Journal of electromagnetic engineering and science
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제9권2호
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pp.85-97
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2009
As operating frequency is raised and as more integration with active and passive elements is required, it becomes difficult to fabricate more than 120 ${\Omega}$ characteristic impedance of a mierostrip line. To solve this problem, an equivalent high impedance transmission-line section is suggested, which consists mainly of a pair of coupled-line sections with two shorts. However, it becomes a transmission-line section only when its electrical length is fixed and its coupling power is more than half. To have transmission-line characteristics(perfect matching), independently of coupling power and electrical length, two identical open stubs are added and conventional design equations of evenand odd-mode impedances are modified, based on the fact that the modified design equations have the linear combinations of conventional ones. The high impedance transmission-line section is a passive component and therefore should be perfectly matched, at least at a design center frequency. For this, two different solutions are derived for the added open stub and two types of high impedance transmission-line sections with 160 ${\Omega}$ characteristic impedance are simulated as the electrical lengths of the coupled-line sections are varied. The simulation results show that the determination of the available bandwidth location depends on which solution is chosen. As an application, branch-line hybrids with very weak coupling power are investigated, depending on where an isolated port is located, and two types of branch-line hybrids are derived for each case. To verify the derived branch-line hybrids, a microstrip branch-line hybrid with -15 dB coupling power, composed of two 90$^{\circ}$ and two 270$^{\circ}$ transmission-line sections, is fabricated on a substrate of ${\varepsilon}_r$= 3.4 and h=0.76 mm and measured. In this case, 276.7 ${\Omega}$ characteristic impedance is fabricated using the suggested high impedance transmission-line sections. The measured coupling power is -14.5 dB, isolation and matching is almost perfect at a design center frequency of 2 GHz, showing good agreement with the prediction.
두 종류의 넓은 대역폭을 갖는 ring hybrids(하나는 coupled line이 포함되어 있고, 다른 하나는 left-handed transmission line을 포함한 ring hybrids)가 비교되었으며, 비교 결과로부터 coupled line을 포함한 ring hybrid가 모든 면에서 우수한 특성을 가짐을 보여줬다. 그러나, coupled line을 포함한 ring hybrid는 -3 dB coupling power를 가질 경우에 한해서만이 perfect matching이 이루어지기 때문에, perfect matching을 갖는 coupled line ring hybrid는 2차원으로 구현하기는 거의 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위해서 coupled line을 해석했고, 그 해석 결과로부터 coupling coefficient에 관계없이 어느 경우에도 perfect matching을 이룰 수 있는 설계 식을 유도했다. 이 설계식을 이용하여, transmission line의 길이가 ${\pi}$보다 큰 경우에도 적용될 수 있는 크기를 줄이기 위한 새로운 형태의 transmission line 등가회로를 제시했다. 이 새로운 형태의 transmission line의 등가회로를 이용하면 기존의 ring hybrid의 $3\;{\lambda}/4$의 transmission line을 줄이는 데 사용할 수 있기 때문에 ring hybrid의 크기를 더욱 줄이는데 장점이 될 수 있다. 이 등가회로를 증명하기 위해서, coupling power를 고정하고 또는 transmission line의 길이를 고정하는 2가지 형태의 simulation을 하였으며, 대역폭은 coupled line의 coupling power에 직접적인 상관 관계가 있음을 보였다. 기존의 등가회로와 새로운 형태의 등가회로를 이용하여, 작고 넓은 대역폭을 가지는 ring hybrid를 제시하였다. 새로 제시된 ring hybrid를 이용하여, 기존의 ring hybrid와 비교하였다. 비교 결과로부터, 본 논문에서 제시한 ring hybrid의 전체 ring 둘레가 1/3보다 더 작음에도 불구하고, 대역폭이 훨씬 넓음을 보여줬다. 작고 넓은 대역폭을 가지는 ring hybrid를 측정했으며, 측정 결과는 -2.78 dB, -3.34 dB, -2.8 dB, -3.2 dB의 power division 특성을 보여줬으며, matching과 isolation은 20 % 이상의 대역폭에서 -20 dB보다 좋은 특성을 보여줬다.
Corona characteristics of conductors are dependent on the electric field conditions in the immediate vicinity of the conductors. In case of DC transmission line, particularly, the space charge plays an important role in the electric field distribution. Therefore, DC corona cage simulation is necessary for long-term test in the same conditions. This paper presents the results of designing and constructing hardwares such as DC power supply, measurement system and DAS to carry out the simulation. The corona cage longitudinally is divided into five equal length sections and three inner sections of those are isolated from the ground of outer cage. The measurement items are radio noise, corona current, television noise, audible noise and meteorological conditions. In the next step, various simulations about the type and configuration of two or three candidate conductors will be conducted. And then finally an environmentally-friendly conductor for HVDC overhead transmission line will be decided.
In this paper, a $\lambda/4$ hairpin resonator is proposed to reduce the size of planar resonators for a LTCC MLC bandpass filter. The $\lambda/4$ hairpin resonator operates as stepped impedance resonator (SIR) without changing the width of the planar resonator. It is composed of two sections those are parallel coupled line and transmission line. The characteristic impedance of two sections is different each other. The design formulas of the bandpass filter using the coupling element at the arbitrary position are derived from even and odd-mode analysis. The formulas can take account of the arbitrary coupling of lumped ana/or distributed resonators. The advantage of this filter is its abilities to change freely the coupling structure between two resonators. Experimental bandpass filters for 2.4GHz Band are implemented and their performances are shown.
