• 제목/요약/키워드: Waveguide design

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좌-우선회 원편파 상호 선택 변환 편파기 설계 (Dseign of a Selectable Left and Right Handed Circular Polarizer)

  • Yang, Doo-Yeong
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.254-262
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    • 1996
  • 본 논문에서는 선편파와 원편파를 상호간에 선택적으로 변환할 수 있는 3단 회전핀으로 구성된 편파기를 설계하였다. 편파기를 설계하기 위해 구형 도파관과 원형 도파관을 결합시켜 모드변환이 원활이 이루어지도록 전송선이론을 적용하였고, 원형 도파관내에 유전체판을 삽입시켜 삽입된 각도에 따라 편파변환을 선택적으로 가능하게 설계하였다. 또한 설계된 데이타를 이용하여 입.출력단에 나타나는 전송특성 및 반사특성이 최적이 되도록 시뮬레이션 하였고, 편파기 제작을 통하여 이론의 타당성을 입증하였다.

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임펄스 응답 측정 시스템용 TEM 혼 안테나의 설계 (Design of a TEM Horn Antenna for Impulse Response Measurement System)

  • 정경호;편성호;정삼영;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.669-676
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    • 2003
  • 본 논문에서는 평행판 도파관의 원리를 이용한 초광대역 TEM 혼 안테나의 설계방법을 제안한다. TEM 모드 발생의 원리를 분석하고, TEM 혼 안테나의 특성을 실험적으로 고찰하였다. 제안된 TEM 혼 안테나는 정한 대역폭을 확장하기 위해 안테나의 두 도체판을 지수함수적으로 증가시켜 정합시킨다. 또한 안테나의 길이를 줄이고 개구부의 길이를 증가시켜 최소주파수를 떨어뜨림으로써 대역폭을 확장하였다. 제작된 TEM 혼 안테나의 측정결과, 75 MHz~1200 MHz 범위에서 정재파비 2이하를 만족하는 광대역 특성을 보이며, 선형구조의 TEM 혼 안테나보다 대역폭이 2배 이상 증가되었다. 제작된 안테나는 임펄스 응답 특성을 요구하는 광대역 시스템에 활용 가능하리라 기대된다.

광대역 표면탄성파 구현을 위한 slanted 및 chirp IDT의 최적화 (Optimization of Slanted and Chirp IDT Configurations for Realizing and Propagating Surface Acoustic Wave with Wide Bandwidth)

  • 이태윤;푸첸;이기근
    • 전기학회논문지
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    • 제62권12호
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    • pp.1730-1736
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    • 2013
  • Slanted and chirp interdigital transducer(IDT) configurations were studied for generating the surface acoustic wave(SAW) with wide bandwidths on a piezoelectric substrate. These devices can be applied to manipulate optical path of light along the waveguide, ultimately used for optical switches and holographic image implementation. Prior to fabrication, the coupling of modes(COM) modeling and simulation were performed to extract optimal design parameters. The optimally designed wideband device showed wide bandwidth of 30MHz, low insertion loss of -25dB, and abrupt side suppression ratio (SSR). Several design conditions were determined during device implementation, such as slanted angle, aperture length, number of fingers, and central frequencies of IDTs. These factors were experimentally analyzed and described in details in this paper.

Wireless Power Transfer System

  • Arai, Hiroyuki
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제11권3호
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    • pp.143-151
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    • 2011
  • This paper presents a survey of recent wireless power transfer systems. The issue of wireless power transfer is to achieve a highly efficient system with small positioning errors of the facilities setting. Several theories have been presented to obtain precise system design. This paper presents a summary of design theory for short range power transfer systems and detailed formulations based on a circuit model and an array of infinitesimal dipoles. In addition to these theories, this paper introduces a coil array scheme for improving the efficiency for off axis coils. In the microwave range, tightly coupled resonators provide a highly efficient power transfer system. This paper present san-overlay resonator array consisting of half wavelength microstrip line resonators on the substrate with electromagnetically coupled parasitic elements placed above the bottom resonators. The tight couplings between the waveguide and the load resonator give strong power transmission and achieve a highly efficient system, and enables a contact-less power transfer railroad. Its basic theory and a demonstration of a toy vehicle operating with this system are presented. In the last topic of this paper, harmonic suppression from the rectenna is discussed with respect to acircular microstrip antenna with slits and stubs.

