• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.2241-2248
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• 2017

동축 선로 임피던스 변환기는 동일 길이의 두 개 또는 그 이상의 동축 선로 결합을 이용하여 임피던스 변환을 만드는 회로로서 높은 동작 전력, 광대역 동작 특성, 쉬운 제작 등 다양한 장점에 의해 상대적으로 낮은 주파수 영역의 임피던스 정합을 위해 자주 사용된다. 본 논문에서는 두 개의 100mm 동축 선로를 이용한 4:1 임피던스 변환기를 사용하여 동축 선로의 위상 및 세기 특성을 측정하였다. 이를 통해 보조 동축 선로의 길이가 주 동축 선로보다 약 5mm 짧게 하는 것이 보다 저손실의 동축 선로 임피던스 변환기 구현에 효과적임을 알 수 있었다. 또한 4:1 임피던스 변환기와 1:4 임피던스 변환기를 직접 연결하여 측정한 동축 선로 임피던스 변환기의 전달 특성 실험을 통해 접지면과 주 동축선로 외곽 도체 입력부에 약 1pF 캐페시터를 연결하는 것이 보다 광대역 동작 범위 및 대역 내 특성 개선에 도움이 됨을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.165-172
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• 2019

두 개 이상의 동축선을 사용하여 한 쪽은 동축선을 직렬로 연결하고, 반대 쪽은 동축선을 병렬로 연결하면 광대역에서 동작하는 임피던스 변환회로가 된다. 동축선을 이용한 광대역 임피던스 변환회로는 동축선의 외곽 도체를 임피던스 변환에 이용하기 때문에 수식 또는 시뮬레이션 프로그램을 통한 예측이 매우 어렵다. 본 논문에서는 ${\lambda}/4$-마이크로스트립 선로 임피던스 변환회로의 선로 신호 감쇄에 대한 전달 특성(S21) 해석을 바탕으로 $25{\Omega}$ 동축선 두 개를 이용한 광대역 4:1($50{\Omega}:12.5{\Omega}$) 전송선로 임피던스 변환회로를 제작하여 동작 특성을 살펴보았다. 두 개의 동축선을 이용한 광대역 임피던스 변환기는 동축선의 길이를 90도(${\lambda}/4$)로 인식하는 주파수에서 신호 전달 특성(S21)이 급격히 감소하는 노치 특성이 발생하였다. 또한, 동축선 길이의 $0.06{\sim}0.2{\lambda}$에 해당하는 주파수 범위에서 신호 전달특성(S21) -0.2dB 이내의 값을 가졌다. 이러한 신호 전달특성(S21)은 출력 단에 연결된 마이크로스트립 선로의 길이 변화를 통해 약간의 동작 주파수 범위 변화와 원하는 주파수에서 최적의 신호 전달특성(S21)을 설정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.789-794
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• 2011

광대역 주파수 영역에서 동작하는 동축선을 이용한 임피던스 트랜스포머는 일반적으로 고정된 임피던스 비율 (1:n2 or n2:1, n은 케이블 수)의 값으로 임피던스 변환을 하는 회로에 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 다양한 임피던스 변환 비율이 가능한 동축선 임피던스 트랜스포머 구조를 제안하였다. 또한, 제안된 임피던스 변환 회로의 동작 특성을 확인하기 위하여 $50-{\Omega}$ to $25-{\Omega}$, $50-{\Omega}$ to $20-{\Omega}$, $50-{\Omega}$ to $9-{\Omega}$ 임피던스 트랜스포머를 제작하여 반사 특성을 살펴보았다. 제작된 트랜스포머는 $50-{\Omega}$ to $25-{\Omega}$와 $50-{\Omega}$ to $20-{\Omega}$ 임피던스 트랜스포머는 3-옥타브 이상의 주파수 영역에서, $50-{\Omega}$ to $9-{\Omega}$ 임피던스 트랜스포머는 한 옥타브 주파수 영역 이상에서 입력 반사 계수(S11)의 값이 -15dB 이하의 값을 가졌다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.661-668
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• 2012

