In order to develop a tunable resonator which can be easily operated by DC bias and applied for microwave tunable filters and devices using ferroelectric thin or thick films, the non conductor backed-and conductor backed- coplanar stripline resonators have been designed and analyzed. They have been designed to be operated at 25 GHz which involve coplanar stripline input and output ports. The resonators have been simulated and analyzed using Ansoft HFSS. The research has been focused on the Quality factor of the coplanar stripline resonator. The conductor Q, box Q, and radiation Q of the resonators have been analyzed and calculated according to the substrate thickness & conductor width of the resonators. From these parameters, the loss factors of the coplanar stripline resonator have been investigated. The conducting Q of the coplanar stripline resonator has no relation with the thickness of dielectric substrate and increases as the conductor width increases. The box Q has no much relation with the thickness of substrate and the conductor width, which is above 2000. The radiation loss increases as the thickness of substrate and the conductor width increase. To decrease the radiation loss of the coplanar stripline resonator, a conductor backed coplanar stripline resonator has been proposed which has the unloaded Q of 170.
본 논문에는 유전체 도파관 모델을 이용하여 육면체 유전체 공진기 안테나의 공진주파수, Qrad 및 임파던스 대역폭에 대한 근사 결과를 넓은 종횡비에 대하여 3D 그래프로 제시하고 시뮬레이션 및 측정 결과와 비교 분석하였다. 이러한 비교를 위해 상대 유전율이 37.84와 90인 유전체를 개구 결합 및 동축선로 급선하였는데 공진주파수는 약 8% 정도의 예측오차를 갖는 것이 확인되었고 임피던스 대역폭도 급전방식에 따라 차이가 날수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제시된 데이터들은 유전체 공지기 안테나 설계시 주어진 공진주파수와 대역폭에 대한 종횡비 선정시 유용하게 사용될 수 있다.
These days, according to surprising development of communication enterprises, every soft of devices is getting smaller and cheaper. Among these Devices, microwave dielectric ceramics are studied and progressed briskly as the materials of dielectric resonator. Dielectric properties of BaO-S $M_{2}$$O_{3}$-Ti $O_{2}$, one of the BaO Lnsub 2/ $O_{3}$-Ti $O_{2}$ (Ln=La, Sm, Nd, Pr…) system, synthesized by solid-reaction and coprecipitation method were investigated. Disk-type samples were sintered at 1250-1400.deg. C for 2hrs. As a result, single phase was not synthesized in both method. First created the second phase of S $M_{2}$$Ti_{2}$$O_{7}$, and then the last phase of $Ba_{3.75}$S $m_{9.5}$$Ti_{18}$$O_{54}$, Ti $O_{2}$, and $Ba_{2}$$Ti_{9}$$O_{20}$. When the sample was sintered at 1280.deg. C (in solid reaction method) and at 1310.deg. C (in coprecipitation method), it obtained highest dielectric constant (72.96 and 71.70, respectively) and high Q value. Above that temperature, dielectric constant and Q value decreased because of lattice defect according to oxygen vacancies........
