KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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제4C권4호
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pp.165-169
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2004
This paper reports a miniaturized conductor-backed CPW (CBCPW) bandpass filter based on a thin film polyimide layer coated on CMOS-grade silicon. With a 20 ${\mu}{\textrm}{m}$-thick polyimide interface layer and back metallization on the CMOS-grade silicon, the interaction of electromagnetic fields with the lossy silicon substrate has been isolated, and as a result a low-loss and low-dispersive CBCPW line has been obtained. Measured attenuation constant at 20 GHz is below 1.2 ㏈/cm, which is compatible with the CPW on GaAs. In addition, by using the proposed CBCPW geometry, miniaturized BPF for Ku band application is designed and its measured frequency response shows excellent agreement with the predicted value with validating the performances of the proposed CBCPW geometry for RFIC interconnects and filter applications.
본 논문에서는 삼중 $TE_{01{\delta}}$ 모드를 가지는 세라믹 유전체 공진기와 새로운 결합 네트워크를 이용한 대역 통과 여파기를 제안한다. 원통형 유전체 공진기의 삼중 공진 모드를 이해하고, 모드 간 결합분석을 통해 900 MHz 대역의 대역 통과여파기의 설계를 보인다. 유전체 공진기의 높은 품질계수와 제어 가능한 3개의 전송 영점을 통해 우수한 삽입 손실과 감쇄 특성을 얻을 수 있으며 기존 단일 모드 유전체 공진기를 이용한 여파기와 비교하여 60 %의 소형화를 달성하였다. 제안된 대역 통과 여파기 및 설계방법은 회로 해석 및 3차원 모의실험과 측정을 통하여 설계목표와 비교 분석되어 그 타당성을 증명하였다.
본 논문에서는 새로운 구조의 사각 링과 깍지 낀 용량성 급전구조를 이용한 마이크로스트립 패치 대역통과필터를 설계 및 제작하였다. 필터의 크기를 줄이고 IEEE 802. 11에 부합하는 Wireless LAM영역(2.45GHz and 5.2GHz)에서 동작할 수 있도록 하기 위해서 패치 구조에 서 변형된 사각 링과 깍지 낀 용량성 급전구조를 적용하였다. 그 결과 설계와 제작이 간단하여 RF(Radio Frequency) 필터로 많이 사용되고 있는 병렬 끝단 결합 마이크로스트립 대역통과필터(Parallel Edge-coupled Microstrip Bandpass Filter)의 최소 단수로 계산되어진 회로에 비하여 60%이상의 크기 감소 효과를 가져왔다. 제작된 필터의 측정 결과, 중심주파수는 2.408GHz와 5.075GHz로 약간씩 하향되었으며, 입력 반사계수는 2.408GHz에서 -39.169dB, 5.075GHz에서 -40.922dB를 나타내었으며, 삽입손실은 2.408GHz에서 -0.437dB, 5.075GHz에서 -1.669dB로 매우 좋은 특성을 얻었다.
A microstrip filter has been designed and fabricated in hairpin form on a GaAs substrate and its characteristics such as the insertion loss, return loss, and bandwidth have been investigated. The presented filter is realized with relatively small size, 4.5 by 3.6 mm. The insertion loss and return loss of the filter are 1.17 dB and 30 dB, respectively. The filter exhibits 3 dB-bandwidth of 350 MHz at the center frequency, 5.890 GHz. The experimental results show good agreement with the numerical ones. However, the measured center frequency is about 100 MHz higher than the designed one.
본 논문에서는 두 개의 이중 모드 공진기를 이용하여 이중 대역 통과 필터를 구현하였다. 단락 스터브를 이용한 이중 모드 공진기는 inter-digital 커패시터와 계단형 임피던스를 이용하여 소형화 되었다. 두 개의 이중 모드 공진기는 각 통과 대역의 중심 주파수에서 동작하도록 설계되었다. 전송 영점이 통과 대역의 상측이나 하측에 위치하여 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 이중 대역 동작을 위해 이중 급전 구조를 이용하였다. 제안된 구조는 WLAN 대역인 2.45/5.25 GHz에서 동작하도록 설계 제작되었다. 제안된 이중 대역 통과 필터의 크기는 $10.83\;mm{\times}5.3\;mm$이다.
본 논문에서 새로운 구조의 2단 대역통과 여파기 구조를 제시하였다. 제시된 구조는 마이크로스트립 헤어핀선로와 그 아래의 접지면에 슬롯선로를 구현한 형태이다. 각 공진기 선로가 유전체의 양면에 위치하여 여파기의 크기를 크게 줄일 수 있고 감쇄극을 통과대역 양쪽에 적절하게 위치시키어 저지대역 특성을 개선시킬 수 있다. 설계 및 제작된 여파기는 중심주파수(1.9 ㎓)에서 69 MHz치 대역폭을 나타내었다. 구현된 여파기는 일반적인 λ/4결합선로 여파기에 비해 33 %정도의 크기를 가지며, 통과대역밖의 양쪽에 감쇄극을 위치시키어 여파기의 차단특성을 개선하였다. 부가적으로 일반적인 결합선로 여파기의 경우 동일사양의 여파기 구현시 입출력 결합선로의 경우 0.1 mm의 간격이 필요하나, 제시된 구조는 0.3 mm로 세 배 더 넓은 간격으로 구현이 가능하여 소형, 협대역 여파기 구현에 적합한 구조이다.
