The Compact Hairpin-Shaped Duplexer using a BMT Substrate with a High Dielectric Constant

고유전율의 BMT 기판을 이용한 소형 헤어핀 구조의 듀플렉서 설계

  • Kwon, Koo-Hyung (LG Electronics Inc.) ;
  • Han, Sang-Min (Department of Radio Sciences and Engineering, Korea University) ;
  • Nahm, San (Department of Materials Science and Engineering, Korea University) ;
  • Kim, Young-Sik (Department of Radio Sciences and Engineering, Korea University)
  • Published : 2003.10.01

Abstract

In this paper, a compact planar microwave duplexer on the high dielectric substrate is presented. As the Ba(Mg$\sub$1/3/Ta$\sub$2/3/)O$_3$(BMT) has good dielectric performances with a high dielectric constant of $\varepsilon$$\sub$r/=23, it is suitable to apply to a printed circuit board fur reducing its circuit size. The BMT substrate is fabricated by using a tape casting fabrication process, and circuit patterns are screen-printed on it by suing silver paste. The open-loop ring type duplexer is designed and implemented on the BMT substrate, and it achieves the smaller size by 80% than one on a commercial substrate($\varepsilon$$\sub$r/=6.15) without degenerating its performance. Therefore the proposed BMT substrate has provided the miniaturization of the duplexer, moreover it can make a contribution towards reducing the size of microwave passive circuits.

본 논문에서는 고유전율의 BMT 물질을 기판에 적용하여 기판 위에 소형화된 평면형 구조의 마이크로웨이브 듀플렉서를 설계, 제작하였다. Ba(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$(BMT)는 품질계수, 온도계수 측면에서 뛰어난 유전 특성을 보이며 유전상수가 23인 고유전 물질로서 회로의 크기를 줄이기 위한 기판에 적용하기가 적합하다. BMT 기판은 tape casting 공정에 의해 제작되었으며, 회로 패턴은 실크스크린을 이용하여 전극 패턴을 입혔다. Open-loop ring type의 듀플렉서를 BMT 기판 위에 설계, 제작하였으며 유전상수가 6.15인 상용 기판에 동일한 규격의 듀플렉서를 제작하여 비교한 결과, 특성의 저하 없이 약 80 % 정도 크기를 줄일 수 있었다. 따라서 제안된 BMT 기판은 예시된 듀플렉서 소형화를 구현하였으며, 마이크로웨이브 수동 소자의 소형화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.32 no.9 A History of Microwave Filter Research, Design, and Development R.Levy;S.B.Cohn
  2. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.45 no.11 Transmission Line Analysis of a Capacitively Coupled Microstrip-Ring Resonator C.Yu;K.Chang
  3. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.20 no.11 Hairpin Line and Hybrid Hairpin Line/Half Wave Parallel Coupled Line Filter E.G.Cristal;S.Frankel
  4. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.37 no.12 Miniaturized Hairpin Resonator Filter and Their Application to Receiver Front-End MIC's M.Sagawa;K.Takahashi;M.Makimoto
  5. Proc. 6th symp. Appl. Ferroelectrics $Ba(Mg_{1/3}Ta_{2/3})O_3$ Ceramic with Ultra-Low Loss at Microwave Frequencies K.Matsumoto;T.Hiuga;K.Takada;H.Ichimura
  6. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.45 no.12 Theory and Experiment of Novel Microstrip Slow-Wave Open-Loop Resonator Filters J.Hong;M.J.Lanscaster
  7. 한국통신학회 하계종합학술대회 논문초록집 v.25 고유전율의 BMT 기판을 이용한 소형 헤어핀 구조의 대역통과 여파기 권구형;한상민;김민한;남산;김영식
  8. Microwave Engineering, 2nd edit. D.M.Pozar