Design and Implementation of Linear Gain Equalizer for Microwave band

In the devices used in the microwave frequency band, the gain decreases as the frequency increases due to the parasitic component. To compensate for these characteristics, a linear gain equalizer with an opposite slope is needed in wideband systems, such as those used for electronic warfare. In this study, a linear gain equalizer that can be used in the 18 ~ 40GHz band is designed and fabricated. Circuit design and momentum design (optimizations) were carried out to reduce the errors between design and manufacturing. A thin film process is used to minimize the parasitic components within the implementation frequency band. A sheet resistance of 100 ohm/square was employed to minimize the wavelength variation due to the length of the thin film resistor. This linear gain equalizer is a structure that combines a quarter wavelength-resonator on a series microstrip line with a resistor. All three 1/4 wavelength short resonators were used. The fabricated linear gain equalizer has a loss of more than -5dB at 40GHz and a 6dB slope in the 18 ~ 40GHz band. By using the manufactured gain equalizer in a multi-stage connected device such as an electronic warfare receiver, the gain flatness degradation with increasing frequency can be reduced.

초고주파용 선형 이득 등화기 설계 및 제작

초고주파 대역에서 사용하는 소자들은 기생성분으로 인하여 주파수가 증가함에 따라 이득이 감소한다. 이러한 특성을 보상하기 위해 전자전과 같은 광대역 시스템에서는 반대의 기울기를 갖는 선형 이득 등화기가 필요하다. 본 논문에서는 18~40GHz 대역에서 사용할 수 있는 선형 이득 등화기를 설계하고 제작하였다. 설계와 제작의 오차를 줄이기 위하여 회로설계와 모멘텀 설계를 진행하였다. 구현 주파수 대역 내에서 가능한 기생성분을 최소화하기 위해 thin film 공정을 사용하였으며, 박막저항의 길이에 의한 파장 변화를 최소화하기 위해 100 ohm/square의 sheet resistance로 설계하였다. 본 선형 이득 등화기는 직렬 마이크로스트립 라인에 사분의 일 파장을 갖는 공진기를 저항으로 결합하는 구조이다. 모두 3개의 1/4 파장의 Short 공진기를 사용하였다. 제작된 선형 이득 등화기는 40GHz에서 -5dB 이상의 손실을 가졌으며, 18 ~ 40 GHz 대역에서 6dB 기울기를 나타내었다. 제작된 이득 등화기를 전자전 수신기와 같은 광대역 MMIC들이 다단으로 연결된 장치 내부에 사용한다면 주파수가 증가에 따른 이득 평탄도 악화를 감소시킬 수 있을 것이다.