이 논문에서는 multiple split ring resonator(MSRRs)와 로딩된 스위치드 제어부를 이용하여 2개의 전송영점을 가지는 대역통과 여파기를 설계하였다. 높은 선택도와 칩 사이즈의 초소형화를 위해 비대칭의 급전 선로를 도입하여 통과 대역 주위에 위치한 전송 영점 쌍을 생성하였다. Cross coupling 또는 source-load coupling 방식을 이용한 기존의 여파기와 비교해보면 이 논문에서 제안된 여파기는 단지 2개의 공진기만으로 전송 영점을 생성하여 높은 선택도를 얻었다. 여파기의 선택도와 민감도(삽입 손실)를 최적화하기 위해 비대칭 급전 선로의 위치에 따른 전송 영점과 삽입손실의 관계를 분석하였다. 통과 대역 주파수의 가변과 30dBm 정도의 고 출력 신호를 처리하기 위해 MSRRs의 최 외각 링에 MIM 커패시터와 stacked-FET으로 구성된 SOI-CMOS 스위치드 제어부가 로딩되어 있다. 스위칭 트랜지스터의 전원을 켜고 끔으로써 통과 대역 주파수를 4GHz로부터 5GHz까지 이동시킬 수 있다. 제안된 칩 여파기는 0.18-${\mu}m$ SOI CMOS 기술을 이용함으로써 높은 Q를 가지는 수동 소자와 stacked-FET의 집적을 가능하게 만들었다. 설계된 여파기는 $4mm{\times}2mm$ ($0.177{\lambda}g{\times}0.088{\lambda}g$)의 초소형화 된 크기를 가진다. 여기서 ${\lambda}g$는 중심 주파수에서의 $50{\Omega}$ 마이크로스트립 선로의 관내 파장을 나타낸다. 측정된 삽입손실(S21)은 5.4GHz, 4.5GHz에서 각 각 5.1dB, 6.9dB를 나타내었다. 설계된 여파기는 중심 주파수로부터 500MHz의 오프셋에서 20dB이상의 대역외 저지 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 무선 통신 시스템의 SOP(System-On-Package)를 위하여 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)를 이용하여 다층구조의 초소형 병렬결합 대역통과 여파기를 제안하였다. 제작된 대역통과 여파기는 106 $\mu\textrm{m}$의 두께인 LTCC sheet가 5층으로 구성되었고 크기는 5.24mm x 4.3mm x 0.53mm이다. 측정된 대역통과 여파기는 중심주파수 5.8GHz에서 200MHz의 대역폭을 가지며, 통과대역에서 13.679dB의 반사손실과 2.326dB의 삽입손실, 그리고 4.7GHz에서 28.052dB의 감쇄특성을 갖는다.
본 논문에서는 무선 통신 시스템의 SOP(System-On-Package)를 위하여 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)를 이용하여 다층구조의 초소형 병렬결합 대역통과 여파기를 제안하였다. 제작된 대역통과 여파기는 106$\mu\textrm{m}$의 두께인 LTCC sheet가 5층으로 구성되었고 크기는 5.24mm $\times$ 4.3mm$\times$ 0.53mm이다. 측정된 대역통과 여파기는 중심주파수 5.8GHz에서 200MHz의 대역폭을 가지며, 통과대역에서 13.679㏈의 반사손실과 2.326㏈의 삽입손실, 그리고 4.7GHz에서 28.052㏈의 감쇄특성을 갖는다.
본 논문을 통해, 메타 재질 특성을 가지는 CRLH-TL 구조를 이용하는 새로운 개념의 초광대역(UWB) 대역 통과 여파기의 설계법이 제시된다. 기존의 주기성 혹은 유한 다단 구조의 CRLH-TL가 아닌, 단일 구조만을 이용하여, 관내 파장의 0.25배 길이의 공진기를 기반으로 하는 여파기에서 가질 수 없는 초소형 구조를 형성한다. 특히 초광대역 통과 특성을 위해 필요한 강결합은 인터디즈틀 평행 결합 선로 양단의 접지된 스터브 구조를 통해 구현된다. 제안하는 설계 방안의 타당함은 전자기 모의 시험과 제작품의 측정을 통해 증명되며, 여파기의 전체크기가 '관내 파장/9.4'로의 축소, UWB 100 % 이상의 통과 대역폭, 1 dB 이하의 삽입 손실, 높은 평탄도의 군지연 등의 주파수 영역 특성 결과를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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