Abstract
In this study, we have fabricated 9.385[GHz] circulator that is composed of WR112 waveguide and Ferrite for X-band radar. For designing Ferrite, B/R mode(Below Resonance mode) was used and calculated the condition of 120 degree rotation of the electric field in Ferrite and calculated internal DC magnetic field and external DC magnetic field. Also, dielectric materials of the same shape with Ferrite was filled between two Ferrite for improving the performance of the circulator, including impedance matching, bandwidth, quality factor, insertion loss. To obtain optimum shape of the Ferrite and dielectric material, we used CST MWS. Simulation result of the circulator is that 1.02 : 1 VSWR, -40dB isolation, 0.2dB insertion loss and measurement result is that 1.03 : 1, -38dB, 1.2dB at 9.385[GHz]. We can get good agreement at isolation and VSWR, but insertion loss was 1 dB great than simulation result.
본 연구에서는 X-밴드 레이더에서 사용하는 9.385[GHz] 서큘레이터를 Y형 WR112 도파관속에 페라이트를 삽입하여 제작을 하였다. 페라이트 설계는 B/R(Below Resonance) 모드 방식을 사용하여, 페라이트 내부에서 전계 분포가 120도의 회전이 발생하는 조건과 페라이트의 내부의 직류 자계의 세기와 외부 자계의 세기를 계산하였다. 또한, 임피던스 정합을 포함하여 대역폭, 선택도, 삽입손실 등, 서큘레이터의 성능 향상을 위하여 두 개의 페라이트 사이에 같은 형태의 유전체를 삽입하였다. 최적의 페라이트 형태 및 유전체를 얻기 위하여 CST MWS를 이용하였다. 9.385[GHz]에서 시뮬레이션 결과는 정재파비 1.02, 분리도 -40dB, 삽입손실 0.2dB의 결과를 얻었고, 측정 결과는 정재파비 1.03, 분리도 -38dB, 삽입손실 1.2dB 이었다. 분리도, 정재파비는 시뮬레이션 결과와 잘 일치 하였지만, 삽입손실은 약 1dB 정도 크게 발생하였다.