• 제목/요약/키워드: 도파관

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밀리미터파대역(Ka-대역)탐색기용 고 전력 저 손실 도파관 순환기 개발에 관한 연구 (A Study on Development of the High-Power Low-Loss Waveguide Circulator for Ka-band Millimeter-Wave Seeker)

  • 정채현;한성민;백종균;이국주;박창현;권준범
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.83-88
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    • 2017
  • 본 논문에서는 유도무기용 탐색기의 송신 시 고 전력 송수신 신호 분리를 위한 Ka-대역 밀리미터파 3-포트 도파관 순환기를 설계, 제작하였으며 상온에서의 S-parameter 시험, 고 전력 시험, 운용 온도 시험을 통해 성능을 검증하였다. 탐색기 안테나와의 인터페이스 설계 및 소형, 경량화를 위한 표준 도파관 높이의 half-size 설계를 적용하였다. 전기적 성능 구현을 위해 시뮬레이션을 통한 구성 부품인 영구자석, 페라이트 최적 형상 설계 및 포트 별 튜닝 유전체 적용을 통해 성능을 최적화 하였다. 설계된 도파관 순환기는 중심 주파수 Fc 기준 ${\pm}1000MHz$의 대역에서 -20 dB 이하 반사 손실, 0.5 dB 이하 삽입 손실, -23 dB 이하 분리도 특성을 가지며, 측정 결과는 설계 결과와 유사함을 확인하였다.

밀리미터파대역(Ka-대역)소형 레이더용 고 전력 저 손실 2축 도파관 로터리 조인트 연구 (A Study on the High-power Low-loss Dual Axes Waveguide Rotary Joint for Ka-Band Millimeter-Wave Small Radar)

  • 정채현;성종현;백종균;이국주;박창현;권준범
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.91-96
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    • 2018
  • 본 논문에서는 고 전력 저 손실 특성을 가지는 소형 레이더용 Ka-대역 밀리미터파 2축 도파관 로터리 조인트 설계 및 제작하였다. 전기적 성능은 상온 S-parameter 시험, 고 전력 시험, 운용 온도 시험을 통해 검증하였다. 로터리 조인트는 기능적으로 구형 도파관에서 원형 도파관으로 변환하는 모드 변환기 구조 및 회전 부분의 초크 구조로 구성된다. 본 구조는 고정된 송신기와 2축으로 회전하는 안테나를 최소 손실을 가지도록 전기적 연결 및 경량화를 고려하여 설계하였다. 설계된 로터리 조인트는 중심 주파수 Fc 기준 ${\pm}500MHz$의 대역에서 VSWR 1.5:1 이하 반사 손실, -2.0 dB 이상 삽입 손실 특성을 가지며, 측정 결과는 설계 결과와 유사함을 확인하였다.

슬롯라인-마이크로스트립 변환을 이용한 도파관 형태의 Ka-band 전력 분배/결합기 (A Novel Waveguide-based Ka-band Power Divider/Combiner Using Slotline-to-Microstrip Transitions)

  • 정진호;천창율;권영우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권5C호
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    • pp.506-511
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    • 2002
  • 본 논문에서는 널리 알려진 슬롯 라인-마이크로스트립 변환을 이용하여 Ka-band에서 동작하는 도파관 형태의 전력 결합기를 제안하였다. 입력이 구형 도파관이고 출력이 마이크로스트립인 전력 분배기는 구형 도파관-슬롯라인 변환, 슬롯라인-마이크로스트립 변환, 그리고, 임피던스 정합회로 등으로 구성되어 있다. 2-way 전력 결합기는 두개의 슬롯라인-마이크로스트립 변환을, 4-way는 2-way 전력 결합기 2개와 sloltline tee junction을 이용하여 개발되었다. 3차원 유한 요소법을 이용하여 제안된 구조를 수치 해석하여 최적의 특성이 나오도록 설계하였고, 손실이 작은 수정 기판을 사용하여 제작하였다. Back-to-back으로 연결된 전력 결합기를 측정한 결과, 공진 주파수를 제외하면, 2-way 전력 분배기는 25.7∼29.8 GHz에서 삽입손실은 1.0 dB 이하, 반사손실은 15 dB 이상이었고, 4-way의 경우는 26∼28.2GHz에서 삽입손실이 1.0 dB 이하, 반사손실이 15 dB 이상의 우수한 특성을 얻을 수 있었다.

