Applications to the FDTD Technique for Modeling and Characterization of Microstrip Based Discontinuity Structure

마이크로 스트립에 기초한 불연속 선로의 모델링 및 해석을 위한 유한차분법의 적용

  • Published : 2002.07.01

Abstract

불연속 전송선로를 해석하기 위한 유용한 방법으로서 유한요소법이나 공간도메인법등과 같은 주파수영역 해석법과 선로제작에 기초한 파라미터 측정법등이 사용된다. 시간영역의 유한차분법은 한번의 모의실험을 통해 주파수 의존적인 파라미터값을 구할수있어 불연속선로를 해석하는데 매우 효과적이다. 본 논문에서는 마이크로 스트립에 기초한 몇가지 형태의 2 포트 불연속 회로망 즉, 케스케이된 스텝 불연속 선로와 레이스트렉 지연선 및 단일 스터브 필터에 대한 정확한 모델링과 해석을 위하여 시간영역의 유한차분법의 적용방법이 논의된다. 2 포트 회로망으로 구성된 평면형 마이크로 스트립 불연속선로를 해석하기 위하여 일반적으로 분산 파라미터에 기초한 해석절차가 사용된다. 주파수 의존적인 분산 파라미터는 시간영역의 유한차분법에 의해 모니터된 입사, 반사 및 투과된 전압으로 부터 고속푸리에 변환을 통해 얻어지고, 또한 그 결과를 공간-스펙트랄 방법 및 모멘트 방법의 결과와 비교함으로써 시간영역의 유한차분법이 다양한 형태의 불연속 선로에 성공적으로 적용됨을 볼 수 있다.

Keywords

References

  1. R. Horton, 'Electrical characterization of a right-angled bend in microstrip line,' IEEE Trans. MTT, vol. 21, pp.427-429, June 1973 https://doi.org/10.1109/TMTT.1973.1128021
  2. A. Gopinath and Stephenson, 'Equivalent circuit parameters of microstrip step change in width and cross junctions,' IEEE Trans. MTT, vol. 24, pp.142-144, Mar. 1976 https://doi.org/10.1109/TMTT.1976.1128795
  3. W. Menzel and I. Wolff, 'A method for calculating the frequency-dependent properties of microstrip discontinuities,' IEEE Trans. MTT, vol. 25, pp.107-112, Feb. 1977 https://doi.org/10.1109/TMTT.1977.1129049
  4. P. Katehi and N. Alexopoulos, 'Frequency-dependent characteristics of microstrip discontinuities in a millimeter-wave integrated circuits,' IEEE Trans. MTT, vol. 33, pp.1029-1035, Oct. 1985 https://doi.org/10.1109/TMTT.1985.1133166
  5. W. Menzel and I. Wolff, 'A method for calculating the frequency-dependent properties of microstrip discontinuities,' IEEE Trans. MTT, vol. 25, pp.107-112, Feb. 1977 https://doi.org/10.1109/TMTT.1977.1129049
  6. X. Zhang and K. Mei, 'Time-domain finite difference approach to the calculation of the frequency-dependent characteristics of microstrip discontinuities,' IEEE Trans. MTT, vol. 36, pp.1775-1787, Dec. 1988 https://doi.org/10.1109/22.17413
  7. D. Sheen and J. Kong, 'Application of the three-dimensional finite difference time-domain method to the analysis of planar microstrip circuits,' IEEE Trans. MTT, vol. 38, pp.849-857, July 1990 https://doi.org/10.1109/22.55775
  8. Ke Wu et al, 'Rigorous analysis of 3-D planar circuit discontinuities using the space-spectral domain approach,' IEEE Trans. MTT, vol. 40, pp.1475-1483, July 1992 https://doi.org/10.1109/22.146329
  9. Y. Kim, 'Characterization of planar microstrip discontinuities using the Finite-Difference Time-Domain technique' 공군사관학교 논문집, vol. 49, pp.499-516, Feb. 2002
  10. G. Eleftheriades et al. 'On the network characterization of planar passive circuits using the method of moments,' IEEE Trans. MTT, vol. 44, pp.438-445, March 1996 https://doi.org/10.1109/22.486153
  11. Y. Kim and V.K. Tripathi, 'Extraction of multiple coupled line parameters using FDTD simulation,' IEE Proc. Micro. Antennas and Prop., vol. 146, pp.443-446, Dec. 1999 https://doi.org/10.1049/ip-map:19990717
  12. Y. Kim, 'Characterization of multiple coupled line structures on multi-layered substrate using FDTD technique', 한국 군사과학 기술학회 논문지, vol. 3, pp.155-163, July. 2000
  13. Y. Kim, 'Analysis of transmission on Si-based lossy structure using FDTD method,' 한국통신학회 논문지. vol. 25, pp. 1527-1533, Sept. 2000
  14. Y. Kim, 'Analysis of Symmetric Coupled line with new Crossbar embedded on Si-based lossy structure using FDTD method," 한국 군사과학 기술학회 논문지, vol. 4, pp.122-129, Dec. 2001