• 제목/요약/키워드: 마이크로 링 공진기

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수직 분할 링 공진기를 이용한 S-밴드 발진기 설계 (Design of a S-band Oscillator Using Vertical Split Ring Resonator)

  • 이주흔;홍민철;오정택;윤원상
    • 한국정보기술학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.43-50
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    • 2019
  • 본 논문에서는 수직 분할 링 공진기(VSRR, Vertical Split Ring Resonator)를 적용하여 전기적 크기를 축소시킨 발진기를 제안하였다. VSRR은 유전체 기판의 상면과 하면에 일렬로 놓인 마이크로스트립 라인간에 발생하는 커패시턴스와 인덕턴스에 의해서 공진기로 동작하는 분리형 링 공진기(Split Ring Resonator)형태이며, 마이크로스트립 라인을 이용한 일반적인 hairpin 형태 또는 평면형 링 공진기에 비해 공진 회로의 전기적 크기를 축소할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 S-band에서 동작하는 VSRR을 설계하고, 이를 공진회로로 사용한 발진기를 설계 및 구현한 결과를 제시하였다. 제안된 발진기는 2.4GHz에서 5.9dBm의 출력을 나타내었으며, 오프셋 주파수 100kHz에서 -112.58dBc@Hz, 1MHz에서 -137.36dBc@Hz의 위상잡음 특성을 나타내었다.

결합 접지면 구조의 사각 분리형 링 공진기의 등가 653회로 모델링 해석 (Equivalent Circuit Modeling Analysis of Square Split Ring Resonator with Defected Ground Structure)

  • 문승민;김기래;윤중한;최영규
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.653-658
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    • 2015
  • 본 논문에서는 MMIC(: Monolithic Microwave Integrated Circuit) 설계에 적용 가능한 결함 접지면 구조의 사각 분리형 링 공진기를 제안한다. 본 논문에서는 공진기의 등가회로 파라미터를 공진기의 측정된 특성 값으로부터 수식적으로 계산하는 방법을 나타내었다. 본 논문에서 제안하는 방법을 검증하기 위해 공진주파수가 2.95 GHz인 결함 접지면 구조의 사각 분리형 링 공진기를 제작하여 특성을 측정하고 그것을 본 논문의 방법대로 등가 파라미터를 계산하였다. 이 결과를 시뮬레이션한 결과와 비교하여 일치함을 보였다.

마이크로 머시닝 기술을 이용한 새로운 구조의 100 GHz DMR bandpass Filter의 설계 및 제작 (Novel 100 GHz Dual-Mode Stepped Impedance Resonator BPF Using micromachining Technology)

  • 백태종;이상진;한민;임병옥;윤진섭;이진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권12호
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    • pp.7-11
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    • 2007
  • 본 논문에서는 MMIC 응용을 위한 dielectric-supported air-gapped microstrip line (DAML) 구조를 이용하여 dual-mode stepped impedance 링 공진기를 설계 제작하였다. 링 공진기는 표면 마이크로머시닝 기술을 이용하여 만들어졌다. DAML ring resonator는 다층구조로써 공기중에 위치한 신호선과 MMIC 응용에 적합하도록 CPW가 한 평면에 구성되 있으며 DAML-CPW 트랜지션이 자유로운게 특징이다. DAML 링 공진기는 $10{\mu}m$ 높이로 GaAs 기판 으로부터 띄어져 있다. 대역통과 여파기는 dual-mode 공진을 하며 stepped impedance 이용한 구조이다. 측정결과로 중심주파수 97 GHz에선 감쇠특성은 15 dB, 삽입손실은 2.65 dB를 보였으며, 상대 대역폭은 12 %를 나타냈다. 이같은 구조의 대역통과 여파기는 MMIC 와의 직접화에 유리하다.