높은 전력과 광대역에서 동작하는 동축선을 이용한 임피던스 트랜스포머는 추가적인 동축선을 이용하면 다양한 임피던스 변환 비율을 가질 수 있다. 50-${\Omega}$ to 25-${\Omega}$의 임피던스 변환 비율의 동축선 임피던스 트랜스포머에 50-${\Omega}$ 선로 두 개를 25-${\Omega}$ 지점에 병렬 연결하면 쉽게 광대역에서 동작하는 전력 분배기를 제작할 수 있다. 이런 동축선을 이용한 광대역 전력 분배기는 두 개의 출력 단자의 단자 정합 특성과 출력 단자사이의 격리 특성이 매우 낮아 개선이 필요하다. 본 논문에서는 단일 종단 여파기 설계 방식을 이용하여 동축선을 사용한 전력 분배기의 단자 정합 특성과 격리 특성을 개선하였다. 먼저, 저주파 대역 통과 단일 종단 여파기 계수를 이용하여 ADS 시뮬레이션을 통해 2-way 전력 분배기의 정합 단자 수와 Ripple에 따른 동작 특성을 살펴보았고, 종단 정합이 없는 전력 분배기와 2단 정합과 4단 정합을 가지는 전력 분배기를 제작하여 출력 단자의 정합 특성 및 격리 특성의 개선 정도를 살펴보았다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권5호
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• pp.79-86
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• 2011

본 논문에서는 S-대역에서 동작하는 동축선로 도파관 형태의 공간 결합기 구조를 제안하였다. 제안된 결합기는 동축 선로 도파관, 임피던스 변환기, 핀라인-마이크로스트립 변환기로 구성되어 있다. 동축선로 도파관은 구형 도파관과는 달리 균일한 전자기장 분포를 얻을 수가 있기 때문에 전력을 균일하게 공급할 수 있는 장점을 가진다. 핀라인-마이크로스트립 변환기는 Antipodal 안테나를 이용하여 설계 하였으며, 소반사(small reflection) 이론을 적용하여 낮은 반사계수를 얻었다. Back-to-back으로 연결된 공간 결합기를 측정한 결과 최대 95%의 결합 효율을 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.1770-1776
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• 1998

밀리미터파 대역에서 동축선로-마이크로스트립 변환구조가 지니는 여러 가지 문제점을 극복하기 위해서 antipodal finline을 이용하는 구형 도파관-마이크로스트립 변환구조를 설계, 제작하였다. 반복 실험을 통한 실험적 최적화 및 수치해석을 통한 해석적 최적화 과정을 통해 작은 삽입손실 갖는 변환구조를 설계하였다. 실험적, 해석적으로 최적화된 변환구조는 Ka-band(26.5 - 400Hz)에서 변환구조당 0.3 -0.4 dB의 작은 삽입손실을 나타냈다. Finline 변환 구조를 사용하는 경우, 중요 설계변수가 기판상에 있으므로 재현성이 뛰어나며 정밀한 금속가공이 필요치 않아 동 축선로-마이크로스트립 변환구조의 문제점을 극복할 수 있었다. 또한, 기존의 임피던스 변환기를 개선시키기 위해 새롭게 지수함수 유전체 임피던스 변환기를 시도하였으며 이를 통하여 0.54dB 정도의 삽입손실을 개선시켰다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.1188-1195
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• 2022

6-단자 위상 상관기는 동위상 전력 분배기 한 개와 3-dB 90도 위상차 전력 분배기 세 개로 구성된 회로로 입력 신호의 위상을 판별하는 복조 회로에 주로 사용된다. 본 논문에서는 37.5-Ω 동축선 3개를 이용한 광대역 2:1 임피던스 변환 회로 구조의 동위상 전력 분배기와 Wireline 이용한 3-dB 90도 위상차 전력 분배기를 사용하여 광대역에서 동작하는 6-단자 위상 상관기를 제안하였다. 중심 주파수 1000MHz에서 제작된 제안된 광대역 6-단자 위상 상관기는 640~1270MHz 주파수 범위에서 동위상 전력 분배기 입력 신호에 대한 4개의 출력 단자로의 신호 전달 특성(S_i1)은 세기 -6.5±0.6dB와 위상 오차 ±3.4° 이내, 90도 위상차 전력 분배기 입력 신호에 대한 신호 전달 특성(S_i2)은 세기 -6.1±0.6dB와 위상 오차 ±6.2° 이내, 입력 반사계수(S₁₁ and S₂₂) -14dB 이하의 안정적인 값을 가졌다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.299-304
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• 2011

