Fathi, Esmaeil;Setoudeh, Farbod;Tavakoli, Mohammad Bagher
ETRI Journal
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제44권2호
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pp.260-273
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2022
This study presents a novel multilayer structure of parallel coupled-line bandpass filtercentered at 2.42 GHz with a fractional bandwidth value of approximately 19.4%. The designed filter can suppress harmonics with an appropriate frequency response by incorporating different techniques based on the multilayer technique. A combination of different techniques such as radial microstrip stubs and defected ground structure (DGS) and defected microstrip structure techniques are employed to suppress harmonics up to 5f0. These techniques are used in two layers to suppress up to 5f0. In addition, in this study, the effects of different parameters, such as the width of slot-line DGS, the angle of diagonal line slots in the upper layer, and the air gap between the two layers on the filter performance, are investigated. To verify the correct circuit operation, the designed filter is implemented and tested. The measurement results of the proposed filter are compared with the simulation results.
본 논문에서는 기존 코플래나 웨이브가이드(CPW), 유한접지(FG) CPW, 그리고 접지(G) CPW와 같은 세 종류의 균일단면 구조의 CPW와 $TE_{01{\delta}}$ 모드 유전체공진기(DR : Dielectric Resonator)간의 결합 특성을 연구하고 마이크로스트립과 DR과의 결합과 같은 병렬 공진 특성을 보이는 CPW 와 DR간의 결합회로의 설계 방법을 제안한다. 결합 특성은 DR을 CPW의 접지와 신호선사이의 두 간격 중의 하나의 중심 상에 유전체 지지대(Support)를 이용하여 위치시키고 접지 방향으로 이동하면서 연구되었다. HFSS(High Frequency Structure Simulator : Finite Element Method Commercial Tool)의 시뮬레이션과 측정된 S-파라미터 값은 잘 일치했다. 마지막으로, 위에서 언급한 세 종류의 CPW와 DR과의 결합과 마이크로스트립라인과 DR과의 결합을 무부하 품질계수인 $Q_u$를 이용하여 비교하였다. 비교결과 CPW와 DR과의 결합은 마이크로스트립라인과 DR과의 결합보다 높은 $Q_u$ 값을 나타냈고 그 중에서 GCPW와 DR과의 결합이 가장 높은 $Q_u$를 보여줬다.
Hwang, Sungyoun;Lee, Bomson;Kim, Dong Hwan;Park, Joon Young
Journal of electromagnetic engineering and science
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제18권2호
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pp.108-116
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2018
In this paper, a method of designing a Vivaldi type phased array antenna (PAA) which operates at S-band (2.8-3.3 GHz) is presented. The presented antenna uses broadside coupled split ring resonators (BC-SRRs) for high isolation, wide field of view, and good active S-parameter characteristics. As an example, we design a $1{\times}8$ array antenna with various BC-SRR structures using theory and EM simulations. The antenna is fabricated and measured to verify the design. With the BC-SRR implemented between the two radiating elements, the isolation is shown to be enhanced by 6 dB, up to 23 dB. The scan angle is shown to be within ${\pm}53^{\circ}$ based on a -10 dB active reflection coefficient. The operation of the scan angle is possible within ${\pm}60^{\circ}$ with a little larger reflection coefficient (-7 dB to -8 dB). The proposed design with BC-SRRs is expected to be useful for PAA applications.
본 논문에서는 복잡한 무선통신 환경에서 편파 다이버시티를 사용하기 위하여 편파 변환 기능을 갖는 개구결합 마이크로스트립 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 다층기관의 배면에 급전을 위한 마이크로스트립 선로를 가졌으며, 그 위의 접지면에는 $\lambda{g}/4$ 간격으로 2개의 슬롯이 위층의 방형 방사 패치의 변과 평행하게 놓여져 있다. 마이크로스트립 급전선로의 종단에 연결한 핀 다이오드를 개방과 단락으로 변환함에 따라 하나의 슬롯이 선택되어 패치에 급전하도록 함으로써 편과를 수평이나 수직으로 변환하는 구조로 하였다. 제작된 안테나의 공진주파수는 수평, 수직편파에서 파자 $2.41\;\cal{GHz},\;2.40\;\cal{GHz}$로 나타났고 편파 분리도는 $19\;\cal{dB},\;23\;\cal{dB}$극 보였으며 $-10\;\cal{dB}$ 반사 손실 대역폭은 각각 $95\;\cal{MHz},\;100\;\cal{MHz}$이었고 이득은 $6\;\cal{dBi}$로 나타났다.