개방 스터브를 이용한 이중 모드 마이크로스트립 링 공진기의 소형화 및 대역 통과 필터 설계 (Miniaturized Dual-Mode Microstrip Ring Resonator Using Open Stub for Bandpass Filter Applications)

  • 최성수;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.674-679
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    • 2007
  • 본 논문에서는 이중 모드 마이크로스트립 링 공진기의 크기를 줄이기 위해 4개의 개방 스터브를 삽입하였고, 이를 이용해 중심 주파수 2 GHz에서 100 MHz의 대역폭을 갖는 대역 통과 필터를 설계하였다. 삽입된 개방 스터브의 캐패시턴스 값에 따라 링 공진기의 크기를 조절할 수 있고, 스터브들의 두 가지 조합 형태 각각의 경우에 대역 통과 필터를 설계할 수 있음을 보였다. 제안된 구조를 2단 대역 통과 필터 회로로 모델링하여 위의 두 가지 경우에 각각 필터를 설계 및 제작하였으며, 설계 결과와 측정 결과가 잘 일치함을 확인하였다.

결합 및 교차 선로를 갖는 마이크로스트립 개방루프 공진기를 이용한 협대역 대역통과 여파기 설계 (Design of a Narrow-Band Bandpass Filter Using Microstrip Open-Loop Resonators With Coupled and Crossing Lines)

  • 안승현;이영구;이문수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권5호
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    • pp.1011-1016
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    • 2001
  • 본 논문에서는 교차 및 결합 선로를 갖는 마이크로스트립 개방루프 공진기를 이용한 협대역 대역통과 여파기를 설계.제작하였다. 이 여파기는 크기가 작고 경량이며, 협대역 타원함수 대역통과 특성과 같은 우수한 특성을 가지고 있다. 여파기는 두 개의 동일한 마이크로스트립 개방루프 공진기와 교차 및 결합선로로 구성되어 있다. 개방루프 공진기를 사용함으로서 여파기 크기는 링 공진기와 비교하여 50% 정도가 축소된다. 교차선로는 억제대역에서 두 개의 노치를 제공하므로, 통과대역에서 예리한 선택도를 가진다. 중심주파수 2.455GHz로 설계된 마이크로스트립 대역통과 여파기는 1.22%의 대역폭을 가지며, 이는 무선LAN의 응용에 매우 적합하다. 여파기는 포토 에칭법으로 제작하였다 제작된 대역통과 여파기는 2.458GHz대에서 0.85%의 대역폭을 가지며 크기는 $2.6cm\times1cm$이다.

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소형화한 주파수 가변 마이크로파 밴드갭 구조로 응용된 마이크로스트립 링 (Microstrip Ring as a Compact Tunable Microwave Bandgap Structure)

  • 장미영;기철식;박익모;임한욱;한해욱;이정일
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제39권9호
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    • pp.35-43
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    • 2002
  • 본 논문에서는 협소한 갭이 있는 마이크로스트립 링의 특성을 분석하였으며, 이를 주파수가변(tunable) 마이크로파 밴드갭(Microwave bandgap:MBG) 구조로 제안하였다. 마이크로파 밴드갭(MBG)의 중심주파수는 링의 반지름에 의해 결정되었으며 링 공진기의 홀수 모드에 해당하는 주파수영역에서만 저지대역이 존재하였다. 제안된 마이크로스트립 MBG 링에서 저지대역은 링에 있는 협소한 갭에서 전자기파의 반사로 인해 형성되며 갭 사이에 부착한 리액티브 성분의 값을 변화시킴으로써 저지대역이 형성되는 영역을 결정 할 수 있다. 갭 사이에 부착한 캐패시터는 저지대역의 중심주파수를 낮은 주파수영역으로 이동시켰고 인덕터는 저지대역의 중심주파수를 높은 주파수영역으로 이동시키는 결과를 보였다. 이렇게 갭 사이에 배랙터(varactor)를 부착한 마이크로스트립 MBG 링은 마이크로파 스위치로 유용하게 사용 할 수 있을 것이다.

