Abstract
In this paper, we propose a new lumped Wilkinson power divider which is designed to have lower quality-factors in the impedance transformation. Therefore, it can provide wider bandwidth than the conventional one. Moreover, the proposed power divider consists of fewer number of elements so that the circuit size can be further reduced. Simulation results show that the proposed lumped power divider allows a 50% wider bandwidth in the return loss and isolation performance. The conventional and new Wilkinson power was designed and fabricated based on the derived equations at 2.0 GHz. In the measurement, the proposed divider achieved a good performance with an input return loss ($S_{11}$) of -23.0 dB, an isolation ($S_{23}$) of -29.0 dB and an insertion loss ($S_{21}$) of -3.12 dB at the design frequency with wider bandwidth than the conventional one.
본 논문에서는 집중소자를 이용한 새로운 윌킨슨 전력 분배기를 제안한다. 제안된 구조는 기존 구조보다 임피던스 변환 과정에서 낮은 Q-지수를 가지도록 설계되어 우수한 대역폭 특성을 갖는다. 또한, 보다 작은 수의 집중소자를 사용하여 회로의 크기를 더욱 줄일 수 있다. 제안된 구조는 L-형태의 임피던스 정합회로를 사용하였으며 이에 대한 설계 방정식을 유도하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 구조는 기존 구조보다 임피던스 정합과 격리도에서 대역폭이 50% 우수하였고, 삽입손실은 줄어드는 장점이 있었다. 기존 구조와 제안된 구조의 집중소자 윌킨슨 전력 분배기는 중심주파수 2 GHz에서 설계, 제작 및 측정 되었다. 측정 결과, 제안된 구조는 중심 주파수에서 입력 반사계수($S_{11}$)는 -23.0 dB, 격리도($S_{23}$)는 29.0 dB, 삽입손실($S_{21}$)은 -3.12 dB 등의 우수한 특성을 보였으며 기존 구조보다 넓은 대역폭을 보임을 확인하였다.