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Composite Right/Left Handed(CRLH) Transmission Line with Controllable Transmission Zeros

제어 가능한 전송 영점을 갖는 CRLH 전송 선로

  • Lee, Ja-Hyeon (Department of Electronics and Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Kim, Kyoung-Keun (Department of Electronics and Computer Engineering, Chonnam National University) ;
  • Lim, Yeong-Seog (Department of Electronics and Computer Engineering, Chonnam National University)
  • 이자현 (전남대학교 전자컴퓨터공학과) ;
  • 김경근 (전남대학교 전자컴퓨터공학과) ;
  • 임영석 (전남대학교 전자컴퓨터공학과)
  • Accepted : 2010.06.01
  • Published : 2010.06.30

Abstract

In this paper, a novel CRLH-TL unit cell with controllable transmission zeros was proposed. Proposed composite right/left handed transmission line(CRLH-TL) unit cell is implemented in the form of the metal-insulator-metal(MIM) capacitors, the microstrip stub inductors, and the co-planar waveguide(CPW) inductor. And this proposed CRLH-TL generates two transmission zeros in lower/upper passband by the effort of electromagnetic couplings between each MIM capacitors and microstrip stub inductors. Using this proposed CRLH-TL, broad bandpass filter for UWB system was designed and fabricated. The measured results reveal that the two transmission zeros are observed in lower/upper passband and the overall size of the filter, excluding the feed line is about 8 mm$\times$8 mm, less then $\lambda_g$/4 on electric size.

본 논문에서는 제어 가능한 전송 영점을 갖는 새로운 Composite Right/Left Handed(CRLH) 전송 선로가 제안 되었다. 제안된 CRLH 전송 선로의 단위 셀은 MIM 형태의 커패시터와 마이크로스트립 스터브 인덕터와 co-planar waveguide(CPW) 인덕터로 구성되어 있다. 또한 제안된 전송 선로는 각각의 단위 셀의 MIM 커패시터와 마이크로스트립 스터브 인덕터에서 발생하는 전자기 결합 성분에 의해 차단 대역에 두 개의 전송 영점이 발생한다. 제안된 전송 영점을 갖는 CRLH 전송 선로의 응용으로 UWB 시스템을 위한 광대역 통과 필터를 설계 및 제작하였다. 측정 결과, 통과 대역의 하측과 상측에 전송 영점이 발생하는 것을 확인하였으며, 대역 통과 필터의 급전 구조를 제외한 크기는 8 mm$\times$8 mm으로 $\lambda_g$/4 이하의 전기적 크기를 갖는다.

Keywords

References

  1. V. G. Veselago, "The electrodynamics of substances with simultaneously negative value of permittivity and permeability", Sovlet Physics Uspekhi, vol. 10, no. 4, pp. 509-514, 1986.
  2. J. B. Pendry et al., "Low frequency plasmons in thin-wire structures", Journal of Physics:Condens. Matter, vol. 10, pp. 4785-4809, 1998.
  3. J. Pendry, A. Holden, D. Robbins, and W. Stewart, "Magnetism from conductors and enhanced nonlinear pheonomena", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 47, no. 11, pp. 2075-2084, Nov. 1999. https://doi.org/10.1109/22.798002
  4. C. Caloz, T. Itoh, Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications, New York: John Wiley & Sons, 2005.
  5. 강승택, "Left-handedness 특성 metamaterial 구조의 마이크로파 부품과 안테나 개발에의 적용기술", 한국전자파학회지 전자파기술, 20(2), pp 59-67, 2009년 3월.
  6. 김영, 윤영철, "초고주파 부품에 활용되는 metamaterial", 한국전자파학회지 전자파기술, 20(2), pp. 3-12, 2009년 3월.
  7. 임종식, "초고주파 메타 전송 선로의 최근 연구 동향", 한국전자파학회 전자파기술, 20(2), pp. 3-12, 2009월 3월.
  8. 주정호, 강승택, "일단 CRLH 전송선 구조를 이용한 소형 초광대역 대역 통과 여파기의 설계", 한국전자파학회논문지, 18(12), pp. 1402-1407, 2007 년 12월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2007.18.12.1402
  9. Cheng-Jung Lee,K. M. K. H. Leong, and Tatsuo Itoh, "A broadband microstrip-to-CPS transition using composite right/left-handed transmission lines with an antenna application", Microwave Symposium Digest, 2005.
  10. H. V. Nguyen, C. Caloz, "Generalized coupledmode approach of metamaterial coupled-line couplers: coupling theory, phenomenological explanation, and experimental demonstration", Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol. 55, issue 5, pp. 1029-1039, 2007. https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.895646
  11. Bonache, J. et al., "Super compact(<1 ${cm}^2$) band pass filters with wide bandwidth and high selectivity at C-band", Microwave Conference, 2006. 36th European, pp. 599-602, 2006.
  12. Jing Gao, Lei Zhu, "Guided-wave characteristics of CPW transmission line metamaterials: effective per-unit-length parameters", Antenna Technology: Small Antennas and Novel Metamaterials, 2005. IWAT 2005. IEEE International Workshop on, pp. 175-178, 2005. https://doi.org/10.1109/IWAT.2005.1461041
  13. A. Safwat, "Microstrip coupled line composite right/ left-handed unit cell", Microwave and Wireless Components Letters, IEEE, vol. 19, issue 7, pp. 434-436, 2009. https://doi.org/10.1109/LMWC.2009.2022122
  14. S. G. Mao et al, "Modeling of symmetric composite right/left-handed coplanar waveguides with applications to compact bandpass filters", Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol. 53, Issue 11, pp. 3460-3466, 2005. https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.857114
  15. Nader Engheta, Richard W. Ziolkowski, Metamatrials Phsics and Engnieering Explorations, John Wiley & Sons, 2006.
  16. David M. Pozar, Microwave Engineering, 3rd Edition, Wiley, 2005.