• 제목/요약/키워드: 유전체 공진기

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캐비티 재질이 마이크로파 유전체 공진기의 Q값 측정에 미치는 영향 (Effect of Cavity Material on the Q-Factor Measurement of Microwave Dielectric Materials)

  • 박재환;박재관
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.39-43
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    • 2011
  • 마이크로파 유전체의 Q 값 측정에 널리 사용되고 있는 유전체 공진기 방법에서 캐비티의 재질변화가 유전체의 Q 값 측정에 미치는 오차요인에 대해 HFSS 시뮬레이션과 실측평가를 병행하여 조사하였다. HFSS의 전자계 벡터 형상으로부터 $TE_{01\delta}$ 모드의 공진주파수를 결정하고 $S_{21}$ 파라메터의 3dB 대역폭으로부터 Q 값을 계산하였다. 캐비티 금속이 Cu, SUS, Au 등으로 변화할 경우 유전체 공진기의 Q 값 측정에 큰 오차는 발생하지 않았으나, 금속이 산화하여 전도도가 수 천 정도로 떨어질 경우 Q 값이 매우 낮게 측정되는 오차가 발생함을 확인하였다. 이러한 시뮬레이션 결과는 실제로 다양한 재질의 금속 캐비티를 가지고 유전체 공진기의 Q 값을 측정해 본 결과 서로 일치되는 관련성을 나타내었다.

유전체 공진기를 이용한 X-band 전압제어 발진기 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Voltage Control Oscillator at X-band using Dielectric Resonator)

  • 한석균;최병하
    • 한국항해항만학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.513-517
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    • 2003
  • 본 논문에서는 유전체 공진기를 이용하여 X-band에서 안정된 소스원으로 사용할 수 있는 전압제어 발진기를 구현하였다. 위상 잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성을 가진 MESFET과 높은 선택도를 얻기 위하여 유전체 공진기를 사용하였고, 안정된 전압 가변을 하기 위하여 Q값이 높고 가변 특성이 좋은 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 회로 시뮬레이터인 ADS를 사용하였다. 제작된 전안제어 유전체 공진 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05 GHz에서 2.22 dBm 출력 파워와 -30 dBc의 고조파 억압과 중심 주파수 100 KHz offest에서 -130 dBc의 위상잡음 특성을 얻을 수 있었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 변화는 중심주파수에서 $\pm$8.7 MHz를 얻었다. 제작된 VCDRO는 X-band에서 국부 발진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.

유전체 공진기가 삽입된 공동공진기를 이용한 이중모드 대역통과 필터의 설계 (Design of dual-mode bandpass DR filter in a loaded cavity)

  • 박도영;윤순일;박미화;나승욱;이기진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.578-581
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    • 2004
  • 유전체가 삽입된 공동 공진기는 유전체에 대부분의 전자계가 집속되어 있기 때문에, 도체 손실이 매우 적고 높은 Q값과 온도 안정성이 뛰어나다. 동일한 주파수에서 동작하는 다른 필터에 비해 상대적으로 작기 때문에 소형화에도 적합하다. 본 논문에서는 유전체가 삽입된 공동 공진기의 전자기 분포와 특성을 수치해석과 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용하여 분석하였고 이 결과를 토대로 HFSS를 이용한 순차적 방법을 도입하여 4-pole 이중모드 대역통과 필터를 설계, 제작하였다.

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유전체 공진기 필터의 결합창 특성해석 (Analysis of Coupling Windows of the Dielectric Resonator Filter)

  • 김병욱;윤두일;윤상원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.101-105
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    • 2002
  • 본 논문에서는 결합창으로 결합을 구현한 유전체 공진기 필터의 결합창 특성을 해석하였다. 결합창의 특성을 결합계수로 표현하였으며, 간단한 표현식으로 유도하였다. 결합창의 크기를 변화시키면서 해석 방법을 적용하여 결합계수를 계산하였고, 측정결과와 비교하여 해석의 유효성을 증명하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 적용이 간단할 뿐 아니라, 결합창의 제작 및 측정오차 범위에서 정확한 결과를 보였다. 본 논문에서 제안한 방법은 유전체 공진기 필터의 설계 및 유전체 공진기와 Varactor diode로 이루어지는 동조필터가 동조주파수 대역에서 일정한 통과대역폭을 가지기 위한 최적화된 결합창의 설계 적용이 가능하다.

