본 논문에서는 동일면 도파관(coplanar waveguide: CPW)으로 급전되는 이중 다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)에 대한 설계 방법을 제안하였다. 제안된 CPW-급전 DDQYA는 직렬로 연결된 두 개의 스트립 다이폴 안테나, 접지 반사기, 스트립-쌍 도파기로 구성된다. 신호선이 안테나의 반대쪽 기판에 위치하는 기존의 마이크로스트립 급전선로 대신에 CPW를 사용하여 안테나와 동일면에 급전선로가 위치하여 제작이 용이하다. 스트립-쌍 도파기는 두 개의 수평으로 분리된 스트립들로 구성되며, 고주파수 영역에서 이득을 높이기 위해 두 번째 다이폴 위에 추가하였다. 제안된 CPW-급전 DDQYA 안테나를 FR4 기판에 제작한 결과, 1.66-3.38 GHz(68.3%) 대역에서 전압 정재파비가 2 이하로 측정되었고, 이득은 1.60-2.90 GHz 대역에서 5.0-7.3 dBi로 5 dBi 이상을 유지하는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 60 GHz 대역의 무선 LAN(Wireless Local Area Network) 시스템에서 Balanced 구조를 갖는 증폭기나 믹서에 응용이 가능한 CPW(Coplanar Waveguide)구조의 Tandem 형 3-dB 방향성 결합기를 설계하고 제작하였다. 이는 기존의 edge-coupled 선로를 이용한 3 dB 결합기가 가지는 제작의 어려움과 방향성의 문제를 개선하기 위해 단일 결합선로를 다단으로 평행하게 연결한 구조이다. 우리는 소자의 크기와 제작의 용이함을 고려해, 결합계수가 -8.34 dB를 갖는 단일 결합선로를 2단으로 평행하게 연결한 구조를 채택하였다. 그리고 기존의 Tandem 결합기 제작에서 사용되어왔던 다층 기판 구조나 본딩 구조가 아닌 에어브리지 구조를 이용하여 단일 평면으로 쉽게 구현할 수 있도록 하였고, V-band(50 $\~$75 GHz)내에서 동작할 수 있도록 기생성분을 줄이고 소자 특성을 유지시켰다. 측정결과 V-band에서 완만한 3.5 $\~$4 dB의 결합도와 87.5$^{\circ}{\pm}1^{\circ}$ 의 위상차를, 60 GHz 에서는 30 dB 이상의 방향성을 확인하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권7호
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pp.752-759
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2013
This paper presents a method for analyzing and designing an extremely miniaturized planar ring hybrid, using the combination of parallel and diagonally shorted coupled lines. In contrast to conventional miniaturized coupled line filters, it is proven that the required electrical length of transmission line can be largely reduced to even a few degrees, not only effectively suppressing the spurious passband but also approximately maintaining the same characteristic around the stable center frequency. A ring hybrid filter at center frequency of 1 GHz was fabricated on the FR4 epoxy glass cloth copper-clad plat (CCL) PCB substrate. The insertion loss of a ring hybrid filter with the die area of $30mm{\times}30mm$ is -4.68 dB. Simulated results are well agreed with the measurements.
A miniaturized CMOS bandpass filter for a single RF transceiver system is presented, using diagonally end-shorted coupled lines and lumped capacitors. In contrast to conventional miniaturized coupled line filters, it is proven that the effective permittivity variation of the coupled transmission line has no effect on shifting the center frequency when the bandpass filter is highly miniaturized. A bandpass filter at a center frequency of 2 GHz was fabricated by $0.18{\mu}m$ CMOS technology. The insertion loss with the die area of $1500{\mu}m{\times}1000{\mu}m$ is -5.14 dB. Simulated results are well agreed with the easurements. It also verify the center frequency stability in the compact size bandpass filter.
