맴돌이형 결함접지구조를 이용한 마이크로파 증폭기의 소형화 방법

A Technique for Reducing the Size of Microwave Amplifiers using Spiral-Shaped Defected Ground Structure

  • 임종식 (서울대학교 전기컴퓨터공학부) ;
  • 정용채 (전북대학교 전자정보공학부) ;
  • 안달 (순천향대학교 정보기술공학부) ;
  • 남상욱 (서울대학교 전기컴퓨터공학부)
  • Lim, Jong-Sik (School of Electrical Engineering and Computer Science, Seoul National University) ;
  • Jeong, Yong-Chae (Division of Electronics and Information Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Ahn, Dal (Division of Information Technology Engineering, SoonChunHyang University) ;
  • Nam, Sang-Wook (School of Electrical Engineering and Computer Science, Seoul National University)
  • 발행 : 2003.09.01

초록

맴돌이형 결함접지구조(spiral-shaped defected ground structure, Spiral-DGS)를 이용하여 증폭기의 크기를 줄이는 새로운 방법이 제시되었다. 접지면에 Spiral-DGS를 지니는 마이크로스트립 선로는 동일한 물리적 길이의 표준형 마이크로스트립 선로에 비하여 더 큰 전파지연상수와 전기적 길이를 갖는다. 또한 대역저지여파기와 같이 특정한 대역에서 우수한 차단 특성을 갖는다. 이 차단 대역이 증폭기의 하모닉을 차단하는데 사용된다. 입,출력 정합회로 내에서 Spiral-DGS가 삽입된 선로의 길이는 원래의 선로 길이의 39 %와 44 %에 불과하다. 그러나 소형화된 증폭기의 측정된 S-파라미터는 원증폭기의 S-파라미터와 잘 일치한다. 소형화된 증폭기의 측정된 2차 하모닉의 크기는 원증폭기보다 최소한 10 dB 이상 더 작다. 3차 하모닉 제거를 위한 Spiral-DGS가 같은 방법으로 증폭기 소형화에 적용되는데, 25 dB 이상의 3차 하모닉 차단 효과를 보인다.

A new method to reduce the size of microwave amplifiers spiral-shaped defected ground structure(Spiral-DGS) is proposed. A microstrip line having Spiral-DGS on the ground plane produces increased slow-wave factor and electrical length for the fixed physical length. In addition, it provides an excellent rejection characteristic for a finite frequency band like band rejection filters. The rejection band is used for rejecting harmonic components of amplifiers. The reduced microstrip line lengths in matching networks by Spiral-DGS are 39 % and 44 % of the original ones in input and output matching networks, respectively. It is shown that the measured S-parameters of the reduced amplifier agree well with those of the original amplifier. The measured second harmonic of the reduced amplifier is much less than that of the original amplifier by at least 10 dB. The same technique is applied to reject the third harmonic using the proper Spiral-DGS for the third harmonic frequency. The measured third harmonic is smaller than that of the original amplifier by 25 dB.

키워드

참고문헌

  1. 한국전자파학회논문지 v.13 no.15 결함된 접지 구조를 이용한 증폭기의 소형화 방법 임종식;박준석;김철수;이영택;안달;남상욱
  2. IEEE Microwave Guide Wave Lett. v.8 no.2 Novel 2-D Photonic bandgap Structure for Microstrip Lines V.Radisic;Y.Qian;R.Coccioli;T.Itoh
  3. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.47 no.8 A Uniplanar Compact Photonic-Bandgap(UC-PBG) Structure and its Applications for Microwave Circuits F.R.Yang;K.P.Ma;Y.Qian;T.Itoh
  4. IEEE Microwave Guide Wave Lett. v.10 no.4 A Novel 1-D Periodic Defected Ground Structure for Planar Circuits C.S.Kim;J.S.Park;D.Ahn;J.B.Lim
  5. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.49 no.3 Uniplanar One-Dimensional Photonic-Bandgap Structures and Resonators T.Y.Yun;K.Chang
  6. 2002 IEEE MTT-S Digest v.3 The Equivalent Circuit Modeling of Defected Ground Structure with Spiral Shape C.S.Kim;J.S.Lim;S.Nam;K.Y.Kang;J.I.Park;G.Y.Kim;D.Ahn
  7. IEEE Microwave and Wireless Components Letters v.12 no.9 A Spiral-Shaped Defected Ground Structure for Coplanar Waveguide J.S.Lim;C.S.Kim;Y.T.Lee;D.Ahn;S.Nam