Non-decaying 모드 해석을 이용해서 설계한 원통형 유전체 공진기 여파기의 최적 결합 방법에 대한 분석 (An Analysis in Optimum Coupling Method of Cylindrical Dielectric Resonator Filter Designed by Non-decaying Mode Analysis)

  • 이원희;박장원;김태신;허정;이상영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권7호
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    • pp.14-21
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    • 2001
  • 본 논문에서는 유전체가 삽입된 공진기를 이용하여 C-band용 대역통과 여파기를 설계, 제작하였다. 공진기의 높이는 인접 유전체 공진기의 도파관 차단 주파수로부터 결정된다. 공진기의 지름은 도체 손실을 고려하여 유전체의 두 배로 결정하였다. 유전체 공진기의 공진주파수는 비소멸(non-decaying) 모드 해석법으로 계산하였다. 일반적으로 원통형 유전체 공진기의 공진주파수는 Cohn 모델로 해석하였는데, 이것은 공진기의 벽과 유전체벽 사이에서 전자파가 소멸(decaying)된다는 가정 하에 해석한 방법이다. 그러나, 이 방법은 근사적인 해석방법이다. 외부양호도(external quality factor)인 $Q_{ex}$는 Ansoft의 Maxwell 시뮬레이션 툴을 사용하여 결정하였다. 유전율 45인 유전체를 사용하여 설계한 대역통과 여파기는 5.065GHz의 중심주파수를 가졌다. 삽입손실은 1dB, 밴드 폭은 20MHz, 감쇠 특성은 30dB$(f_0{\pm}15MHz)$)로 설계목표에 만족함을 알 수 있다.

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유전체에 삽입된 자기공진형 무선전력전송 공진기의 공진주파수 복원에 관한 연구 (Resonant Frequency Recovery of Resonator for Magnetic Resonant Wireless Power Transfer Inserted into Dielectric Material)

  • 강석현;정창원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권12호
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    • pp.992-995
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    • 2018
  • 본 논문에서는 향후 인체 내장형 의료기기의 무선충전 및 지금까지는 발생하지 않은 다양한 유전체 내부로의 무선전력전송 시 유전체 매질의 전자기적 특성에 따른 효율 및 공진주파수 변화에 대한 공진기의 최적화 설계를 위해 공진기의 정전용량(capacitance)을 조정하는 방법과 공진기의 전후 표면에 공기층(air pocket) 설치 방법을 제안하였다. 본 연구결과는 추후 공진기를 둘러싼 다양한 유전체 환경에 대한 공진주파수의 설계 및 복원에 대한 기초 연구 자료로 활용될 수 있다.

전압제어 유전체 공진 발진기의 저위상잡음 설계 및 신뢰도 분석 (A Low Phase Noise Design of Voltage Controlled Dielectric Resonator Oscillator and Reliability Analysis)

  • 류근관
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.408-414
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    • 2005
  • 본 논문에서는 낮은 위상잡음을 갖는 전압제어 유전체 공진 발진기를 비선형 설계하였으며 그 위상잡음을 Lesson식과 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 전압제어 유전체 공진 발진기의 위상잡음을 개선하기 위하여 유전체 공진기와 결합하는 마이크로스트립 라인으로 고임피던스 변환기를 이용함으로써 공진회로의 Q값이 그대로 능동소자에 전달되도록 하였다. 전압제어 유전체 공진 발진기의 고신뢰성을 확보하기 위해 worst case 해석과 part stress 해석을 수행하였으며 이를 바탕으로 신뢰도 분석을 수행하여 위성중계기의 EOL(End of Life)에서 전압제어 유전체 공진 발진기가 정상적으로 동작할 수 있는 확률을 예측하였다. 제작된 전압제어 유전체 공진 발진기는 0-l2V의 제어전압에서 0.56MHz/V의 튜닝계수를 가지고 있으며 136mw의 DC 전력을 소모한다. 또한 -116.3dBc/Hz (a)100KHz와 -94.18dBc1Hz (a)10KHz의 우수한 위상잡음 특성과 7.33dBm 이상의 출력특성을 얻었다.

