz로 나타나, UHF(ultra high frequency) 통신대역에서 UWB(ultra-wideband) 통신대역에 이르기까지 매우 넓은 주파수 범위에서 자기상보형 안테나의 입력 임피던스 $188{\Omega}$을 $50{\Omega}$의 특성 임피던스에 정합시킬 수 있음을 확인하였다.