• Title/Summary/Keyword: Waveguide Simulator

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차단주파수 영역 도파관 등가회로 모델을 이용한 Gap-Coupled NRD Guide 대역통과 여파기의 설계 (A Gap Coupled NRD-Guide Filter Designed with an Equivalent Circuir Model of Evanescent Waveguide)

  • 김소영;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.990-995
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    • 2000
  • 밀러미터 내역(30~300GHz)의 전파에 대한 관심이 증가하면서 저손실 특성을 갖는 Nonradiative Dielectric(NRD) 도파로에 대한 관심이 커지고 있다. NRD 도파로는 분산특성이나 유전체 내의 필드 분포 형태로 볼 때 양 측면의 전도체가 없는 유전체가 채워진 도파관과 유사하므로 도파관으로 구현되는 대부분의 소자들은 NRD도파로를 이용하여 구현할 수 있다. 기존의 gap-coupled NRD guide 대역통과 여파기의 설계에서는 갭(gap) 영역의 임피던스를 Variational Method를 이용하여 해석하였으나 본 논문에서는 갭 영역을 차단영역 도파관의 등가회로 모델로 대치하여 해석함으로써 설계과정을 간단히 하였다. 또 이러한 설계 방법을 미리미터 대역의 필터에 적용하기 전에 시험적으로 중심 주파수가 10GHz인 대역통과 필터(3-Pole, 0.1dB ripple, 2% bandwidth)를 설계, 제작하였다. 측정한 결과느느 HFSS (High Frequency Structure Simulator)로 시뮬레이션 한 결과와 제작의 오차범위 내에서 일치하였다.

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Substrate-integrated-waveguide cavity-backed circularly polarized antenna with enhanced bandwidth and gain

  • Shankaragouda M. Patil;Rajeshkumar Venkatesan
    • ETRI Journal
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    • 제46권3호
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    • pp.404-412
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    • 2024
  • We propose a method for increasing the bandwidth of a substrate-integrated-waveguide (SIW) cavity-backed antenna with taper-based micro-strip SIW transition feeding. For radio transmission, a circular slot is etched on top of the SIW cavity. For optimal antenna design, the slot is etched slightly away from the cavity center to generate circularly polarized waves. Simulations show a wide axial ratio bandwidth of 7.860% between 11.02 GHz and 11.806 GHz. Experimental results confirm a similar wide axial ratio bandwidth of 4.9% between 10.8 GHz and 11.35 GHz. An SIW feed from an inductive window excites the radiating circular slot, resulting in a simulated wide impedance range of 1.548 GHz (10.338 GHz-11.886 GHz) and bandwidth of 13.93%. Experimental results show a wide impedance of 2.08 GHz (10.2 GHz-12.08 GHz) and bandwidth of 18.84%. The SIW cavity-backed antenna creates a unidirectional pattern, leading to gains of 6.61 dBi and 7.594 dBi in simulations and experiments, respectively. The proposed antenna was fabricated on a Rogers RT/Duroid 5880 substrate, and the reflection coefficient, radiation patterns, and gains were tested and compared using a computer simulator. The developed broadband antenna seems suitable for X-band applications.

Implementation of Tuneable Filter Using CPW Coupled Line and Varactor Diode

  • Park, Jeong-Heum
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.40-44
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    • 2006
  • This study investigated a new tuneable bandpass filter based on coplanar waveguide coupled line structure, and using the varactor diode for tuning the center frequency of the filter. The filter was designed by a commercial simulator and had a tuning range of 180[MHz] from 0.95[GHz] to 1.13[GHz]. The filter acceptable values regarding the insertion loss was less than 3[dB] and its return loss greater than 12[dB]. The figure of merit of the implemented tuneable filter increased with the reverse bias voltage up to 14[V] on the varactor diode. The proposed filter has a promising future as it can be used in integration processes and in various materials as substrate.

새로운 금속막대 커패시터를 적용한 감쇄모드 도파관 대역통과 여파기 (Evanescent-mode Waveguide Band-pass Filter Applied by Novel Metal Post Capacitor)

  • 김병문;윤리호;이상민;홍재표
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.775-782
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    • 2022
  • 본 논문에서는 보다 편리한 튜닝을 위해 Evanescent-Mode Rectangle Waveguide(EMRWG)에 삽입된 새로운 작은 직경의 원통형 포스트 커패시터를 제안하였다. EMRWG급전을 위한 제안된 구조는 입력 및 출력 끝에서 도파관과 동일한 너비와 높이를 갖는 단일 리지 직사각형 도파관을 사용하였다. 삽입된 포스트 커패시터는 EMRWG의 넓은 벽체 하부 중앙에 형성된 원형 홈과 상부에 삽입된 동심원기둥 포스트로 구성된다. 먼저 제안된 구조에 대한 등가회로 모델을 제시하였고, EMRWG와 단일 리지 도파관이 결합될 때 이상적인 변압기의 접합 서셉턴스와 권선비는 각각 HFSS(3d fullwave 시뮬레이터, Ansoft Co.)를 사용하여 두 가지 경우에 대해 시뮬레이션하였다. 얻어진 매개변수와 EMRWG의 특성을 이용하여 삽입된 기둥의 서셉턴스 및 공진 특성을 분석하였다. 중심주파수 4.5GHz, 대역폭 170MHz의 2포스트 필터는 WR-90 도파관을 이용하여 설계하였으며, 등가회로 모델에 대한 계산과 HFSS와 CST를 이용한 시뮬레이션 결과가 서로 일치하였다.