소신호 산란계수를 이용한 3.2 GHz 저잡음 유전체 공진 발진기의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of a 3.2 GHz Low Noise Dielectric Resonator Oscillator using Small-Signal S-Parameter)

  • 조인귀;정재호;최현철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.187-195
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    • 1999
  • 스펙트럼 분석기의 2차 l$\infty$al oscillator(L이 신호인 3.2 GHz에서 동작하는 직렬 례환형 유전체 공진 발진기 를 설계 및 제작하였다. 트랜지스터의 소신호 산란계수를 이용하여 발진기를 설계하였으며, 유전체 공진기와 마이크로스트립 선로 사이의 결합계수로 인한 유전체 공진기의 반사계수를 조정하여 우수한 저잡음 특성을 얻었다. 제작된 유전체 공진 발진기의 측정 결과 출력전력은 10.50 dBm. 위상잡음은 10 kHz의 오프셋에서 -116 dBc/Hz. 고조파특성은 19.33 dBc를 얻었다.

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유전체 디스크가 삽입된 원통형 공동 공진기에서 Contour Graph 방법을 이용한 공진주파수 계산 (A Computation of the Resonant Frequencies using Contour Graph Method in the Dielectric-disc Loaded Cylindrical Cavity Resonators)

  • 최홍주;이원희;허정;최광제;이상영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1420-1427
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    • 2000
  • 유전체 디스크가 삽입된 원통형 공동 공진기의 전자계 해와 공진주파수를 구하는 방법을 기술하였다. 유전체 디스크가 삽입된 원통형 공동 공진기의 공진주파수는 특성방정식의 해석에 의해 계산된다. 특성방벙식의 해를 Mathematica의 ContourPlot graph를 이용하여 구하였다. 공진기의 높이를 증가시키면서 계산한 공진주파수와 실험 값의 공진주파수를 비교하였다. 계산결과가 실험값과 거의 일치하는 것을 볼 수 있었다. 공진기 윗면과 동심 유전체 디스크 사이가 근접할 경우 0.2%의 공진주파수 오차를 나타내었고, 공진기 윗면과 동심 유전체 디스크 사이가 멀어짐에 따라 최대 1.6%의 공진주파수 오차를 나타내었다.

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원통형 공동 공진기의 $TE_{011}$ 모드를 이용한 유전체의 전자기적 특성 측정 방법 (A Measurement Method of Dielectric Properties of Dielectric Materials using $TE_{011}$ mode of Cylindrical Cavity Resonators)

  • 이원희;김태신;허정;이상영
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권5호
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    • pp.9-15
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    • 2001
  • 원통형 공동 공진기를 이용한 유전체의 전자기적 특성들의 측정 방법에 대해 기술한다. 여기에 관련된 유전체의 전자기적 특성들은 비유전율, 손실 반젠트, Q factor 등이 있다. 동심 유전체 봉이 삽입된 원통형 공동 공진기에서 $TE_{011}$ 모드의 사용이 제한되었다. $TE_{011}$ 모드는 유전체 봉과 공진기 벽면 틈에 의한 공진주파수 민감도가 가장 덜 민감하게 변화하였다. 동심 유전체 봉이 삽입된 원통형 공동 공진기의 $TE_{011}$ 모드를 사용하는 방법과 새롭게 제안된 non-decaying 모드의 정확한 전자계 표현은 유전체의 전자기적 특성들의 정확한 측정을 위해 소개되었다.

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