Abstract
In this paper, the 1/4 wavelength backward-wave directional coupler using coupled lines with finite metallization thickness is described. A mode-matching method, simple and fast approach to the quasi-static analysis, has been used to analyse this structure. The numerical results show that it is possible to overcome the disadvantages of weakly coupling, low directivity, and narrow strip distance non-realizable in the case of 1/4 wavelength backward-wave directional coupler with zero thickness conductor. It is also revealed that thicker metallization causes longer coupler length in the case of backward-wave symmetrical parallel coupled line directional coupler. The finite metallization thickness can be a new parameter for tight coupling in the design of backward-wave directional couplers, which enables us to design more accurate properties of monolithic microwave integrated circuits.
본 논문에서는 유한한 도체 두께를 갖는 결합선로를 이용하여 1/4파장 역방향 방향성 결합기를 설계하였다. 방향성 결합기를 구성하는 유한 도체 두께를 갖는 결합선로를 해석하기 위한 방법으로 간단하고 빠른 수치해석 방법인 모드정합법을 사용하였다. 본 논문의 해석 결과는 도체 두께를 고려한 역방향 방향성 결합기의 설계가, 도체 두께를 고려하지 않고 설계한 경우 기존에 알려졌던 단점들인 약한 결합특성, 낮은 지향성, 그리고 비현실적인 결합선로의 폭을 극복할 수 있음을 보여준다. 또한, 수치해석 결과로부터 l/4파장 역방향 방향성 결합기에서는 도체 두께의 고려로 강한 결합특성을 만드는 것이 가능하지만, 결합길이가 약간 길어진다는 사실을 확인하였다. 본 논문에서 해석한 유한한 도체 두께는 역방향 방향성 결합기의 새로운 설계 변수로서 사용이 가능하며, 아울러 다양한 마이크로파 집적회로의 설계에도 응용이 가능함을 보여준다.