Kim, Ki-Hyeon;Shinji Ikeda;Masahiro Yamaguchi;Arai, Ken-Ichi;Hideaki Nagura;Shigehiro ohnuma
한국자기학회:학술대회 개요집
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한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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pp.200-201
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2002
Recently, a countermeasure for the electromagnetic noise emission on RF integrated transmission line using the loss generation of ferromagnetic thin films is briefly suggested$\^$1,2/. Without the magnetic film, the noise harmonics of the signal pass through the transmission line with only a little attenuation. The ideal role of magnetic film is not to raise insertion losses in the pass-band and to give as large attenuation as possible to eliminate the noise harmonics at the stop-band, the frequency range higher than the meaningful signal as shown in Fig. 1. and Fig. 2. (omitted)
본 논문에서는 초고주파나 밀리미터파 대역에서 코프래너 도파로 구조로부터 S-파라메타를 이용하여 유효유전상수를 도출하는 간단한 방법을 제시하였다. 이 방법은 특성임피던스 Z/sub o/와 전송선 길이 ℓ로 주어진 전송선이 주파수가 변화함에 따라 나타나는 S/sub 11/ 값으로부터 βℓ =nπ 에서 극한적으로 바뀌는 것을 이용하여 유효유전상수 ε/sub eff/를 도출하는 기법이다. ε/sub r/=3.38의 Rogers 4003/sup TM/ 기판 위에서 실험적으로 얻어진 유효유전상수 값은 2.042로 나타났으며, 기존의 공식으로부터 얻어진 ε/sub eff/ 값은 -3.4%에서 8% 범위의 오차를 보여 주었다. 코프래너 도파로 구조의 유효유전상수 값이 간단한 측정 방법으로 뿐만 아니라 제작된 회로 구조 위에서 직접 측정될 수 있어, 복잡한 회로 구조를 지닌 다른 유전체 재질의 기판 위에서도 측정이 보다 정확하고 간단하게 이루어 질 수 있음을 보여 주었다.
마이크로스트립-CPS (coplanar stripline)의 초광대역 발룬을 이용하여 초광대역 부품을 개발하였다. 초광대역 발룬은 DC 근처부터 40 GHz 이상의 대역에서 동작하고 있으며, 이를 응용한 초광대역 부품 또한 10 GHz 이상의 주파수 대역을 가지고 있다. 개발된 초광대역 부품은 초광대역 안테나, 주파수 혼합기, 주파수 체배기 및 검파기가 있으며, 주로 상용으로 판매되는 캐리어(carrier) 형태 및 하우징 형태의 소자로 개발이 되었다. 뿐만 아니라, 새로운 구조의 표면실장형 전이구조를 개발하여 이러한 소자를 표면실장형의 형태로 구현하였다. 표면 실장형 소자의 한 예로, 체배기는 출력 주파수 8 ~ 28 GHz의 초광대역의 특성을 가지고 있다. 고성능, 저가의 초광대역 소자는 기존의 비싼 소자들을 대체 할 수 있으며, 향후 UWB의 여러 응용분야에 사용 되리라 예상된다.
본 논문에서는 단일 DGS를 사용하여 다중의 주파수 대역을 억압할 수 있는 슬롯형 DGS를 제안하였다. 제안된 구조는 동일 평면 도파관 전송 선로(CPW: Coplanar Waveguide)의 접지 면에 서로 다른 크기의 맴돌이 형태의 슬롯 DGS들을 신호 선에 대하여 횡축으로 삽입하여, 다중 주파수 대역을 억압할 수 있도록 설계되었다. 제안된 구조를 제작하였으며, 시뮬레이션 결과와 측정된 결과가 상당 부분 일치하는 것을 확인하였다. 또한 제안된 구조에 대한 등가 회로 모델을 제시하였다. 제안된 등가 회로는 접지 면에 위치한 DGS를 LC 공진기들로 표현하였으며, 이러한 공진기들이 신호선과 자기적으로 결합한 것으로 모델링 하였다. 등가 회로를 해석하여 다중의 공진 주파수 특성이 나타남을 확인하였다.
본 논문에서는 finite-extent backed conductor를 가지는 CPW(Coplanar waveguide) 방향성 결합기에서, 방향성의 향상을 위해 접지면과 전송선 사이의 slot 폭을 확장하는 보상구조를 제안하였다. 제안된 구조는 적절한 slot의 길이와 폭을 가질 경우, 결합기에서의 변화되는 정전용량과 추가된 인덕턴스로 인해 각모드의 위상속도 차이가 없어지므로 우수한 방향성 특성을 갖게 한다. 제안된 보상구조를 이용하여 1 ㎓를 중심주파수로 하는 finite-extent backed conductor를 가지는 CPW 방향성 결합기를 보통의 결합도를 갖는 6 ㏈ 결합기와 높은 결합도를 갖는 3 ㏈ 결합기 형태로 구현하였다 설계된 CPW 방향성 결합기는 MoM(Method of Moments) 방식의 EM solver 계산 결과, 중심주파수에서 목적하는 결합도를 가지면서 각각 55 ㏈와 58 ㏈의 우수한 방향성을 가지며, 정합특성 역시 우수하다. 측정결과는 계산결과와 매우 유사하며, 이를 통하여 제안된 보상구조의 유용성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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