We analyze the characteristics of a coaxial-to-waveguide transition based on the finite difference time domain (FDTD) method with the cylindrical to rectangular cell interpolation scheme. The scheme presented in this paper is well suited for the analysis of a microwave device with a probe near waveguide discontinuity because perfect TEM mode can be generated inside the coaxial cable by using the cylindrical cell. The scattering parameters of a designed Ka-band transition are evaluated and compared with those of commercially available software, High Frequency Structure analysis Simulator (HFSS) and measured data. There exists good agreement between the measured and calculated data. In order to prove an accuracy of the interpolation scheme, a coaxial to waveguide transition with a disk-loaded probe is analyzed by the present approach and the results of this analysis are compared with measured data. Comparison shows that our results match very closely to those of measurement and other approaches. The method presented in this paper can be applied to analyze the characteristics of a probe excited cavity, coaxial waveguide T-Junctions, and so on.
본 논문에서는 혼 안테나를 위한 원형 편파가 발생 가능한 동축-도파관 변환 구조를 제안한다. 제안된 장치는 동축 선로에서 원형 도파관으로 모드를 변환하기 위한 변환 구조와 원형 도파관에서 원형 편파를 발생시키기 위한 편파기 기능을 동시에 가진다. 제안된 구조는 동축 선로에서 원형 도파관으로 $TE_{11}$ 모드의 신호를 전달하기 위한 수직 동축 내심과 백숏 사이에 수직 전계를 수평 전계로 바꾸는 편파 비틈 구조를 두어 원형 편파를 발생시킨다. 이러한 장치는 원형 편파 혼 안테나 이전에 위치해 시스템을 단순화 시킬 수 있는 장점을 가진다. 제안된 원형 편파 발생이 가능한 동축-도파관 변환 구조는 X-대역($8.0{\sim}8.5$ GHz)에서 동작하게 설계하였다.
도파관과 매칭구조를 이용하여 X-band에서 고효율 결합특성을 갖는 방사형 결합기를 설계 및 제작하였다. 특히 소형으로 제작하기 위해서 도파관 하나에 포트를 2개 매칭할 수 있는 이중 도파관-동축 변환 구조를 적용하였다. 이러한 구조를 적용하면 일반적인 동축-도파관 방사형 결합기보다 소형 제작이 가능해진다. X-band 대역인 9.2-10GHz 에서 측정결과 반사손실 -18.408dB 이하, 출력삽입손실 0.206dB 이하의 결과값을 얻었고 또한 출력결합효율은 95.37% 이상의 높은 값을 얻을 수 있었다. 향후 밀리미터파 대역에서 고출력 송신기용 결합부에 활용 가능할 것으로 기대된다. 특히 크기와 무게를 줄임으로서 활용범위가 더 늘어날 것으로 기대된다.
본 논문에서는 구형 도파관내에 경사진 두 금속봉을 근사화한 구조에 모드 매칭법과 일반 산란계수법을 적용하여 이들의 경사 각도에 따른 상호 작용에 의한 산란 특성을 구할 수 있었다. 여기서 경사진 두 금속봉 구조에 모드 매칭법을 적용하기 위하여 적당한 개수의 모드를 택하여 경사각도에 대한 산란특성을 구하였다. 그리고, 이들의 경사진 두 금속봉의 계산 과정을 도파관과 동축선로의 접합부에 적용하여서 산란 특성을 얻을 수 있었다. 이런 결과에 따라서 경사 각도가 50$^{\circ}$ 일 경우에 동축 선로와 도파관 출력 포트로의 전달 특성이 3 ㏈가 되는 것을 알 수 있었다. 그리고, 입력단의 반사 손실은 경사 각도에 따라서 선형적으로 감소하는 특성을 얻을 수 있었다.
A filtering power divider based on air-filled substrate-integrated waveguide (AFSIW) technology is proposed in this study. The AFSIW structure is used in the proposed filtering power divider for substantially reducing the transmission losses. This structure occupies a large area because of the use of air as a dielectric instead of typical dielectric materials. A filtering power divider provides power division and frequency selectivity simultaneously in a single device. The proposed filtering power divider comprises three AFSIW cavities. The filtering function is achieved using symmetrical inductive posts. The input and output ports of the proposed circuit are realized by directly connecting coaxial lines to the AFSIW cavities. This transition from the coaxial line to the AFSIW cavity eliminates the additional transitions, such as AFSIW-SIW and SIW-conductor-backed coplanar waveguide, applied in existing AFSIW circuits. The proposed power divider with a second-order bandpass filtering response is fabricated and measured at 5.5 GHz. The measurement results show that this circuit has a minimum insertion loss of 1 dB, 3-dB fractional bandwidth of 11.2%, and return loss exceeding 11 dB.
High speed probe for measurement of sin91e flux quantum circuits is comprised of coaxial cables and microstrip lines in order to carry high speed signals without loss. For the impedance matching between coaxial cable and microstrip line, we have determined the dimension of the microstrip line with 50${\Omega}$ impedance by simulation and then have investigated the effect of line width and cross-sectional shape of signal line, dielectric material, thickness of soldering lead at the coaxial-to-microstrip transition Point, and the an91c between dielectric material and end part of the signal line on the characteristics of signal transmission of the microstrip line. From the simulation, we have found that these all parameter's had influenced on the characteristic of signal transmission on the microstrip line and should be reflected in fabricating high speed probe, We have also determined the dimension of coplanar waveguide to fabricate testing sample for performance test of high speed probe.
In this paper, we show the design of a rotary joint transition for the X-band channel in a rotatable microwave communication system. The transition seems complicated to make a channel between two coaxial cables through a cylindrical waveguide. To make a broad-band performance in the X-band with low insertion loss and return loss given the constraint on the length and radius of this complicated-looking cylindrical structure, Genetic Algorithm optimization is adopted to check the validity of an intensive parametric study in the design. The structure is fabricated and tested to show how valid the design method is as well as good frequency responses.
네모 동축선은 동축선과 도파관을 연결하는 대표적인 천이구조이다. 또한 TEM 셀은 DUT의 EMC 측정을 위해 광범위하게 사용되는 소자이다. 네모 동축선과 TEM 셀의 동작을 정확히 예측하기 위해서는 네모 동축선과 TEM 셀의 분산관계 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 TEM 모드에 대한 분석을 기반으로 고차 모드인 TE와 TM 모드에 대한 분산관계를 단순하면서도 정확한 방법을 이용해 유도한다. 모드정합법과 그린 함수를 이용하여 네모 동축선과 TEM 셀의 분산관계를 해석적으로 정확히 다룬다. 이를 위해 네모 동축선의 구조를 4개의 L블록으로 나누고 중첩의 원리를 사용하여 전체 전자장 표현식을 쉽게 구한다. 분산관계 수렴성을 파악하기 위해 수치해석을 행하고 FDTD 결과와 비교한다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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