본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) 공정을 이용하여 다층 구조의 의사 유전체 공진기를 설계하고, 이를 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuit) 형태의 증폭기, 위상천이기와 함께 폐루프를 구성하여 초소형 전압 제어 의사 유전체 공진기 발진기(Vt-ADRO: Voltage-tuned Artificial Dielectric Resonator Oscillator)를 제작하였다. 의사 유전체 공진기는 주기적인 도체 패턴과 적층을 통해 기존의 유전체 공진기보다 소형의 크기를 갖는 공진기이다. 의사 유전체 공진기의 형상은 기본 도체 패턴 원판형을 갖고 이것을 적층하는 구조를 선정하였으며, 공진기의 물리적 치수 및 적층 수에 따른 공진 특성을 분석하였다. 소형의 크기로 제작하기 위하여 LTCC 기판의 상부에 의사 유전체 공진기를 내장하고, 하부에 증폭기, 위상천이기를 집적하였다. 제작된 의사 유전체 공진기 발진기는 $13{\times}13{\times}3mm^3$로 초소형이며, SMT(Surface Mount Technology) 형태를 갖는다. 설계된 발진기는 설계 주파수에서 개루프 발진 조건을 만족하였으며, 폐루프 측정 결과, 발진 주파수는 조정 전압 0~5 V에서 2.025~2.108 GHz, 위상 잡음은 100 kHz offset에서 $-109{\pm}4$ dBc/Hz, 출력 전력은 $6.8{\pm}0.2$ dBm을 보이며, PFTN(Power Frequency Tuning Normalized) FOM(Figure Of Merit)은 -30.88 dB를 보인다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제9권3호
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pp.164-173
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2009
In this paper, two new circuit structures for European and U.S. ultra-wide band(UWB) bandpass filters(BPFs) with sharp roll-off characteristics are introduced. We show first that the ultra-wide bandpass property is obtained from a $\lambda$/4 open T resonator with a capacitively coupled $\lambda$/4 short-circuited line, which provides two attenuation poles at lower and upper cutoff frequencies. Then, two identical capacitively coupled input/output lines, which can be $\lambda$/4-length open ends or $\lambda$/2-length short ends, with the T-resonator, are adopted to suppress lower and higher frequency components outside of the pass band. There is coupling between the input and output lines providing two additional transmission zeros in the lower and upper transition bands of the filter. Since the coupling between the T-resonator with the $\lambda$/4 short-circuited line and the input/output lines limits the bandwidth of the filter to the European UWB band, both the $\lambda$/4 short-circuited line and the input/output lines are inserted between the two stacked T-resonators for the U.S. UWB band. The filter structures are simulated with ADS and HFSS and realized with low-temperature co-fired ceramic(LTCC) green tape which has the dielectric constant of 7.8. Measurement results agree well with HFSS simulation results.
SIW (Substrate Integrated Waveguide) cavity 공진기의 구조는 유전체기판에 다수의 via-hole 을 이용함으로써 나타낼 수 있으며, rectangular waveguide 와 유사한 특성을 갖는다. 그리고 $50-{\Omega}$ 마이크로스트립라인과 SIW cavity 공진기 중앙간의 결합구조를 통하여 대역저지 특성이 나타나도록 하였다. 이러한 특성을 갖는 SIW cavity 공진기를 이용하여 X-band(9.45 GHz) 발진기를 제작하였고, 위상잡음은 100kHz offset에서 -98.1 dBc/Hz 로 측정되었다. SIW cavity 공진기는 높은 QL 값을 갖고, 2차원 구조이기 때문에 저비용에 우수한 위상잡음 특성을 갖는 발진기 설계에 응용할 수 있다.
An X-band highly frequency-stabilized MIC Gunn oscillator using a dielectric resonator is fabricated. Resonant frequency is obrained by a variational method and it is studied how the oscillating characteristics can be affected by several fators. By the optimizing these factors, we can realize the stabilited oscillator output of 250 mW with 5-7 percet efficiency at 10 GHz. It has the favorable characteristics with frequency variation of 70 KHz/$^[\circ}C$ and the ouput variation within 3 dB over the temperature range from 0 to 70$^[\circ}C$.
최근에 위성용 필터로서 유전체 공진기 내장 도파관 필터가 많이 연구되고 있다. 이 필터의 튜닝을 위하여 튜닝 스크류가 일반적으로 사용되어져 왔는데 튜닝 스크류의 사용은 복잡한 필터의 튜닝 시 너무 소모적인 작업을 야기시키고 미세한 튜닝에 어려움이 있어서 다른 해결책을 필요로 한다. 또한 제품의 사용 시에는 온도등의 외부환경의 변화에 대하여 대처를 하기 위하여 전기적인 튜닝을 이용한 튜닝의 자동화에 대한 필요성이 대두되었다. 이에 대한 해결책으로 BST($Ba_xSr_{1-x}TiO_3$)라는 강유전체를 이용하는 튜닝에 대하여 소개하고 한 경우에 대하여 FDTD 방시의 EM 시뮬레이션을 구하여 그 결과로서 전기저인 필터 튜닝의 가능성을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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