주기적인 슬릿을 갖고 유전체층으로 덮힌 평행평판 도파관에서의 누설파 복사 및 표면파 launching (Leaky Wave Radiation and Surface Wave Launching Problem in a Dielectrically Covered Periodically Slitted Parallel-Plate Waveguide)

  • 이종익;이철훈;조영기
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권4호
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    • pp.25-33
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    • 1999
  • 유전체로 덮혀 있고 주기적인 슬릿을 갖는 평행평판 도파관에서의 누설파 복사 및 표면과 TEM파가 입사되는 경우에 대하여 고려하였다. 모멘트 방법을 이용하여 무한한 주기적인 구조와 유한한 주기적인 구조를 해석하였다. 유전체 커버가 슬릿을 갖는 누설파 안터나의 성능에 미치는 영향을 보이기 위하여 유전체의 두께에 대한 도파관 내부에서의 반사전력과 투과전력, 자유공간으로의 복사효율, 유전체슬램으로의 표면파 launching 효율, 안테나 이득, 그리고 복사패턴 등의 수치해석결과들을 제시하였다. 또한 제안된 주기적인 구조를 이용한 표면파 lauching 효율의 개선방법을 기술하엿으며 최대효율은 이론적으로 97.5%에 이르렀다. 따라서 이 구조는 image 도파관이나 유전체 격자 안테나의 효과적인 급전기로서 유망하리라 사료된다.

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평행평판 도파관의 윗면에 위치한 주기적인 슬롯 배열에 의한 전자파의 회절특성 (Diffraction Properties from Periodic Slot Array in the Upper Wall of Parallel Plate Waveguide)

  • 박진택;홍재표;고지환;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.311-318
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    • 2005
  • 평행평판 도파관의 윗면에 2차원적 주기적인 슬롯이 배열된 구조에서 회절특성에 중점을 두어 해석하였다. 주기적인 슬롯배열은 한 축은 무한 슬롯 배열로 두고 다른 축은 유한개의 슬롯 배열로 구성된다. 평행편판 도파관 내부로 입사되는 전자파는 일부 반사되고 일부는 슬롯을 통하여 복사되며 나머지는 주기적인 슬롯이 있는 영역을 넘어 투과하게 된다. 이러한 경우에 평행평판 도파관의 높이, 단일 슬롯의 크기, 그리고 슬롯 배열의 주기에 따라 반사, 복사 그리고 투과되는 전력을 수치 계산하여 살펴보았다. 이러한 연구는 TFT-LCD와 PDP 구조의 됫면에 장착되는 주기적인 원형개구 구조를 이용하는 환기구조 설계에 유익할 것으로 사료된다.

구형 빔 패턴 형성을 위한 다층 원형 도체 배열 구조의 최적화 연구 (A Study on Optimization of a Multi-Layered Metallic Disk Array Structure for Shaping of Flat-Topped Element Patterns)

  • 엄순영;박한규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.985-995
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    • 2003
  • 본 논문에서는 $\pm$20$^{\circ}$의 구형 빔 패턴 형성을 위한 삼차원 다층 원형 도체 배열 구조의 최적화 설계 변수들에 대하여 연구하였다. 원형 도파관 여기에 의한 다층 원형 도체 배열 구조의 각 방사 소자는 입력 원형 도파관, 임피이던스 정합용 원형 도파관, 방사 원형 도파관 그리고 그 위에 적층된 유한개의 원형 도체 배열층들로 구성되며, 각 방사 소자들은 원추형 빔 스캐닝에 적합한 정육각형 격자 배열 구조를 이룬다. 본 논문에서는 다층 원형 도체 배열 구조에 대한 해석 알고리듬을 제시하고, 이것을 프로그램 코드화하여 최적화 설계 변수 추출을 위한 다양한 설계 변수 변화에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 다층 원형 도체 배열 구조의 구형 빔 패턴 및 반사 계수에 대한 대역폭 특성을 살펴 보았으며, 그 결과 다층 원형 도체 배열 구조는 최소한 5.6 %의 주파수 대역폭내에서 $\pm$20$^{\circ}$의 양호한 구형 빔 패턴을 형성함을 알 수 있었다.

코르게이트 도파관을 사용한 위성통신용 저역통과 여파기의 설계 (Design of Low Pass Filters Using Corrugated Waveguide for Satellite Communications)

  • 김회종;최학근
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.41-46
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    • 2013
  • 본 논문에서는 코르게이트 도파관을 사용한 위성통신용 저역통과 여파기를 제안하였다. 본 구조는 위성통신용 시스템으로 사용되기 위해 임피던스 트랜스포머와 T-junction을 배열한 코르게이트 도파관이 결합된 형태로 설계하였다. T-junction은 낮은 삽입손실과 높은 격리도의 특성을 만족시키기 위해 Chebyshev 함수를 사용하여 설계하였다. 임피던스 트랜스포머는 높은 반사손실을 위해 코르게이트 도파관의 양 끝에 높이가 다른 T-junction을 결합한 구조로 설계하였다. 제작된 여파기는 12.25 ~ 12.75 GHz에서는 반사손실이 35.4 dB이상, 삽입손실은 0.1 dB이하, 14.0 ~ 14.5 GHz에서는 격리도가 54.4 dB이상으로 나타났다. 따라서 본 논문에서 제안된 저역통과 여파기는 위성통신용 시스템에 사용 가능함을 보였다.

