본 논문에서는 초광대역의 마이크로스트립-FGCPW 전이구조 설계를 제안하였다. 제안한 전이구조는 바닥면 그라운드의 변화를 통해 전계 및 임피던스 정합을 구현하였다. 등각 사상을 이용하여 전이구조를 해석하여 닫힌 형태의 수식을 제안하였으며, 제안한 수식은 상용 EM 시뮬레이터와 3.3 % 오차 범위의 정확성을 가짐을 확인하였다. 제작된 전이구조는 9~40 GHz 이상의 대역에서 1 dB 이하의 손실과 10 dB 이상의 반사손실을 가짐을 확인하였다.
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.
본 논문에서는 Ka 대역에서 동작하는 송수신기에 쉽게 집적화 할 수 있는 프로브 구조를 이용한 도파관-마이크로스트립 트랜지션을 설계 및 제작하였다. 도파관-마이크로스트립 트랜지션은 프로브, 인덕턴스 선로, ${\lambda}/4$ 임피던스 변환기, 그리고 $50{\Omega}$ 마이크로스트립 선로로 구성되어있으며, 각 구성 요소들의 특성 임피던스 및 길이를 시뮬레이션을 통해 최적화하였다. 제작된 트랜지션의 측정결과, $30{\sim}40GHz$ 대역 내에서 평균 1.3 dB의 삽입손실 특성, 14 dB이하의 입출력 반사 손실특성을 나타내었다. 마이크로스트립 선로 및 입출력 도파관의 손실을 고려하여 하나의 변환 구조 당 삽입 손실은 $0.5{\sim}0.6dB$ 정도이다.
본 논문에서는 명료하고 간단한 초광대역 마이크로스트립-CPS(coplanar stripline) 전이구조 설계를 제안하였다. 등각사상을 이용하여 전이구조의 특성 임피던스를 해석을 하였으며, 닫힌 형태의 전이구조 공식을 제시하였다. 제안한 전이구조 공식의 계산 결과를 EM 상용 시뮬레이터와 비교하여 3.2 % 오차 이내임을 알 수 있었다. 초광대역 전이구조는 Klopfenstein 테이퍼를 이용하여, 광대역 임피던스 정합하였다. 제작된 전이구조는 5.39~40 GHz 이상의 대역에서 삽입손실 1 dB 이하 및 반사손실 10 dB 이상을 만족하였다.
U-대역 MMIC 전력증폭기 특성 측정에 사용될 도파관-마이크로스트립간의 트랩지션을 설계 제작하였다. 광대역 정합특성을 얻기 위해 릿지 도파관을 사용한 ${\lambda}$/4 Tchebyscheff 임피던스 변환기를 트랜지션 임피던스 변환부에 적용하였다. 설계된 Transition은 Supper-Compact을 사용하여 40GHZ-48GHZ 대역에서 Su이 -28dB 이하가 되도록 최적설계하였다. 40GHZ-47GHZ 범위에서 측정된 Transition Insertion Loss는 약 0.3dB Return Loss는 25dB 로 나타났다.
우리는 $^{87}Rb$ 원자의 $5S_{1/2}-5P_{3/2}-4D_{3/2,\;5/2}$ 전이선을 이용하여 레이저의 세기, 편광조합, 그리고 정렬상태에 따른 이중공명광펌핑(double resonance optical pumping; DROP) 스펙트럼을 조사하였다. $5P_{3/2}-4D_{5/2}$ 전이선에서 레이저의 세기에 따른 초미세 구조간의 DROP 신호의 변화가 크게 나타났고, 그 원인은 순환전이선의 낮은 광펌핑 효율 때문이었다. 두 레이저의 편광조합을 달리 했을 때 이중공명의 전이율이 변하고, 이러한 효과가DROP스펙트럼의 변화로 나타났다. 또한 두 레이저가 같은 방향으로 진행하는 경우와 반대 방향으로 진행하는 경우를 비교했을 때, 스펙트럼의 선폭은 각각 12.2 MHz 와 6.9 MHz로 측정되었다.
본 논문에서는 밀리미터파 모듈 응용을 위하여 광대역 마이크로스트립-대-웨이브가이드 (WR12) 천이기가 제시된다. 대역폭의 개선을 위하여 radial 마이크로 스트립 electrical-probe가 저 손실 유기 유전체 기판 위에 설계되었다. 제안된 천이기의 삽입 및 반사손실에 대한 설계 및 측정된 특성을 나타내었다. 측정을 위한 케이블 아답터와 웨이브가이드 천이기의 손실을 고려하면, 제안된 천이기의 천이 손실이 70 및 80 GHz에서 각각 -1.88 및 -2.01 dB로 분석되었다. 제안된 천이기의 -10 dB 반사 손실 대역폭은 67GHz 에서 95 GHz로 약 26 GHz이다. 최신의 연구결과와 비교해서 대역폭에서 8.3 % 개선되었다.
본 논문에서는 낮은 삽입 손실을 가지는 광대역 마이크로스트립-도파관 전이구조를 제안하였다. 제안하는 전이구조는 자연스러운 전계분포의 필드 변환과 마이크로스트립 선로와 fin-line 사이의 임피던스 정합의 관점에서 설계되었다. Offset DSPSL (double-sided parallel stripline)을 이용한 fin-line 테이퍼로 전이구조의 길이 및 그 구조를 결정할 수 있도록 하였다. 제작된 전이구조의 특성은 전이구조 당 85 ~ 108 GHz의 대역에서 0.67 dB 이하의 낮은 삽입 손실을 가지고 있으며, 83 ~ 110 GHz 이상의 대역에서 1 dB 이하의 삽입 손실을 가짐을 확인하였다. 본 논문에서 제시한 전이구조를 이용하여 W-대역의 초소형 레이다 및 다양한 응용 분야에 적용 가능하리라 예상된다.
A new three-dimensional transition solid elements was presented for the automated three-dimensional adaptive h-refinement where the steep stress gradient exists. To be consistent with 8-node solid element with nonconforming modes in accuracy, these transition elements were improved through the addition of the associated nonconforming modes. Numerical examples show that the performance of the element and the applicability to 3D adaptations are satisfactory.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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