• 제목/요약/키워드: HTS bandpass filter

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고온 초전도체를 이용한 협대역 대역통과 여파기 설계 (A Design of Narrowband Bandpass Filter using High-Temperature Superconductor)

  • 윤형국;윤영중;김성민;이상렬
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권9B호
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    • pp.1668-1675
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    • 1999
  • 본 논문에서는 위성통신용 멀티플렉서에 사용 가능한 협대역 대역통과 여파기를 설계하기 위해 협대역 특성을 가지며 삽입 손실 및 소자의 크기를 최소화시킬 수 있는 고온 초전도체를 이용하여 hairpin-line 및 hybrid hairpin-line/parallel-coupled-line 여파기를 설계하고 실험을 통해 그 특성을 고찰하였다. Hairpin-line만으로 설계된 대역통과 여파기는 surface wave에 의한 spurious mode가 발생한다는 단점이 있지만 본 논문에서 제안된 hybrid hairpin-line/parallel-coupled-line 여파기를 사용하여 spurious mode를 줄일 수 있다. 동작 주파수가 14.25 GHz인 협대역 대역통과 여파기는 고온 초전도체를 이용하여 동일한 3극에서 일반금속 마이크로스트립 여파기보다 더 좋은 1%미만의 협대역과 3 dB이상 적은 삽입손실을 갖도록 하였으며 따라서 같은 성능을 보이고자 할 때 그 크기를 최소화시킬 수 있도록 설계하였다.

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CeO$_2$ 버퍼막과 함께 ${\alpha}\;-Al_2O_3$ 기판 위에 성장된 YBCO 박막을 사용한 HTS Microscrp Bandpass filter의 제작 (Fabrication of HTS Microstrip Bandpass Filters using CeO$_2$ buffered YBCO Films grown on ${\alpha}\;Al_2O_3$ substrates)

  • 정구락;추형곤;강준희;박상진;석중현;이은홍
    • 한국초전도학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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    • pp.58-62
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    • 1999
  • We fabricated a new hairpin type HTS 2-pole microstrip Bandpass filter to operate at 5.8GHz. The fabrication method was pulsed laser deposition and YBCO films were deposited on ${\alpha}$-A1$_2O_3$ substrates with a CeO$_2$ thin layer as a buffer layer. We developed a new style hairpin type filter by using interdigitide innerpole. Compared to the saute size regular hairpin type filters, our filter had a lower center frequency, bandwidth and loss by an amount of 14.5%, 29.6%, 0.5488dB, respectively. The size of the filters were 13.7${\times}$3.3mm. We did simulations on the several types of band pass filters by using HFSS and serenade. We measured growth rate and Tc of YBCO films grown on CeO$_2$/ ${\alpha}$-A1$_2O_3$ substrates which were rotated while growing films.

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고온 초전도 에피텍셜 박막을 이용한 SIR 마이크로스트립 대역통과 필터의 제작 및 특성연구 (Fabrication & Characteristics of SIR Microsrip Bandpass Filters using Deposition of High-Tc Superconducting Epitaxial Films)

  • 박경국;정동철;정용채;임성훈;임성우;한병성
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제48권5호
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    • pp.326-332
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    • 1999
  • In this paper, we designed and fabricated High-Tc Superconducting (HTS) microstrip bandpass filters using Stepped Impedance Resonators(SIR) and studied on their characteristics. The $high-T_c$ superconducting $Y_1Ba_2Cu_3O_{7-x}$ epitaxial films were deposited by Pulse Laser Deposition (PLD) system on MgO. The fabricated filters were designed so as to operate in Ku band with central frequency 17.25 GHz, bandwidth 2.896% and ripple 0.01 dB. These filters were composed of parallel coupled microstrip SIR of which impedance ratio (K) are 0.5, 1.5. In the measured response, HTS filters had showed insertion loss below -0.5 dB. For comparison with normal conducting filter, we fabricated the Au counterpart that consists of the resonators as K=1.5 in the same dimension and measured performance of the Au filter. In comparison, HTS filter designed optimally got superior response to gold conterpart.

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$Y_1Ba_2Cu_3O_{7-x}$ 박막을 이용한 Ku-밴드 HTS 마이크로스트립 대역통과 필터의 전산모사 특성 (Characteristic Simulation of the High Temperature Superconducting Micostrip Bandpass Filters using $Y_1Ba_2Cu_3O_{7-x}$ Films)

  • 박경국;정동철;임성훈;임성우;정용채;한병성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1332-1-1332-4
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    • 1998
  • This paper described design and simulation of the high-Tc superconducting (HTS) microstrip bandpass filter (BPF) on MgO substrate using $Y_1Ba_2Cu_3O_{7-x}$ films that show superconductivity ${at \fallingdotseq}90$ K. Design parameters for the characteristic of the bandpass filter in Ku-band were obtained by approximate design formulas. It used parallel coupled stripline stepped impedance resonators (SIR). Microwave design system, MDS(EEsorf S/W) was used to derive the optimal pattern of the filters and to simulate frequency response. In computer-aided results, optimally designed HTS filters got good performance compared with the gold counter-parts on frequency response $S_{21}$, $S_{11}$.

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헤어핀 초전도체 필터와 구리 필터의 주파수 응답비교 (Comparison frequency responses of hairpin type superconducting and copper bandpass filters)

  • 박정호;송석천;이상렬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.798-801
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    • 2000
  • For the performance enhancement of communication system, high quality filters are required. Also a minimization of size of filter is required for the interation of devices in the limited area. Conventional metal filters made of copper can be substituted by high quality high temperature superconducting(HTS) films for better performance. Hairpin type filters have been designed with the center frequency 14 GHz for the size reduction. 3-pole and 4-pole filters centered at 14 GHz with the bandwidth of about 300 MHz were designed and fabricated. With the simulation results, the frequency responses showed low insertion loss and sharp skirts characteristics. The frequency response of HTS 14 GHz fi1ter was measured at 77 K and compared with the simulation results. We have compared YBCO filters and copper filters which were made with the same design rules. Simulated and measured frequency responses reveal that HTS YBCO hairpin type bandpass filters show better performance than copper filters.

