본 논문에서는 초광대역의 마이크로스트립-FGCPW 전이구조 설계를 제안하였다. 제안한 전이구조는 바닥면 그라운드의 변화를 통해 전계 및 임피던스 정합을 구현하였다. 등각 사상을 이용하여 전이구조를 해석하여 닫힌 형태의 수식을 제안하였으며, 제안한 수식은 상용 EM 시뮬레이터와 3.3 % 오차 범위의 정확성을 가짐을 확인하였다. 제작된 전이구조는 9~40 GHz 이상의 대역에서 1 dB 이하의 손실과 10 dB 이상의 반사손실을 가짐을 확인하였다.
A curvature variable taper is proposed for a waveguide-microstrip transition. It is applied to a ridge waveguide. The curvature depends on the taper length and difference of waveguide's height and microstrip substrate's height. The taper is manufactured easier than the other tapers. It's reflection coefficient is smaller than the parabolic taper's below one wavelengrh. The results of experiment show that S$_{11}$ is below -20dB and SS$_{21}$ is about -0.5dB in the band of 10~15 GHz. These results are good agreement with the theoritical values.
본 논문에서는 낮은 삽입 손실을 가지는 광대역 마이크로스트립-도파관 전이구조를 제안하였다. 제안하는 전이구조는 자연스러운 전계분포의 필드 변환과 마이크로스트립 선로와 fin-line 사이의 임피던스 정합의 관점에서 설계되었다. Offset DSPSL (double-sided parallel stripline)을 이용한 fin-line 테이퍼로 전이구조의 길이 및 그 구조를 결정할 수 있도록 하였다. 제작된 전이구조의 특성은 전이구조 당 85 ~ 108 GHz의 대역에서 0.67 dB 이하의 낮은 삽입 손실을 가지고 있으며, 83 ~ 110 GHz 이상의 대역에서 1 dB 이하의 삽입 손실을 가짐을 확인하였다. 본 논문에서 제시한 전이구조를 이용하여 W-대역의 초소형 레이다 및 다양한 응용 분야에 적용 가능하리라 예상된다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제2권2호
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pp.105-111
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2002
New high-performance Ka-band waveguide-to-microstrip transitions for millimeter-wave transceiver applications have been developed and characterized. These transitions are probe-type, but the dielectric material completely covers the whole waveguide aperture, thus providing moisture-barrier and robustness in the probe section. The new probe transitions are also designed to be less sensitive to fabrication tolerances. Further performance enhancements have been obtained by placing vias around the waveguide aperture. Also, the resonance phenomena associated with waveguide wall-penetration have been identified. The developed probe transitions provide insertion loss less than 0.4 dB over entire Ka-band frequencies, but can be optimized for narrowband applications with insertion loss less than 0.2 dB.
본 논문에서는 200 GHz 대역의 시스템에 응용이 가능한 구형도파관 전송선로와 평면 구조인 마이크로스트립 전송선로 구조의 부품들의 상호 신호전달을 위해 프로브 구조의 변환기를 설계하였다. 설계된 변환기는 프로브, 임피던스 변화를 위한 테이퍼구조와 마이크로스트립 구조의 전송선로로 구성된다. Ansoft사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 이용하여 프로브의 크기 및 테이퍼의 길이를 변경하여 주파수 특성 변화를 확인하였으며 최적화하였다. 변환기는 특성 검증을 위해 back-to-back 구조로 설계되었으며, 시뮬레이션 결과 186 GHz ~ 210 GHz의 대역폭을 갖으며 전 대역에서 - 0.81 dB 이하의 삽입손실과 -10 dB 이상의 반사손실을 확인하였다.