The cylindrical TEM mode solution for electromagnetic coupling to an angled two-wire transmission line is corrected by imposing some physical constraints additionally. The validity of the correction process is assured by showing that the corrected solution approaches the numerical result for the equivalent model of cascaded piecewise uniform sections.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제9권3호
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pp.164-173
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2009
In this paper, two new circuit structures for European and U.S. ultra-wide band(UWB) bandpass filters(BPFs) with sharp roll-off characteristics are introduced. We show first that the ultra-wide bandpass property is obtained from a $\lambda$/4 open T resonator with a capacitively coupled $\lambda$/4 short-circuited line, which provides two attenuation poles at lower and upper cutoff frequencies. Then, two identical capacitively coupled input/output lines, which can be $\lambda$/4-length open ends or $\lambda$/2-length short ends, with the T-resonator, are adopted to suppress lower and higher frequency components outside of the pass band. There is coupling between the input and output lines providing two additional transmission zeros in the lower and upper transition bands of the filter. Since the coupling between the T-resonator with the $\lambda$/4 short-circuited line and the input/output lines limits the bandwidth of the filter to the European UWB band, both the $\lambda$/4 short-circuited line and the input/output lines are inserted between the two stacked T-resonators for the U.S. UWB band. The filter structures are simulated with ADS and HFSS and realized with low-temperature co-fired ceramic(LTCC) green tape which has the dielectric constant of 7.8. Measurement results agree well with HFSS simulation results.
본 논문에서는 비공진형 협벽 도파관 슬롯 배열 설계를 위해 필요한 기준이 되는 단위 슬롯 어드미턴스를 해석적으로 추출하는 방법을 제시하였다. 충분한 개수의 동일 기울임 각을 가지는 교번 슬롯 구조에 대해, 도파관 협벽의 단위 슬롯과 단위 슬롯 양쪽에 이웃한 전송선 부분을 균일한 손실 전송선으로 근사하고, 이로부터 손쉽게 전체의 ABCD 행렬을 계산하여 전체의 시뮬레이션 또는 측정값과 비교함으로써, 손실 전송선의 복소 특성 임피던스와 복소 전파 상수를 구하고 해석 적으로 정규화 된 슬롯 어드미턴스를 추출하였다. 제안한 방법의 타당성을 입증하기 위해, 대역 협벽 도파관 슬롯 배열 설계용으로 제작된 기준 슬롯 도파관 샘플의 정규화 된 슬롯 어드미턴스를 구하고 기존의 방법으로 얻은 값과 비교하여 잘 일치함을 보였다.
최근, 무선통신 시스템의 발전으로 다중대역을 위해 광대역에서 동작하는 회로들이 소개되었다. 하지만 광대역에서 동작하는 회로들은 필연적으로 크기가 증가하는 단점이 있다. 이중대역에서 동작하는 회로는 원하는 두 주파수에서만 동작하기 때문에 불필요한 소자들의 감소로 소형화가 가능하다. Wilkinson 전력 분배기는 무선통신시스템에서 전력분배를 위해 일반적으로 사용되는 소자로써, 이 또한 최근 이중대역이 요구되어지고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.11n WLAN을 위하여 2.45GHz와 5.2GHz에서 동작하는 소형화된 이중대역 Wilkinson 전력 분배기를 제안한다. 제안된 Wilkinson 전력 분배기는 일반적인 Wilkinson 전력분배기의 ${\lambda}$/4파장 부분을 ${\pi}$-형 병렬 스터브라인으로, 전기적 길이와 임피던스를 변환하여 수행되었다.
본 논문에서는 $\lambda$/4 헤어핀 공진기를 2.4 GHz 대역의 LTCC(Low Temperature Co-fire Ceramic) 대역통과 필터의 설계에 적용하였다. $\lambda$/4 헤어핀 공진기는 전송선로의 폭을 일정하게 유지한 상태로 특성임피던스를 변화시킬 수 있어, 등가적으로 SIR(Stepped Impedance Resonator)로 동작한다. $\lambda$/4 헤어핀 공진기는 평행결합 선로와 전송선로 부분으로 구성된다. 따라서 공진기의 두 부분의 특성임피던스는 서로 다른 값을 갖는다. 또한 공진기 사이의 결합량을 조절하기 위하여 사용하는 부가적인 결합 패턴은 결합위치에 따라 결합량을 다르게 할 수 있다. 평행 결합선로의 결합 구조와 부가적인 결합 패턴을 모두 고려한 대역통과 필터를 설계하기 위해서 두 결합구조의 등가회로를 하나의 인버터로 통합하는 과정을 제시하였다. 2.4GHz 대역에서 150 MHz 대역폭의 대역통과 필터를 적층 구조로 설계하여 설계 결과와 잘 일치하는 특성을 얻었다.
부방파제의 특성을 간단히 검토하고 수치해법을 이용하여 소파성능을 분석하였다. 비점성 포텐셜 유동의 일반적인 해법인 경계면적분법을 사용하였고, 다양한 형상의 부방파제 2차원 단면특성을 투과율을 중심으로 살펴보았다. 계류계의 강도와 질량관성반경 및 흘수의 영향을 기본적인 폰툰 형태에 대하여 고찰하였고, 사다리꼴, 중절모형상, 탁자 형상 등의 단면에 대하여 형상에 변화를 주며 소파특성을 조사하였다. 각 단면마다 효과적인 소파가 기대되는 입사파의 파장이 달라지지만 입사파의 파장과 부체의 길이비가 10 이상이 되는 경우까지 만족스런 소파가 이루어지는 경우도 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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