자계면 T-접합 구조를 갖는 X/Ku 밴드 도파관 다이플렉서의 설계 (Design of X/Ku band Waveguide Diplexers with H-plane T-junction)

  • 음정희;최학근;송충호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.33-39
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    • 2013
  • 본 논문에서는 시스템에서 사용 가능한 자계면 T-접합 구조를 갖는 X/Ku 밴드 도파고나 다이플렉서를 설계하고 특성을 확인하였다. 본 논문에서는 시스템에서 사용 가능한 자계면 T-접합 구조를 갖는 X/Ku 밴드 도파관 다이플렉서를 설계하고 특성을 확인하였다. 설계된 다이플렉서는 X 밴드(7.25 ~ 8.4 GHz) 주파수와 Ku 밴드(12.25 ~ 14.5 GHz) 주파수를 분리시키도록 설계하였다. 일반적인 다이플렉서는 저역통과필터와 고역통과필터, 그리고 도파관 접합부로 결합된다. 그러나 본 논문에서는 저역통과필터를 사용하지 않고 고역통과필터 자계면에 임피던스를 매칭시켜 도파관을 접합함으로써 다이플렉서 구조를 간소화 하였다. 또한, 직교모드 변환기 특성을 갖는 다이플렉서를 설계하여 수직 및 수평편파를 사용할 수 있게 하였다. 본 논문에서 설계한 다이플렉서는 이중대역 및 이중편파를 만족하는 것으로 위성통신용 안테나 피드 시스템에 사용 가능하리라 생각된다.

직사각형 링과 리지 구조를 이용한 도파관 저역통과 여파기 설계 (Design of Waveguide Low Pass Filter using Rectangular Rings and Ridges)

  • 오택균;최학근;이형기
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.7-13
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    • 2014
  • 본 논문에서는 위성통신 시스템에 사용 가능한 새로운 구조의 도파관 저역통과 여파기를 제안하였다. 제안된 저역통과 여파기는 고차모드의 간섭이 없는 광대역 특성과 저지대역에서의 충분한 감쇠 그리고 도파관의 소형화와 경량화를 위하여 evanescent-mode 리지 구조를 사용하여 설계 하였고, 도파관 내에 리지를 둘러싸는 직사각형 링을 삽입하여 반사손실과 격리도를 향상시켰다. 또한 매칭을 위해 여파기의 입출력 포트 단은 임피던스 스텝 구조를 사용하여 설계하였다. 제작된 저역통과 여파기는 통과 대역 주파수인 7.25 ~ 8.4 GHz에서 반사손실이 19.5 dB이상, 삽입손실은 1.41 dB이하로 측정 되었으며 억제 대역 주파수인 12.25 ~ 14.5 GHz에서의 격리도는 67.2 dB이상을 만족하였다.

차단주파수 영역 도파관 등가회로 모델을 이용한 Gap-Coupled NRD Guide 대역통과 여파기의 설계 (A Gap Coupled NRD-Guide Filter Designed with an Equivalent Circuir Model of Evanescent Waveguide)

  • 김소영;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.990-995
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    • 2000
  • 밀러미터 내역(30~300GHz)의 전파에 대한 관심이 증가하면서 저손실 특성을 갖는 Nonradiative Dielectric(NRD) 도파로에 대한 관심이 커지고 있다. NRD 도파로는 분산특성이나 유전체 내의 필드 분포 형태로 볼 때 양 측면의 전도체가 없는 유전체가 채워진 도파관과 유사하므로 도파관으로 구현되는 대부분의 소자들은 NRD도파로를 이용하여 구현할 수 있다. 기존의 gap-coupled NRD guide 대역통과 여파기의 설계에서는 갭(gap) 영역의 임피던스를 Variational Method를 이용하여 해석하였으나 본 논문에서는 갭 영역을 차단영역 도파관의 등가회로 모델로 대치하여 해석함으로써 설계과정을 간단히 하였다. 또 이러한 설계 방법을 미리미터 대역의 필터에 적용하기 전에 시험적으로 중심 주파수가 10GHz인 대역통과 필터(3-Pole, 0.1dB ripple, 2% bandwidth)를 설계, 제작하였다. 측정한 결과느느 HFSS (High Frequency Structure Simulator)로 시뮬레이션 한 결과와 제작의 오차범위 내에서 일치하였다.

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