네트워크 기반 전자계 시뮬레이터 구현 방안 (Consideration of Electromagnetic Simulator Implementation based on Network)

  • 김태용;조형국
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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    • pp.52-54
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    • 2011
  • 본 논문에서는 효율적인 전자계 시뮬레이터를 구축하기 위하여 프레임워크를 설계하고 그 효용성을 검토하였다. 특히 여러 대의 네트워크 PC를 이용한 병렬화를 통하여 계산에 이용되는 PC의 수에 비례하여 계산시간이 단축되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 복잡한 구조를 가진 안테나, 공진기, 도파기 등의 설계 및 해석에 적용 가능할 것으로 기대된다.

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45도 선형 편파 발생용 SIW 슬롯 Sub-Array 안테나 설계 및 해석 (Design and Analysis of 45°-Inclined Linearly Polarized Substrate Integrated Waveguide(SIW) Slot Sub-Array Antenna for 35 GHz)

  • 김동연;남상욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.357-365
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    • 2013
  • 기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide: SIW) 기술을 이용한 Ka 밴드의 35 GHz용 $4{\times}4$ 평면 배열 안테나를 제시한다. 전체 안테나 구조는 3층의 PCB(Printed Circuit Board) 적층 형태로 구성되며, top PCB에는 45도로 기울어진 직렬 방사 슬롯이 평면 배열로 방사부를 이룬다. 또한, 균일한 전력을 전달하고 안테나 전체 단면적을 최소화하기 위해 middle 및 bottom PCB에는 급전 SIW가 위치한다. 전체 안테나 개구면의 면적은 $750.76mm^2$이며, 유전율 2.2의 RT/Duroid 5880 기판을 적층하여 설계하였다. 각 방사부 및 급전부의 개별적인 전기적 특성은 full-wave 시뮬레이터인 CST MWS를 이용하여 확인하였다. 나아가 제안된 평면 배열 안테나는 대역폭 (490 MHz), 최대 이득(18.02 dBi), 부엽 레벨(-11.0 dB), 교차 편파 레벨(-20.16 dB)의 전기적 특성을 보인다.

무인항공기 밀리미터파 라디오미터 응용을 위한 소형 Q대역 도파관-마이크로스트립 전이구조 설계 (Design of Compact Q-Band Waveguide-to-Microstrip Transition for UAV Millimeter-Wave Radiometer Applications)

  • 우동식;정종혁
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.266-269
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    • 2018
  • 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.

유전체가 입혀진 전자기 결합 동축 다이폴 어레이 안테나의 해석 (Analysis of Dielectric Coated Electromagnetically Coupled Coaxial Dipole Array (ECCDA) Antenna)

  • 구성모;양우석;이창원
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.317-324
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    • 2004
  • 전자기 결합된 동축 다이폴 안테나를 이론적으로 해석하였다. 방사도파관 모드와 퓨리어 변환을 이용하여 적분 방정식을 유도하였다. 적분 방정식에 포함된 적분들을 빠르게 계산하기 위하여 실수축을 따른 적분을 브랜치 컷 (branch cut)을 따른 적분 경로로 변환하여 계산하였다. 방사 특성에 미치는 슬롯과 다이폴 그리고 단락면의 길이 그리고 유전체 코팅의 영향을 조사하였다. 방시특성 또한 연구하였다. 제안된 방법의 타당성을 증명하기 위하여 기존에 발표된 방법으로 계산한 안테나의 방향성 이득과 비교하였고 또한 전력 보존 법칙을 만족시키는지를 확인하였다. 본 논문에서 제시한 방법으로 계산된 결과를 전자파 상용 시뮬레이터의 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

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TE01δ 모드 유전체 공진기와 코플래나 웨이브가이드 구조들과의 결합 특성 연구 (Study on Coupling Characteristics between TE01δ Mode Dielectric Resonator and Coplanar Waveguide Structure)

  • 김종혁;김인석
    • 한국항행학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.147-155
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    • 2005
  • 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.

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도파관 공진기를 이용한 마이크로파 근접장 현미경의 특성에 관한 연구 (A Study on Properties of a Near-Field Microwave Microscope Using a Waveguide Resonator)

  • 김현;김송희;김주영;이기진
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.16-24
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    • 2008
  • 섭동이론인 형태 섭동과 물질 섭동을 적용하여 도파관 공진기를 사용한 마이크로파 근접장 현미경의 특성에 대해 연구하였다. 먼저, Ansoft사의 HFSS (high frequency structure simulator)를 사용하여 공진기 내부의 모드해석과 함께 공진기에서 선형 및 고리형 탐침에 대해 전력전달이 최대가 되고 탐침의 감도 향상을 기대할 수 있는 위치를 확인하였다. 더불어, 유전율이 서로 다른 유전체 시료 (teflon, glass, $Al_2Q_3,\;LaAlO_3,\;SrTiO_3$)에 대해 마이크로파 반사계수$(S_{11})$를 측정하였다. 측정결과로부터 유전율이 증가함에 따라 마이크로파 반사계수$(S_{11})$는 증가하고 공진주파수는 감소하였다. 이를 통해, 도파관 공진기를 이용한 마이크로파 근접장 현미경에서 선형 및 고리형 탐침의 위치에 따른 공진기의 감도 및 공진특성에 대해 알아보았다.