끝이 둥근 슬롯의 분극률에 대한 다항 근사식을 이용한 Ku-Band용 도파관 십자형 방향성 결합기 제작 (Implementation of a Waveguide Cross Guide directional Coupler for Ku-Band using Polynomial Approximations for the Polarizabilities of the Rounded End Slot)

  • 유경완;이재현;박광량;김재명
    • 전자공학회논문지A
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    • 제31A권8호
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    • pp.7-15
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    • 1994
  • In this paper, the directional coupler for Ku-band, which is designed is of the crossguide type with a coupling value of about 3-dB. The apertures chosen for this design are crosses. We used polynomial approximations of rounded end slot to obtain the electric and magnetic polarizability of crossed-slot and compared the results with Cohn's experimental results. The optimized dimensions and positions of the cross aperture are obtained by a trial-and-error reiteration of the program. This paper presents the measurement results for the designed coupler. The very flat coupling shows a total variation of only 29.80$\pm$0.04dB for the design frequency ranges of 12.25GHz-12.75GHz. The measured minimum directivity is 25dB. The aperture attenuation for the finite diaphragm thickness is about 2dB pr 0.5mm, which is in agreement with the theoretical value. The transmission loss and input return loss at center frequency are 0.0564dB and 48.16dB respectively. We obtained the measured minimum directivity of the coupler. Whose apertures are both circles is better than that containing holes in the performance of directivity.

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An Ultra Wideband, Novel and Reliable RF MEMS Switch

  • Jha, Mayuri;Gogna, Rahul;Gaba, Gurjot Singh;Miglani, Rajan
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제17권4호
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    • pp.183-188
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    • 2016
  • This paper presents the design and characterization of wide band ohmic microswitch with an actuation voltage as low as 20~25 V, and a restoring force of 14.1 μN. The design of the proposed switch is primarily composed of an electrostatic actuator, bridge membrane, cantilever (beam) and coplanar waveguide, suspended over the substrate. The analysis shows an insertion loss of −0.002 dB at 1GHz and remains as low as −0.35 dB, even at 100 GHz. The isolation loss of the switch is sustained at −21.09 dB at 100GHz, with a peak value of −99.58 dB at 1 GHz and up-state capacitance of 4 fF. To our knowledge, this is the first demonstration of a series contact switch, which works over a wide bandwidth (DC-100 GHz) and with such a high and sustained isolation, even at high frequencies and with an excellent figure of merit (fc=1/2.pi.Ron.Cu= 39.7 THz).

A Disparate Low Loss DC to 90 GHz Wideband Series Switch

  • Gogna, Rahul;Jha, Mayuri;Gaba, Gurjot Singh;Singh, Paramdeep
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제17권2호
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    • pp.92-97
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    • 2016
  • This paper presents design and simulation of wide band RF microswitch that uses electrostatic actuation for its operation. RF MEMS devices exhibit superior high frequency performance in comparison to conventional devices. Similar techniques that are used in Very Large Scale Integration (VLSI) can be employed to design and fabricate MEMS devices and traditional batch-processing methods can be used for its manufacturing. The proposed switch presents a novel design approach to handle reliability concerns in MEMS switches like dielectric charging effect, micro welding and stiction. The shape has been optimized at actuation voltage of 14-16 V. The switch has an improved restoring force of 20.8 μN. The design of the proposed switch is very elemental and primarily composed of electrostatic actuator, a bridge membrane and coplanar waveguide which are suspended over the substrate. The simple design of the switch makes it easy for fabrication. Typical insertion and isolation of the switch at 1 GHz is -0.03 dB and -71 dB and at 85 GHz it is -0.24 dB and -29.8 dB respectively. The isolation remains more than - 20 db even after 120 GHz. To our knowledge this is the first demonstration of a metal contact switch that shows such a high and sustained isolation and performance at W-band frequencies with an excellent figure-of merit (fc=1/2.pi.Ron.Cu =1,900 GHz). This figure of merit is significantly greater than electronic switching devices. The switch would find extensive application in wideband operations and areas where reliability is a major concern.