슬롯 개구를 통해 평향평판 도파관 내부를 결합되어지는 전자파 펄스(EMP)의 과도 응답을 해석하기 위한 방법을 제안하였다. 개구의 미지 등가 면 자기전류밀도에 대한 혼합 포텐셜 적분 방정식(MPIE)을 세웠고 평행평판 도파관 영역에서의 백터 및 스칼라 포텐셜 그린함수를 개선된 북소영상법을 사용하였을 때 closed form 그림함수를 사용한 결과를 계산시간을 현저히 줄일 수 있었고 본 논문이 제안한 방법의 타당성을 확인하기 위해 기존 방법의 해석결과와 비교해 보았을때 본 논문의 해석결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 급전면의 개방스터브와 접지면의 슬롯으로 구성되어 있는 초광대역의 저지대역을 갖는 저역통과 여파기 단위 구조를 캐스캐이드한 저역통과 여파기를 설계하였다. 초광대역의 저지대역을 갖는 저역통과 여파기 단위 구조는 급전면 개방 스터브에 의해 통과대역 특성을 결정하는 여파기 구조와 이러한 여파기의 dual 구조로 접지면 슬롯에 의해 통과대역 특성을 결정하는 여파기 구조가 있으며, 각각의 단위구조를 캐스캐이드함으로써 단일 여파기보다 더욱 향상된 저지대역과 skirt 특성을 얻을 수 있었다. 개방 스터브에 의해 통과대역 특성이 결정되는 구조와 dual 구조의 캐스캐이드 여파기는 각각 1.035㎓와 1.286㎓에서 -3㏈ 차단 주파수를 가지며 저지대역은 두 구조 모두 -20㏈ 기준으로 20㎓ 이상의 광대역을 이루었다.
본 논문에서는 IMT2000 중계기에 사용될 수 있는 대역통과 필터를 도파관 구조를 갖는 콤라인 형태의 공진기를 사용하여 설계하였다. 공진기 사이의 결합은 필터의 크기를 작게하기 위하여 공진기 사이의 벽에 슬롯을 이용하여 구현하였다. 5개의 공진기는 동일한 구조를 가지고 있으며 입 출력부분은 최소 임피던스가 되도록 최적화 시켰다. 대역통과 필터 특성은 0.2dB 리플을 갖는 체비세프 함수를 이용하였으며 시뮬레이션 툴을 이용하여 해석한 결과 설계 조건을 만족하였다.
본 논문에서는 새로운 구조의 마이크로스트립 패치 대역통과필터를 제안하였다. 이 구조에서는 필터의 삽입 손실과 크기를 동시에 줄이기 위해 패치구조에 깍지 낀 결합구조와슬롯을 적용하였다. 그 결과, 5 GHz의 공진 주파수로 설계한 패티 대역통과 필터를 공지 주파수는 1.8946 GHz로 삽입 손실은 -2.168 dB에서 -0.379 dB로 줄일 수 있었다. 제안된 필터는 1.8946 GHz 공진 주파수의 상용화된 마이크로스트립 필터인 최소단위의 평행 edge 결합필터의 길이와 비교할 때 64.9 % 줄일 수 있었고, 삽입손실도 더 우수한 특성을 가짐을 확인하였다.
본 논문에서는 21/31 GHz 대역 직교모드변환기의 설계 기법을 제시하였다. 공용포트에는 8.38${\times}$8.38 mm의 정사각형 도파관을 사용하였으며 직선포트에는 WR-34표준 사각형 도파관을 사용하였다. 직선포트는 다단 λ/4 임피던스변환기로 공용포트에 연결하였다. 측면포트는 공용도파관 중심선 상의 슬롯에 의해 공용포트와 결합되며 슬롯과 측면포트의 WR-51 표준 사각형 도파관 사이에 임피던스 정합구조를 사용하였다. 위와 같은 구조의 직교모드변환기를 도파관 이론에 기초한 반복설계에 의해 최적화하였다. 설계된 직교모드변환기를 제작, 측정하여 설계기법의 타당성을 확인하였다.
본 논문에서는 GPS(Global Positioning System)용 개구면 결합 소형 RHCP(Right-Handed Circular Polaization) 패치 안테나를 설계하였다. GPS 안테나의 원형분극 특성은 정사각형 패치면의 한 대각선 방향의 양 모서리에 섭동을 부여하여 구현하였고, GPS 안테나의 소형화는 패치면의 네 변의 중심에 일정한 길이의 슬릿을 삽입하여 등가적으로 표면전류의 경로를 증가하는 것으로 구현하였다. 안테나의 급전구조는 단일 급전구조로서 원형분극 안테나의 소형화가 용이하고 상대적으로 넓은 대역폭 특성을 갖는 접지도체에 십자형 개구면을 갖는 개구면 결합구조를 적용하였다. 해석 및 측정 결과, 소형 RHCP 안테나는 소형화 기법을 적용하기 이전에 비해 패치면적을 약 $42.7\%$ 줄였고, 대신-10dB 대역폭과 3dB 축비대역폭은 각각 $56\%,\;38.5\%$ 감소하였다. 또한 제한 구조를 상용 GPS 세라믹 안테나에 적용한 결과, 3dB 축비대역폭이 $56\%$ 줄었지만 패치면적을 $42.9\%$ 줄일 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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