한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제22권6호
  • /
  • Pages.598-604
  • /
  • 2011
  • /
  • 1226-3133(pISSN)
  • /
  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

연결된 결합 선로를 갖는 소형 브랜치 선로 결합기

Miniaturization of Branch Line Coupler with Connected Coupled Lines

  • 이승엽 (전남대학교 전자통신공학과)
  • Rhee, Seung-Yeop (Dept. of Electronic Communication Engineering, Chonnam University)
  • 심사 : 2011.06.01
  • 발행 : 2011.06.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문은 연결된 결합 선로를 이용하여 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 기존 마이크로스트립 브랜치 선로 결합기에 사용되는 ${\lambda}/4$ 선로를 같은 특성을 갖는 연결된 결합 선로로 대신한 방법이다. 연결된 결합 선로는 우-기 모드 해석 방법을 기반으로 Z 파라미터와 T 등가 회로로 분석하였다. 이 결과를 이용하여 연결된 결합 선로를 갖는 브랜치 선로 결합기를 중심 주파수 2.4 GHz에서 FR4 기판으로 설계하고 제작하였다. 실험 결과는 이론값과 잘 일치했다. 그리고 실험 결과, 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 37 % 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동 통신 빔 형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다.

A method of miniaturizing branch line coupler with connected coupled lines is presented. The quarter-wavelength transmission lines in the typical microstrip branch line coupler are replaced with the connected coupled lines with same characteristics of ones for compact size. The connected coupled line is analyzed by T-equivalent circuit and Z parameters based on the even-odd mode analysis. The proposed branch line couplers with connected coupled line are designed and fabricated on FR4 substrate at 2.4 GHz. The measured results show good agreement with theoretical prediction. And the experimental results show that the size of coupler is 37 precent smaller than conventional coupler. This minimized coupler is suitable for Butler Matrix as feeder for mobile communication beam forming antenna.

키워드

참고문헌

  1. R. Comitangelo, D. Minervini, and B. Piovano, "Beam forming networks of optimum size and compactness for multibeam antennas at 900 MHz", in IEEE Antennas Propag. Soc. Symp. Dig., pp 2127-2130, 1997.
  2. W. S. Tung, H. H. Wu, and Y. C. Chiang, "Design of microwave wideband quadrature hybrid using planar transformer coupling method", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 51, no. 7, pp. 1852-1856, Jul. 2003. https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.814311
  3. M. C. Scardelletti, G. E. Ponchak, and T. M. Weller, "Miniaturized Wilkinson power dividers utilizing capacitive loading", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 12, no. 1, pp. 6-8, Jan. 2002. https://doi.org/10.1109/7260.975717
  4. Ching Wen Tang, Ming Guang Chen, and Chih-Hung Tsai, "Miniaturization of microstrip branchline coupler with dual transmission lines", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 18, no. 3, pp. 185-187, Mar. 2008. https://doi.org/10.1109/LMWC.2008.916798
  5. Young-Hoon Chun, Jia-Sheng Hong, "Compact wide band branch line hybrids", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 54, no. 2, pp. 704-709, Feb. 2006. https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.862657
  6. Abdel Fattah Sheta, Ashraf Mohra, and Samir F. Mahmoud, "A new class of miniature quadrature couplers for MIC and MMIC applications", Microwave and Optical Technology Letters, vol. 34, no. 3, pp. 215-219, Aug. 2002. https://doi.org/10.1002/mop.10421
  7. M. Nosrati, B. Virdee, "Realization of a compact branch-line coupler using quasi-fractal loaded coupled transmission lines", Progress In Electromagnetics Research C, vol. 13, pp. 33-40, 2010. https://doi.org/10.2528/PIERC10031303
  8. 이홍섭, 황희용, "개방 스터브를 갖는 평행 결합선로의 해석과 브랜치 라인 하이브리드에의 응용", 한국전자파학회논문지, 19(1), pp. 40-45, 2008년 1월.
  9. V. K. Tripathi, H. B. Lunden, and J. P. Starski, "Analysis and design of branch line hybrids with coupled lines", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 32, no. 4, pp. 427-432, Apr. 1984. https://doi.org/10.1109/TMTT.1984.1132694
  10. David M. Pozar, Microwave Engineering, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., 1998.
  11. M. Kirschning, R. H. Jansen, "Accurate wide-range design equations for the frequency-dependent characteristic of parallel coupled microstrip lines", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 32, no. 1, pp. 83-90. Jan. 1984. https://doi.org/10.1109/TMTT.1984.1132616
  12. IE3D manual, Zealand software