본 논문에서는 Q 대역에서 사용가능한 무인항공기 라디오미터 응용 소형 도파관-마이크로스트립 전이구조를 제안하였다. 제안된 전이구조는 간단하면서도 소형이며, 쉽게 정합이 되고, 크기와 제작 오차에 덜 민감한 특징을 가진다. E 평면 패치형태를 가지는 제안된 전이구조는 캐비티 장착뿐 아니라, 도파관-마이크로스트립 기판의 정렬오차에도 덜 민감한 것이 특징이다. 주요파라미터의 최적화에는 3차원 시뮬레이터인 ANSYS사의 HFSS를 사용하였다. Back-to-back 구조에 대하여 중심 주파수에서 20 dB 이상의 반사손실과 1 dB 이하의 삽입손실을 가졌으며, 36 GHz에서 42 GHz까지 반사손실 15 dB 이상의 우수한 성능을 가졌다.
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.
본 연구에서 GaAs pHEMT와 도파관-마이크로스트립 변환구조를 이용하여 38 GHz 대역 하이브리드 전력증폭기 모듈이 개발되었다. 10 mil duroid 기판이 전력증폭가와 도파관-마이크로스트립 변환구조 제작에 사용되었다. 제작된 도파관-마이크로스트립 변환구조는 32 - 40 GHz 대역까지 약 I dB 삽입손실(back to back)의 측정 결과를 보였다. 전력증폭기 모듈의 측정 결과, 36.8 - 38.5 GHz에서 대략 출력 전력 29 dBm(P1.5 dB), 전력 이득은 7.2 dB, PAE 는 11.2 % 였다.
본 논문에서는 5세대 이동통신 시스템에 적용하기 위한 V-밴드 내 57-65GHz 대역에서의 앤티포달 핀라인(antipodal finline) 도파관 변환기의 특성을 분석하고, 변환기를 설계하였다. 특히, 핀라인 테이퍼 형태를 설계하기 위해 선형 테이퍼에 곡률변수를 통해 곡률을 추가시켜 스플라인(spline) 테이퍼를 구하는 방식을 제안하였다. 이 방식을 통해 최적화에 부적절한 영역을 최적화 영역에서 제외함으로써 보다 효율적으로 최적화를 할 수 있었다. 앤티포달 핀라인 변환기의 반사손실과 삽입손실은 핀라인 테이퍼 형태에 가장 크게 좌우되었다. 핀라인 변환기 구조에서 발생되는 공진은 변환기의 성능을 저해하는 가장 큰 적이었으며 반원 모양의 패치(patch)를 사용하여 완화시켰다. 설계한 앤티포달 핀라인 변환기는 사용하고자 하는 대역(57-65GHz)에서 반사손실은 -24.2dB이하이고 삽입손실은 -0.24dB 이하로서 매우 양호한 특성을 나타냈다.
본 논문에서는 K-커넥터를 사용하지 않고 다수의 전력증폭기를 WR-28 도파관에서 전력 합성하기 위해 마이크로스트립 전송 선로를 도파관으로 직접 변환하는 2가지 형태의 개방형 E-평면 프로브를 최적 설계하고, 이를 활용한 변환기를 제작, 평가하였다. 중심 주파수 35 GHz에서 ${\pm}500MHz$의 대역폭을 가지며, 0.1 dB의 삽입 손실과 20 dB 이상의 반사 손실을 목표로 변환기 설계가 진행되었으며, 제작 시 발생할 수 있는 지그 가공 및 조립오차에 대한 특성도 3차원 전자기 시뮬레이션을 통해 고려하였다. 16 mm와 26.57 mm의 마이크로스트립 선로를 가지는 back-to-back 변환기 구조를 제작하였으며, 35 GHz에서 변환기 당 약 0.1 dB의 우수한 삽입 손실을 얻었고, Ka 대역 전체 주파수 영역에서 평균 0.2 dB의 삽입 손실 특성을 보였다. 반사 손실의 경우, back-to-back 구조가 Ka 대역에서 15 dB 이상의 특성을 보여 변환기 자체로는 20 dB 이상의 값을 가지는 것으로 파악되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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