본 논문에서는 X-대역 동작 주파수 재구성이 가능하며, 격리도가 향상된 대역 통과 재구성 주파수 선택 표면구조(frequency selective surface)를 설계하였다. 제안된 재구성 FSS의 단위구조는 Four-legged loaded 소자와 인덕턴스 성분의 스터브 그리고 전원 인가를 위한 바이어스 그리드로 구성되어 있으며, Four-legged loaded 소자와 스터브 사이에 위치한 핀 다이오드의 ON/OFF 상태를 통해 단위구조의 전기적인 길이를 조절함으로써 동작 주파수의 재구성 특성을 구현하고, 스터브의 길이 조절을 통해 원하는 동작 주파수의 조절이 가능하며, ON/OFF 상태의 투과 특성간 향상된 격리도 특성을 얻을 수 있다. 재구성 FSS를 제작하여 구형 도파관 WR-90을 이용한 투과 특성 측정을 통해 설계 결과와 비교적 잘 일치하는 것을 확인하였다.
본 논문은 CRLH-TL(composite right left handed transmission line) 메타물질을 이용하여 2.45GHz 무선랜용 ZOR(zeroth order resonance) 안테나를 설계하는 것이다. 일반적으로 안테나는 파장에 대비한 선로의 길이에 따라 공진주파수가 결정되지만 ZOR 안테나는 파장의 길이와 상관없이 안테나의 공진주파수를 결정한다. 그러므로 소형화 할 수 있는 장점이 있으며 방사패턴 또한 등방성의 방사패턴을 가지는 장점이 있다. ZOR 안테나를 설계하기 위해 먼저 단위 셀 길이를 ${\lambda}/4$의 길이보다 작도록 조정하여 균질한 매질 특성을 가질 수 있도록 하였다. 제안된 안테나는 공진 주파수의 감소와 대역폭의 증가를 위하여 CPW 급전을 사용하였고, 기존의 mush-room 형태의 CRLH-TL 보다 높은 인덕턴스와 낮은 캐패시턴스를 얻기 위하여 방사패치와 접지면 사이에 단락 스터브가 사용 되었다.
위성 탑재체의 자체개발 능력을 확보하기 위한 노력의 일환으로 탑재체의 전자파특성이 다른 시스템의 성능에 영향을 주는지와 다른 시스템에 의해 탑재체의 성능이 영향을 받는지를 확인하는 전자파환경시험을 통한 탑재체 시스템의 설계검증을 수행하였다. 기술인증모델(EQM) 통신방송위성(CBS) 탑재체를 대상으로 복사 및 전도 잡음의 분석과 측정을 통하여 시스템 규격의 만족 여부를 확인하였고, 외부 잡음성분에 의한 성능변화를 이론적인 방법과 측정을 통해 검증하여 탑재체의 감응도가 전체 성능에 미치는 영향을 확인하였다. 이러한 분석과 시험을 통해 우주환경에서 운용가능한 수준의 EMC 성능을 확인하고 도파관설계 및 조립방법의 개선을 통해 위성 탑재체의 신뢰성과 안전성을 극대화시킬 수 있다.
본 논문에서는 고조파 억제 응용을 위한 광대역 저역 통과 필터(low pass filter; LPF)에 대한 설계 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 광대역 LPF는 동일면 도파관(coplanar waveguide; CPW)의 접지면에 대칭적으로 추가한 4개의 크기가 다른 원형 슬롯 쌍으로 구성된다. 4개의 원형 슬롯 쌍은 결함접지구조 역할을 하며 광대역 저역 통과 특성을 가진다. 직경이 가장 작은 원형 슬롯이 포트 1 측에 위치하고 포트 2측으로 가면서 직경이 커지는 형태로 배치하였다. 각각의 원형 슬롯의 저역 통과 특성을 제안된 광대역 LPF와 비교하였다. 최종 설계된 LPF를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과, 측정된 S11 특성은 1.89-20.00 GHz 대역에서 -3.3 dB 이상을 유지하였고, S21 특성은 2.66-20.00 GHz 대역에서 -21.4 dB 이하를 유지하였다.
본 논문에서는 새로운 Ka-대역 혼 배열안테나를 제안한다. 제안된 배열구조의 소자안테나는 평판형 마이크로스트립 안테나와 사각형 혼의 두 개 부분으로 구성되며, 평판형 안테나는 원형편파를 위한 모서리가 절단된 평판형 패치구조를 갖는다. 이러한 평판한 패치안테나는 혼에 신호전력을 여기시키기 위한 급전부와 급전된 신호전력을 원형편파로 바꾸는 일종의 편파기 역할을 수행함으로써 도파관 안테나의 크기를 소형활 할 수 있다는 장점을 갖는다. 제안된 혼 안테나 구조를 이용하여, $0.9{\lambda}_0$의 배열간격을 갖는 $1{\times}8$ 배열안테나를 설계 및 제작하였다. 제작된 단일 혼 안테나는 8dBi의 이득과 3dB 기준으로 4.9%의 축비대역폭을 가지며, $1{\times}8$ 배열안테나는 14dBi의 이득과 8.2%의 축비대역폭을 갖는다.
