In this paper, a unit cell for low pass filter design by using composite right and left-handed transmission line in conductor-backed coplanar waveguide is proposed. The characteristics of the unit cell are analyzed in order to design a low pass filter in small sizes. By changing the sizes of the unit cell, the parameters of right-handed and left-handed immittance components are changed and the desired characteristics of the unit cell are achieved. The equivalent circuit of the unit cell is extracted and analyzed either. As a result, the simulation results of the unit cell and the equivalent circuit are almost identified. The movement and energy distributions of electromagnetic field are shown to confirm the property of the unit cell. In the end, a low pass filter is demonstrated by cascading three proposed unit cells, which shows cutoff frequency of 1.53GHz and deep attenuation from 2.23GHz to 4.49GHz lower than -50dB.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권1호
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pp.45-51
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2015
본 논문에서는 실리콘 RFIC 상에서 무선 통신 시스템의 소형화에의 응용을 위하여 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 단파장 박막필름 전송선로의 RF특성에 관하여 연구하였다. 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 파장은 종래의 코프레너 선로에 비하여 단파장특성을 보여주고 있으며, 특히 10 GHz에서 파장이 6.26 mm로 종래의 코프레너 선로의 60.5 %이다. 또한 본 논문에서는 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 등가회로와 대역폭에 관하여 연구를 진행하였다. 등가회로는 단위 셀로 나타냈으며, 상기 등가회로의 각 소자들은 closed-form 수식을 통하여 이론적으로 계산하였다. 측정 결과 0 ~ 30 GHz 범위에서 계산수치와 측정수치가 유사하게 나온 것을 확인 할 수 있었다. 대역폭 계산결과 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로는 차단주파수가 377 GHz 이상의 광대역 특성을 보여주고 있다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 전송선로를 이용하여 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있었다.
Si-based electromagnetic noise suppressors on coplanar waveguide transmission lines incorporated with a $SiO_2$ dielectric layer and a nanogranular Co-Fe-Al-O magnetic thin film are reported. Unlike glass-based devices, large signal attenuation is observed even in the bare structure without coating the magnetic thin film. Much larger signal attenuation is achieved in fully integrated devices. The transmission scattering parameter ($S_{21}$) is as small as -90 dB at 20 GHz at the following device dimensions; the thicknesses of the $SiO_2$ and Co-Fe-Al-O thin films are 0.1 $\mu$m and 1 $\mu$m, respectively, the length of the transmission line is 15 mm, and the width of the magnetic thin film is 2000 $\mu$m. In all cases, the reflection scattering parameter ($S_{11}$) is below -10 dB over the whole frequency band. Additional distributed capacitance formed by the Cu transmission line/$SiO_2$/Si substrate is responsible for these characteristics. It is considered that the present noise suppressors based on the Si substrate are a first important step to the realization of MMIC noise suppressors.
Coplanar-type MIS transmission lines have been simulated using FDTD method and compared with the measured results and the simulated results of the reference paper[3]. We can confirm that our simulation results are similar to measured results compared to the previous simulated results of the reference paper. Moreover, variations of characteristic impedance by insulator thickness are calculated for the insulator thickness of 0.0,0.5 and 1.0$\mu\textrm{m}$.