$TiO_2$ 유전체 박막의 마이크로파 유전특성 (Microwave Dielectric Properties of Anatase and Rutile $TiO_2$ Thin Films)

  • 오정민;김태석;박병우;홍국선;이상영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.105-105
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    • 2000
  • 현재 급격히발전하는 이동통신기술로 미루어 보아 앞으로는 모든 정보통신이 무선통신으로 이루어질 것이다. 그런데 무선통신은 이동성과 대용량의 정보전송에 초점을 맞추어 발전하고 있다. 많은 정보량을 전달하기 위해서 현재 사용되는 주파수 대역보다 고주파의 전파가 사용되어야 한다. 또한 이동성을 향상시키기 위해서는 통신기기의 소형화를 이루어야 하고 그러기 위해서 궁극적으로 모든 소자를 하나의 칩(chip)으로 집적화하는 것이 필요하다. 따라서 벌크상태로 사용되고 있는 유전체 공진기를 소형화, 즉 박막화해야만 한다. 결국 유전체 박막의 마이크로파 대역에서의 유전특성을 연구하고 그 특성을 향상시켜야만 한다. 통신기기에서 사용되는 유전체 공진기는 소형화를 위해 높은 유전율과 낮은 유전손실(tan$\delta$), 즉 높은 품질계수 (Q)를 가져야 한다. 마이크로파 대역에서 사용되고 있는 유전체 중에서 TiO2는 벌크 상태의 rutile 상에서 100정도의 높은 유전율과, 4 GHz에서 10,000 정도의 높은 품질계수를 나타낸다고 보고되어 있다. 따라서 본 연궁서는 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 연구하였고 anatase 박막의 유전특성도 측정하였다. TiO2 박막을 RF magnetron reactive sputtering 방법으로 Ar (15 sccm)과 O2 (1.5 sccm) 기체를 사용하여 상온에서 증착하였다. 4mTorr의 증착압력에서 안정한 rutile 박막을 얻었고, 15 mTorrdo서 준안정한 anatase 박막을 얻을 수 있었다. 그리고 그 중간의 압력에서 두 상이 혼합된 박막이 증착되었다. 위와 같은 방법으로 형성한 TiO2 박막의 마이크로파 유전특성을 측정하기 위해 마이크로스트립 링공진기 (microstrip ring resonator)를 제작하였다. 마이크로스트립 링 공진기는 링의 원주길이가 전자기파 파장길이의 정수배가 되면 공진이 일어나는 구조이다. Fused quartz를 기판으로 하여 증착압력을 변수로 하여 TiO2 박막을 증착하였다. 그리고 그 위에 은 (silver)을 사용하여 링 패턴을 형성하였다. 이와 같이 공진기를 제작하여 network analyzer (HP 8510C)로 마이크로파 대역에서의 공진특서을 측정하였다. 공진특성으로부터 전체 품질계수와 유효유전율, 그리고 TiO2 박막의 품질계수를 얻어내었다. 측정결과 rutile에서 anatase로 박막의 상이 변할수록 유전율은 감소하고 유전손실은 증가하는 결과를 나타내었다.

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여파기와 안테나로 동시 적용이 가능한 마이크로스트립 공진기 (Microstrip Resonator for Simultaneous Application to Filter and Antenna)

  • 성영제;김덕환;김영식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.475-485
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    • 2010
  • 본 논문에서는 여파기와 안테나 기능을 동시에 수행할 수 있는 새로운 개념의 마이크로스트립 공진기를 제안하고자 한다. 제안한 구조는 바깥쪽 링, 안쪽 링, 원형 패치, 그리고 3개의 포트로 이루어져 있다. 제안하는 구조가 여파기와 안테나로 동작하는 주파수는 각각 주로 안쪽 링과 원형 패치의 반지름에 의해 결정된다. 측정 결과를 통해 마이크로스트립 공진기가 여파기로 동작할 경우 공진 주파수는 0.69 GHz에서 3 dB 대역폭 15.1 %에 삽입 손실이 -1.4 dB의 특성을 보였다. 이 때, 통과 대역 아래 부분에 전달 영점은 0.52 GHz에, 윗부분의 전달 영점은 1.14 GHz와 2.22 GHz에 위치하였다. 위쪽 저지 대역에서 바깥쪽 링의 스터브에 의한 교차 결합(cross coupling)과 안쪽 링에 의해 각각 1개의 전달 영점이 형성된다. 원형 패치는 이중 모드(dual-mode) 특성을 형성하며, 또 다른 전달 영점을 유도한다. 제안한 구조가 안테나로 동작하는 주파수는 2.7 GHz이고, 이득은 3.8 dBi 였다. 여파기와 안테나의 공진 주파수에서 격리도 특성(isolation)이 각각 -25 dB 이하의 좋은 특성을 나타내었다.