TV파와 같은 수명편파용 광대역 전파흡수체를 설계하기 위해 평판 페라이트층 위에 핀형 페라이트를 적충한 전파흡수체를 제안하였다. 제안한 전파홉수체를 등가재료정수법을 이용하여 최적 치수를 구하고, 이 때의 전파흡수능을 기존의 흡수체의 흡수능과 비교하였다, 둥가재료정수법이라는 근사법의 타당성을 확인하기 위하여 Hashin-Strikman의 경계치를 이용한 경우의 실효유전율과 비교하였다. 나아가서, 등가재료정수법에 의한 전파흡수능과 도파관모델로 근사하여 FDTD법으로 구한 전파홉수능을 비교한 결과, 이들은 서로 잘 일치함을 확인하였다. 따라서, 제안한 단일편파용 전파흡수체는 30 MHz-5830 MHz의 광대역 특성을 가지며, 이러한 구조의 전파흡수체를 설계 또는 해석하는 데에는 등가재료정수법으로도 충분히 유효함이 입증되었다.
본 논문에서는, 마이크로스트립 회로의 패키징에서 고차모드 전파를 억제할 수 있는 유도성 격벽구조를 설계한다. 마이크로파 패키징은 회로를 외부의 물리적, 전기적 환경으로부터 격리$.$보호하기 위해 필요한 반면에, 동작 주파수가 증가함에 따라 하우징에 의한 고차모드가 발생하는 문제점을 내포하고 있다. 즉, 특성임피던스 및 실효유전율에 대한 영향을 줄이기 위해서는 패키징 크기가 가능한 커야 하지만, 패키징을 통과할 수 있는 고차모드의 차단 주파수를 높이기 위해서는 패키징 크기가 가능한 작아야 한다. 본 논문에서 제안된 유도성 격벽 패키지는 기존의 용량성 격벽 패키지에 비하여 고차모드 전력전달 억제계수$({S_21})$가 30㏈ 더 개선되었으며, 고차모드의 전달을 효과적으로 억제함으로써, 송수신 모듈과 같은 마이크로파 시스템 패키지화(SysteminaPackage) 설계에 유용하게 활용될 수 있다.
최근 전기통신통신망의 용량은 인터텟, 음성패킷, Audio/Video 스트리밍의 멀티미디어 서비스 수요로 인한 정보통신 용량의 증가에 비례하여 급속히 증가하고 있다. 그 결과 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 기법이 초고속 광통신망에서 추가적인 광섬유망과 고속장비 없이 용량을 증가시키는 해결 방법으로 행하여지고 광학적인 방법이 가능하다는 것이 판명되었다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 기능을 갖는 광필터를 설계하기 위하여 광섬유 한쪽의 클래드를 연마하여 다층 슬래브 도파로에 결합시킨 형태의 광섬유/다층 슬래브 결합구조의 광필터를 제안하였다. 광섬유와 슬래브의 분리간격이 $3{\mu}m$일 때 제안된 광필터는 $1.3{\mu}m$의 통신창에서 편광 독립성은 32nm로서 TM 모드와 TE 모드에 대해 중심파장이 각각 ${\lambda}_0=1.274755{\mu}m$와 ${\lambda}_0=1.30591{\mu}m$일 때 0.1 nm의 FWHM(Full Width at Half Maximun) 특성을 가진다.
본 논문에서는 동일면 도파관(CPW; coplanar waveguide)으로 급전된 실내 디지털 TV(DTV)용 광대역 루프 안테나의 설계 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 루프 안테나는 정사각형 루프와 중앙 급전점을 연결하는 두 개의 원형 섹터로 구성되며, 아래쪽 원형섹터에 CPW 급전선로가 삽입된 형태이다. CPW 급전선로는 DTV응용을 위해 75옴 포트 임피던스와 정합하도록 설계되었으며, 중간 주파수 대역에서 임피던스 정합을 개선하기 위한 슬롯이 접지면에 추가되었다. 원형 섹터 사이의 간격과 접지면 슬롯의 위치와 크기 변화에 따른 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하여 최적의 설계 변수를 도출하였다. 최적화된 안테나를 FR4 기판에 제작하고 특성을 실험한 결과, 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave) < 2인 대역이 463-1,280 MHz으로 DTV 대역(470-806 MHz)에서 동작하는 것을 확인하였다.
최근 광통신 용량은 VoIP, AUdio/Video 스트리밍의 멀티미디어 서비스 수요로 인한 정보통신 용량의 증가에 비례하여 증가하고 있다. 초고속 광통신망에서 추가적인 광섬유망과 고속장비 없이 이를 해결하기 위한 방법으로 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 기법이 대두되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 기능을 갖는 광필터를 설계하기 위하여 광섬유 한쪽의 클래드를 연마하여 다층 슬래브 도파로에 결합시킨 형태의 광섬유/다층 슬래브 결합구조의 광필터를 제안하였다. 제안된 광필터는 $1.5{\mu}m$ 통신창에서 분리간격이 $4.15{\mu}m$일 때 65nm의 편광 독립성, TM 모드와 TE 모드에 대해 중심파장이 각각 ${\lambda}_0=1.54946\;{\mu}m$와 ${\lambda}_0=1.6144\;{\mu}m$일 때 0.1 nm의 FWHM(Full Width at Half Maximun) 특성을 가진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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