A phased array antenna was fabricated using four-element ferroelectric phase shifters with a coplanar waveguide (CPW) transmission line structure based on a $Ba_{0.6}Sr_{0.4}TiO_3(BST)/MgO$ structure. Epitaxial BST films were deposited on MgO (001) substrates by pulsed laser deposition. To attain the large differential phase shift and small losses for a ferroelectric CPW phase shifter, an impedance-matching-part adding technique between the effective transmission line and connecting cable was used. The return loss and insertion loss for this techniqueadapted BST CPW device were improved with respect to those for a normal BST CPW device. For an X-band phased array antenna system consisting of ferroelectric BST CPW phase shifters, power divider, dc block, patch antenna, and programmed dc power, the steering beam could be tilted by $15^{\circ}$ in either direction.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제7권1호
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pp.42-50
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2006
Co-Fe-Al-O nano-granular thin films with high electrical resistivity, fabricated by radio frequency magnetron sputtering under an $Ar+O_2$ atmosphere, are found to show good soft magnetic properties in the GHz frequency range. The real part value of the relative permeability is 260 at low frequencies and this value is maintained up to the GHz frequency range. A non-integrated type noise filter on a coplanar waveguide transmission line is demonstrated by using the Co-Fe-Al-O nano-granular thin film with the dimensions of $4\;mm(l){\times}4\;mm(w){\times}0.1\;{\mu}m(t)$. The insertion loss is very low being less than 0.3 dB and this low value is maintained up to 2 GHz. At a ferromagnetic resonance frequency of 3.3 GHz, the degree of noise suppression is measured to be 3 dB. This level of noise attenuation is small for real applications, but there is much room for further improvement by increasing the magnetic volume and integrating the magnetic thin film into the CPW transmission line.
The microwave power absorption for the patterned CoNbZr magnetic film has been investigated by coplanar waveguide method. The power absorption peaks of the patterned CoNbZr film (50 ${\mu}m$${\times}$ 2 mm ${\times}$ 2 ${\mu}m$), were observed at around 5.7 GHz. The observed resonance peak was in good agreement with calculated ferromagnetic resonance frequency including magnetic shape anisotropy effects. Compared with the coplanar waveguide without a magnetic film, the characteristic impedance of patterned film was shown to be increased. This resulted from the large increment of inductance up to 33 % without any significant changes of the capacitance.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권1호
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pp.70-77
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2014
본 논문에서는 실리콘 RFIC(radio frequency integrated circuit) 상에서 초소형 수동소자에의 응용을 위하여 다양한 형태의 주기적 스트립 구조(PSS, periodic strip structure)를 이용한 전송선로의 기본 특성을 연구하였다. 그 결과에 의하면, 본 논문에서 제안한 다양한 형태의 PSS 구조를 가지는 전송선로는 종래의 코프레너 선로(CPW, coplanar wave guide)에 비해 강한 slow-wave 특성에 의해 단파장 특성을 보여주었으며, 특히, PSS와 접지면 사이에 contact가 존재하고 PSS에 slot이 존재하지 않는 with-contact 구조가 RF 소자의 소형화에 가장 효과적임을 알 수 있었다. 구체적으로 with-contact 형태의 전송선로에 대한 실리콘 박막상의 점유면적은 종래의 코프레너 선로에 비해 4.39%로 점유면적이 대폭 축소되었다. 대역폭 계산결과에 의하면 모든 형태의 PSS 구조는 적어도 차단주파수가 384 GHz이상의 광대역 특성을 보여주었다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 다양한 형태의 PSS 구조를 가지는 전송선로는 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있으며, 특히, with-contact 구조가 RF 소자의 소형화에 가장 효과적임을 알 수 있었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권3호
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pp.302-311
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2014
본 연구에서는 소형화된 투명 플렉시블 무선통신소자 구현을 위해, 주기적 구조를 가지는 fishbone 형태의 전송선로를 PES (polyether sulfone) 박막상에 제작하였으며, 이에 관한 RF 특성을 고찰하였다. 그 결과에 의하면, PES 박막상에 제작된 fishbone 형태의 전송선로는 종래의 코프레너선로에 비해 단파장특성을 보여주었으며, 구체적으로 50 GHz에서 선로파장은 2.23 mm으로, 종래의 코프레너 선로의 56.6%이다. 삽입손실 측정결과에 의하면 fishbone 형태의 전송선로는 50 GHz 까지의 주파수 범위에서 1.31 dB보다 낮은 저손실특성을 보여주었다. 대역폭 추출결과에 의하면, PES 박막상의 fishbone 형태의 전송선로는 통과대역이 608 GHz인 광대역 특성을 보였다. PES 박막상의 fishbone 형태의 전송선로의 특성임피던스는 기존의 주기적 구조와는 달리 매우 적은 주파수 의존성을 나타내었으며, 이로 인해 광대역의 전송선로 및 광대역 분포형 수동소자에 이용될 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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