SIW 구조를 이용한 저 위상잡음 전압 제어 평판형 복합공진기 발진기 설계 (Design of a Low Phase Noise Voltage Tuned Planar Composite Resonator Oscillator Using SIW Structure)

  • 이동현;손범익;염경환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.515-525
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    • 2014
  • 본 논문에서는 저 위상잡음을 갖는 전압 제어 평판형 복합공진기 발진기(Vt-PCRO: Voltage-tuned Planar Composite Resonator Oscillator)를 설계, 제작하였다. 설계된 발진기는 공진기, 2개의 위상천이기, 증폭기로 구성된다. 공진기는 dual mode SIW(Substrate Integrated Waveguide) 공진기를 이용하여 구성하였으며, 약 40 nsec의 높은 군지연을 갖도록 하였다. 2개의 위상천이기 중(PS1, PS2: Phase Shifter 1 및 Phase Shifter 2) PS1은 $360^{\circ}$의 위상천이량을 가지며, 제작된 발진기의 전송선로 길이에 관계없이 개루프 이득(open loop gain) 발진조건을 만족하도록 한다. PS2는 약 $70^{\circ}$의 위상천이량을 가지며 발진 주파수 조정용으로 사용된다. 증폭기는 제작 시 발생한 큰 삽입손실의 문제를 보완하기 위해 2단으로 구성하였다. 개루프 이득 측정을 통해 발진 조건을 만족하는 PS1의 전압을 측정한 뒤, 폐루프로 구성하여 발진기를 구현하였다. 발진기 측정 결과, 5.345 GHz의 발진 주파수에서, 위상 잡음은 100 kHz offset 주파수에서 -130.5 dBc/Hz를 얻었다. 이때 출력 전력은 약 3.5 dBm, 전기적 주파수 조정 범위는 0~10 V의 조정 전압에서 약 4.2 MHz를 보였다.

저 전류 및 고 효율로 동작하는 양자 우물 매립형 butt-coupled sampled grating distributed bragg reflector laser diode 설계 및 제작 (Design and Fabrication of butt-coupled(BT) sampled grating(SG) distributed bragg reflector(DBR) laser diode(LD) using planar buried heterosture(PBH))

  • 오수환;이철욱;김기수;고현성;박상기;박문호;이지면
    • 한국광학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.469-474
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    • 2004
  • 본 논문에서는 저 전류 및 고 효율로 동작하는 planar buried heterostructure(PBH) 구조로 sampled grating(SG) distributed bragg reflector(DBR) laser diode(LD)를 처음으로 설계하고 제작하였다. 특히 활성층과 도파로층의 높은 결합 효율을 얻기 위해 건식 식각과 습식 식각을 같이 사용하여 결함이 거의 없는 butt-coupling(BT) 계면을 형성하였다. 제작된 파장 가변레이저의 평균 발진 임계전류는 약 12 mA로 ridged waveguide(RWG)와 buried ridge stripe(BRS) 구조로 제작된 결과 보다 두 배 정도 낮게 나타났으며, 광 출력은 200 mA에서 약 20 mW 정도로 RWG 와 BRS 보다 각각 9 mW, 13 mW 더 우수하게 나타났다. 그리고 파장 가변 영역을 측정한 결과 44 nm로 설계결과와 일치하였으며, 최대 파장 가변 영역 안에서 출력 변화 폭이 5 dB 이내로서 RWG 구조의 9 dB보다 출력변화 폭이 4 dB 적게 나타났다. 전체 파장 가변 영역에서 SMSR이 35 dB 이상으로 나타났다.

비선형 소자 탐지 시스템용 원편파 다중 공진 안테나의 설계 (Design of Circularly Polarized Multi Band Antenna for Non-Linear Junction Detector System)

  • 김정원;민경식;박찬진;정재환;이삭;권해찬
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.292-299
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    • 2012
  • 본 논문은 비선형 소자 탐지기용 다중 공진 원편파 안테나의 설계를 제안한 것이다. 광대역으로 설계하기 위해, CPW 급전 방법이 고려되었다. 원편파를 구현하기 위해, 축비는 방사 소자에 $45^{\circ}$ 기울어진 슬롯과 방사 패치 가장자리의 커팅 크기에 의해 제어되었다. 관심 대역인 2.4~2.44 GHz, 4.84~4.92 GHz, 7.28~7.36 GHz에서 측정된 반사 손실, 대역폭, 축비, 편파 패턴과 이득은 시뮬레이션 값과 잘 일치하였다