Design of a Compact Wilkinson Power Divider Using Meta-Material Lines

A compact Wilkinson power divider with meta-material transmission line(MM-TL) is proposed. The divider is designed by adding the MM-TL with $+90^{\circ}$ phases shifting instead of the ${\lambda}_g/4$ with $-90^{\circ}$ phases shifting at a simple Wilkinson power divider. The MM-TL consists of three phase shifter unit cells and each cell has the characteristics of the $30^{\circ}$ phases shilling and 6 mm length. Therefore, the length of ${\lambda}_g/4(210 mm)$ TL with $-90^{\circ}$ phases shifting at a simple Wilkinson power divider can be reduced to 18 mm and the Wilkinson divider is very compact.

Meta-Material을 이용한 소형 Wilkinson 전력 분배기 설계

본 논문에서는 meta-material 전송 선로를 이용하여 소형 Wilkinson 전력 분배기를 구현하였다. 구현된 전력 분배기는 $-90^{\circ}$ 위상차를 갖는 길이가 ${\lambda}_g/4$인 전송 선로를 $+90^{\circ}$ 위상차를 갖는 MM 전송 선로로 대체하였다. 추가된 MM 전송 선로는 3개의 단위 셀로 구성되어 있으며, 각 단위 셀은 $+30^{\circ}$ 위상 천이 특성을 갖도록 구성되었다. 제안된 전력 분배기를 이용할 경우, 동작 주파수인 200 MHz에서 210mm인 ${\lambda}_g/4$의 길이를 18 mm로 줄일 수 있으며, 이는 91.4 %의 소형화가 가능하다.