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의사 집중상수 소자 공진기의 새로운 비 인접 결합을 이용한 7-극 고온초전도 마이크로스트립 대역 통과 필터 (7-Pole HTS Bandpass Filter Using New Non-adjacent Coupling of Pseudo-lumped Element Resonators)

  • 전부경;김종헌;이찬주;민병철;최영환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1313-1321
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    • 2000
  • 본 논문에서는 필터의 설계 및 구현이 용이하고 소형화가 가능한 새로운 구조의 고온초전도 마이크로스트립 형태의 의사 집중상수 소자 공진기를 제안하였다. 또한, 공진기들 사이의 비 인접 결합을 이용하여 notch를 갖는 필터특성의 7-극 대역통과 필터를 설계, 제작하였다. 7-극 notch를 갖는 필터는 두께 0.5mm, 유전율 23.5의 $LaAlO_{3}$ 기판상에 YBCO를 양면 증착하여 제작하였다. 측정결과, 절대 온도 20K에서 중심 주파수 1774MHz 차단대역(cut-off-band)에서 33㏈감쇠를 나타내었다.

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밀리미터파용 고온초전도 다운-컨버터의 제작 및 고주파 특성 평가 (High-$T_{c}$ Superconducting down-converter for Millimeterwave)

  • 강광용;김호영;김철수;곽민환
    • 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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    • pp.358-361
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    • 2002
  • The millirneterwave high-T$_{c}$ superconducting(HTS) down-converter sub-system with the HTS/III-V integrated mixer as the central device is demonstrated first. The constituent components of HTS down-converter sub-system such as a single balanced type integrated mixer with rat-race coupler, a cavity type bandpass filter (26 GHz), and a HTS planar lowpass filter(1 GHz), semiconductor LNA and IF-power amplifier, a driving electronic module for A/D converter, and a Stirling type mini-cooler module were combined into an International stand- and rack of 19-inch. From the RF(-61 dBm, 26.5GHz)and LO signal(-1 dBm, 25.6 GHz), IF signal(0dBm, 0.9 GHz) agreed with simulated results is obtained.d.

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고온초전도 다층박막의 성장과 마이크로파 필터의 개발 (Growth of high-$T_{c}$ Superconducting Multilayer thin films and Fabrication of Microwave Filter)

  • 강광용;김철수;곽민환
    • 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도저온공학회 2003년도 학술대회 논문집
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    • pp.287-290
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    • 2003
  • For microwave device applications, c-axis oriented high temperature superconducting YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-{\delta}}$ (HTS-YBCO) epitaxial thin films on the r-cut sapphire substrate(Al$_2$O$_3$) were prepared. In order to reduce the lattice mismatch with a substrate and to enhance the crystallity of HTS thin films, CeO$_2$ buffer layer on the r-cut sapphire substrate was grown by the RF-magnetron sputtering. The YBCO films on the CeO$_2$ buffer layer were deposited using the pulsed-laser deposition (PLD) method. These HTS YBCO /CeO$_2$/Al$_2$O$_3$ multilayer thin films(30 $\times$ 30 mm$^2$) routinely exhibited a critical temperature(T$_{c}$) of 89 K from the R-T measurement. Using HTS YBCO/CeO$_2$ /Al$_2$O$_3$ multilayer thin film. We fabricated and characterized the microwave passive devices (planar type filters) with cryopack-age such as the coupled -line type low-pass filter (LPF) and the open-loop meander type bandpass filter (BPF).filter (BPF).).

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마이크로파 응용을 위한 고온초전도 필터 서브-시스템

  • 강광용;김현탁;곽민환
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제14권3호
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    • pp.20-40
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    • 2003
  • 고온초전도 필터의 무부하 양호도 값(unloaded Q-value)이 매우 높기 때문에, 삽입손실의 증가없이 극수(pole number)를 크게 증가시킨 대역통과 및 저역통과 필터를 제작할 수 있다(현재, 70-pole 대역통과 필터가 개발). 초전도 필터는 급준한 스컷 특성과 차단대역에 대한 양호한 감쇠수준을 얻을 수 있고, 집중상수형 공진기(lumped element resonators)를 사용하거나 지연파(slow wave) 특성을 활용하면 소형화가 가능하다. 다성분계인 산화물(oxide) 고온초전체를 에피택셜 박막 및 대면적(4-인치급) 박막으로 제조함으로서 다양한 구조의 평면형(planar type) 필터 개발뿐만 아니라, 전력처리력(power handling capability)도 향상시킬 수 있게 되었다. 최근에 고온초전도 평면형 필터는 반도체 저잡음 증폭기(GaAs-based LNA), 초소형 냉각기(mini-cooler)와 집적되어 서브-시스템화되었다. 그리고 이동통신 기지국용 수신전치부(receiver front-end) 서브-시스템으로 발전하여 통신시스템의 잡음수준과 인접한 주파수 대역에 의한 전파간섭을 현저히 줄일 수 있고, 동시에 주파수 이용효율의 향상과 통신시스템의 용량증대도 가능케 하고 있다. 본고에서는 고온초전도체 필터의 원리, 종류 및 설계법, 그리고 초전도 필터의 특징과 상품화의 요구사항에 대해 알아보고, 이동통신 기지국 수신 전치부용으로 사용되고 있는 고온초전도 필터 시스템개발과 관련된 연구 및 시장 동향의 특징들을 살펴보고자 한다.