동심 유전체 봉이 삽입된 원통형 공진기 내부의 전자계에 대한 정확한 해석을 하였다. 유전체가 삽입된 공진기의 공진주파수는 특성 방정식의 해석에 의해 계산된다. 특성 방정식의 해를 Mathematica의 ContourPlot graph를 이용하여 구하였다. 공진주파수의 계산 값과 실험 값을 비교하여 공진기 내부의 전자계 표현을 진행모드 표현으로 가정하였을 때 정확한 공진주파수 값을 계산할 수 있음을 확인하였다.
원통형 공동 공진기를 이용한 유전체의 전자기적 특성들의 측정 방법에 대해 기술한다. 여기에 관련된 유전체의 전자기적 특성들은 비유전율, 손실 반젠트, Q factor 등이 있다. 동심 유전체 봉이 삽입된 원통형 공동 공진기에서 $TE_{011}$ 모드의 사용이 제한되었다. $TE_{011}$ 모드는 유전체 봉과 공진기 벽면 틈에 의한 공진주파수 민감도가 가장 덜 민감하게 변화하였다. 동심 유전체 봉이 삽입된 원통형 공동 공진기의 $TE_{011}$ 모드를 사용하는 방법과 새롭게 제안된 non-decaying 모드의 정확한 전자계 표현은 유전체의 전자기적 특성들의 정확한 측정을 위해 소개되었다.
유전체 봉이 삽입된 원통형 공진기의 정밀한 필드 해석이 비소멸 모드와 컨투어 그래프 방법에 의해 제안되었다. 공진주파수들과 저차 모드들이 유전체 봉이 삽입된 원통형 공진기에 대해 계산되었다. 공진기의 설계를 위해 모드 차트가 제안되었다. 비소멸 모드 해석을 사용하여 하이브리드 모드들(TE, TM, HEM 모드)이 상세하게 해석되었고, 모드 차트를 완성하였다. 이론적 타당성은 실험에 의해 확인하였다. 이론과 실험 결과는 전반적으로 만족하였다. TE 모드, TM 모드, HEM 모드의 실험값과 이론값의 평균 오차는 각각 0.20 %, 0.14 %, 0.28 %이다.
본 논문에서는 Re-enterant 공동 공진기의 내부 도체봉 길이 변화에 따른 공진 주파수의 가변특성을 실험정그로 고찰하였다. 실험시 제작된 공진기는 동축 케이블과 원형 도파관을 경합한 형태로서 동축 케이블의 내부 도체봉의 길이를 축방향으로 면화시킬 수 있도록 하여, 내부 도체봉의 임의의 길이에 대한 Tmonq 모드의 공진 주파수를 측정하였다. 경과의 타당성을 입증하기 위해서 실험 경과와 여러 사람들의 이론치를 비교하였다. 본 실험의 결과는 파장계, 공진기?l 증폭기의 공진 회로의 설계및 제작에 활용할 수 있으며 마이크로 웨이브 집적회로(MIC, Microwave Integrated Circuits)나 여과기에 사용되는 유전체 공진기의 공진 주파수를 가변시키는데도 사용할 수 있다.
근래 사용되는 공진형 컨버터는 넓은 주파수대역에서의 ZVS 특성의 우수함으로 인해 많은 연구가 진행 중이다. LLC 공진형 컨버터 경우는 부하에 따른 전압전달비가 크게 변화하기 때문에 부하의 변화가 적은 분야에서 주로 사용되어왔다. 그 때문에 최근에는 LLC 공진형 컨버터를 넓은 부하범위에서도 이용할 수 있는 연구가 개발되고 있다. 하지만 LLC 공진 컨버터의 동작 조건에 따라 가변하는 방법이 넓은 부하 조건에 완벽하게 대응하기에는 어려운 면이 있다. 이 때문에 경부하 조건에서의 전압 변환율에 만족하기 위한 제어 방법을 제안한다.
링 레이저 자이로스코프는 회전각을 검출하는 센서로서 광학식이 가지는 정밀함과 견고성으로 관성항법을 비롯한 운동 제어를 필요로 하는 여러 분야에서 기존의 기계식 자이로스코프를 대체해 오고 있다. 링 레이저 자이로는 세 개 또는 네 개의 반사경으로 밀폐된 고리형 공진기를 구성하고 He-Ne 기체를 봉입하여 방전시킴으로써 서로 반대 방향으로 진행하는 레이저를 동시에 발진시키면 Sagnac 효과에 의해 공진기의 회전각에 비례하여 두 레이저의 주파수 차이가 발생하는 원리를 이용한다. (중략)
본 논문에서는 이동통신 단말기에 적합한 변형된 반 파장 로디드 라인 안테나를 설계 및 구현하였다. 제안된 안테나는 실험적인 PCB 위에 하나의 반 파장 로디드 라인 구조를 갖는 방사체, 유전체 기판, 급전봉과 두 개의 단락봉으로 구성되어져 있다. 두 개의 단락봉은 방사체의 양쪽 끝에 각각 배치되어 있으며, 집중형 인덕턴스 소자는 각각의 단락봉과 PCB 그라운드 사이에 놓여져 있다. 인덕터 값의 조절을 통하여 안테나의 공진 주파수와 입력 임피던스가 각각 조정되어질 수 있다. 제안된 안테나는 최대 12 nH의 인덕터 값의 범위 내에서 $1,470\~2,660\;MHz$의 넓은 동작 영역과 좋은 임피던스 정합 특성을 가지고 있다. 안테나의 최대 이득은 동작 영역내에서 $-0.45\~2.03\;dBi$로 측정되었다.
봉에서 전파하는 비틀림파를 발생시키는 압전 비틀림 파동 변환기를 제작하였다. 비틀림 파동을 발생시키는 원리는 원주방향으로 분극된 압전 원판에 인가된 두께 방향 전압에 의해 나타나는 원주방향 전단운동이다. 압전 비틀림 원판을 제작한 후, 공진 주파수를 낮추기 위하여 랑주방(Langevin)형 비틀림 변환기를 제작하였다. 제작된 변환기들의 공진 주파수를 측정한 결과, 해석에 의해 예상된 특성과 잘 일치하였다.
패키지는 외부 회로에 의한 내부 회로의 보호와 함께 내부회로로부터의 누설 전자파가 전체 회로 성능에 영향을 미치지 않도록 하여야 한다. 본 논문에서는 유한요소법(FEM : Finite Element Method)을 이용하여 20~40 ㎓까지 전자기적으로 차폐된 밀리미터파 대역용 세라믹 패키지의 광대역 특성을 해석하였다. 해석 결과, 패키지 외부를 전자기적으로 차폐시킴으로써 33.4 ㎓에서 기생공진 현상이 발생함을 확인하였다. 패키지의 이러한 기생공진 현상을 억제하기 위해 세라믹 패키지 벽에 금(Gold)이 채워진 금속봉을 이용하였으며, 그 결과 세라믹 패키지의 상용 대역인 20~40 ㎓에서 공진 현상을 효과적으로 제거할 수 있었다. 따라서 본 해석결과는 전자기적으로 차폐된 밀리미터파 대역용 세라믹 패키지를 이용한 MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) 실장에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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