본 논문에서는 Ka-대역에서 원형편파기, 임피던스 변환기, 직선 구조 모드변환기가 결합된 원형편파 도관관안테나를 설계 및 제작하였다. 원형 편파기는 유전체를 $45^{\circ}$ 형태로 삽입하는 형태와 타원형상의 단면을 갖는 도파관구조의 두가지 모델을 설계하여 전기적인 주요특성을 비교하였다. 또한, 직선구조 모드변환기는 계단구조의 임피던스 변환구조(stepped impedance transition)를 가지며 도파관을 진행하는 TE 모드의 전력신호를 동축선의 TEM 모드로 변환시키며, 직선모드 변환기의 입력부에 위치한 Feed-through를 통하여, 안테나를 능동모듈에 직접 연결할 수 있도록 설계하였다. 제작된 안테나는 측정결과 30.085~30.885GHz의 주파수대역에서 VSWR < 1.5, Axial ratio < 1.0dB 이하의 광대역특성을 가지며, 동일한 주파수 대역 내에서 6.7 ~ 7.0 dBi의 안테나 이득을 갖는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6839-6845
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• 2015

본 논문에서는 다수의 안테나가 필요한 다양한 기능의 광대역 무선 통신 시스템을 한 개의 안테나로 구현하기 위한 슬리브 모노폴 안테나의 광대역 특성 최적화 설계 방법을 제시하였다. 이를 위하여 슬리브 모노폴 안테나의 슬리브 부분이 개방형 스터브로 동작한다는 이론적 해석을 바탕으로 내부 모노폴과 슬리브 부분으로 구성되는 슬리브를 동축 선로로 동작하도록 하고 동축 선로의 특성 임피던스를 조절하여 슬리브의 임피던스 변환회로의 기능을 증대하였다. 슬리브 모노폴 안테나의 넓은 대역폭 확보를 위하여 두꺼운 모노폴을 사용하였고 슬리브의 임피던스 정합 회로로의 특성을 향상하기 위하여 동축 선로 역할을 하는 슬리브의 반경과 슬리브 내부를 구성하는 유전체의 유전율을 조절하여 슬리브 모노폴 안테나의 임피던스 대역폭을 최적화하였다. 두꺼운 모노폴을 사용하고 슬리브를 최적화하여 설계한 슬리브 모노폴 안테나는 반사 계수 10 dB 기준으로 0.80 GHz ~ 2.43 GHz 대역폭을 만족하는 3:1이 넘는 광대역 특성을 보였다. 제안한 슬리브 모노폴 안테나는 상용 이동 통신 주파수 대역에서 다기능 시스템에서 요구되는 다수의 안테나를 한 개의 안테나로 대체 가능할 것으로 기대한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.193-197
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• 2006

접지면과 높이가 같은 원형 패치 안테나의 복사 특성을 모드 매칭 방법을 이용하여 계산하는 방법을 제시했다. 원형 패치는 동축 케이블로 중심부에 급전이 되어 disk-loaded 모노폴 형태의 안테나 형태를 갖고 있으나 돌출부가 없다. 패치와 동축 케이블 및 접지면의 각 영역을 고유함수로 전개하고, 일반화된 산란 행렬과 적분변환을 이용하여 입력 임피던스, 복사 패턴 계산이 가능함을 보였다. 제시된 방법은 패치 안테나와 필터와 매칭 부분이 함께 있는 경우의 특성 예측에도 쓰일 수 있는 방법이다.