전자빔 발생장치를 이용한 마이크로파 출력을 증대시키기 위하여 주기구조를 갖는 지파도파관을 이용하였다. 이것은 공명적인 현상에 의하여 마이크로파 발진을 일으켜 출력 증대를 가져온다. 중심 축상의 고주파 전계 분포와 전자 빔 밀도의 상호작용에 의한 에너지 증대가 이루어지면서 이에 따라 대 출력이 얻어진다. 본 연구는 지금까지 연구되어 왔던 것보다 더 많은 출력을 얻기 위하여 지파도파관을 이용한 실험을 하여 연구하였다.
포물선형 혼 도파관을 사용하여 입사파의 음향전력밀도를 증대시킴으로써 압전물질의 압전비선 형성을 이용한 평판형 구조의 탄성 음향파 콘벌버를 제작하고 스펙트럼 확산 통신방식에서 S/N 비가 S 높으며 프로그램이 가능한 자기상관정합 필터로 사용될 수있음을 실험적으로 제시하였다. 본 실험에서 는 포물선형 혼 도파관을 사용한 탄성 음향파 콘벌버를 압전 재료인 YZ-LiNbO\sub 3\ 위에 중심 주파 수 100MHz 압축비 11:1, 적분시간 6인 IDT, 포물선형 혼 도파관 및 출력단자를 설계한 후 이를 포토리 토그라피 바업으로 제작하여 100 MHz 로 펄스 변조된 신호를 탄성 음향파 콘벌버의 양 입력에 인가하 여 자기상관 출력을 얻음으로써 신호 처리 이득이 18dB인 정합필터를 구현하였다.
전자기파에 대한 경계조건들의 상호 관계와 등가성을 도파관 스텝 관점에서 고찰한다. 본 연구방법의 명확성을 확인하기 위해 구형도파관 스텝의 특성을 경계조건 관점에서 비교한다. 구형도파관 스텝의 특성은 모드정합법을 기준으로 계산한다. 계산의 명확성을 보기 위하여 수렴 특성 계산과 전자장의 분포를 살펴본다.
본 논문에서는 내부에 수평 금속봉을 갖는 구형 도파관에 대하여 모드매칭법과 일반산란계수법을 사용하는 해석법을 제안하였고, 수평 금속봉의 반경 및 높이 변화에 따른 구형 도파관의 산란 특성을 계산하였다. 제안된 방법에 의해 계산된 결과는 실험 결과 및 HFSS의 결과와 비교하여 매우 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 논문에서 제시한 해석법은 수평 금속봉을 사용하는 도파관 관련 부품의 설계에 쉽게 이용될 수 있다.
플랜지된 평행 평판 도파관의 슬릿을 통한 전자기적인 결합문제를 고려하였다. 결합 슬릿 근처 도파관 내 $.$외부의 무효전력을 반영한 슬릿의 등가 어드미턴스를 구하고, 슬릿의 폭이 매우 좁은 경우에서의 최대결합 메커니즘을 규명하였다. 도파관의 높이, 슬릿의 폭 및 슬릿의 변위 등과 같은 구조적인 파라미터들이 복사 특성에 미치는 영향을 관찰하였다.
본 논문에서는 전자파를 이용한 하지정맥류 치료를 위하여 균일한 온도 분포를 갖는 도파관 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반 도파관 안테나보다 균일한 전계 분포를 가지므로 보다 균일하고 넓은 온도 분포를 갖는다. 제안된 안테나는 도파관 개구부에 파장의 1/4 길이의 철사를 설치하여 전계가 가운데로 몰리지 않도록 설계하였다. 정맥류 치료를 위해, 제안된 안테나를 이용하여 인체와 비슷한 돼지 피부에 적용하여 실험하였고, 이를 통해 보다 균일하게 피부의 온도를 올릴 수 있다는 것을 확인하였다.
학부생들이 쉽게 사용할 수 있는 기법인 반복 그린 함수 방법(IGFM)을 이용하여 복잡한 전자파 도파관스텁 구조를 이론적으로 엄밀하게 해석한다. lGFM은 그린 함수 접근법과 영역 반복법을 이용한다. IGFM의 간단한 공식화를 위해 단순한 수학 방정식만을 사용한 물리적인 반복 메커니즘을 이용한다. 전형적인 전자파 도파관 구조인 평행판 E평면 T접합 스텁에 대한 산란 특성을 IGFM 관점에서 이론적으로 공식화한다. 수치해석 결과를 주파수에 대한 반사와 투과 전력 관점에서 보인다.
다양한 통신시스템 설계에 사용되는 다중 스텁 도파관 구조가 주파수 필터링 특성을 가진 것을 모드정합법을 이용해 보인다. 주파수 필터링 특성을 가진 다중 스텁 도파관 구조의 통과 대역과 차단 대역을 자동으로 설계하기 위해 적합도 함수를 정의하고 유전 알고리즘으로 구현 가능함을 보인다. 스텁 도파관 구조가 주파수 필터링 특성을 가진 것을 수치해석적으로 보이고 다양한 매개변수에 대한 특성변화를 관찰한다.
임의의 이중 ridge 구형도파관의 단면에서 모우드 해석을 적용하여 차단주파수들을 계산 하였다. 그리고 주파수 6~8GHz에서 $TE_{10}$ 모우드에 대한 특성 임피던스를 구하였다. 선형으로 taper된 구형도파관 양단이 단일 및 이중 ridge구형 단면으로 구성되어 있을 경우 $TE_{10}$ 모우드에 대한 등가 비균일 전송선을 수치계산으로 풀었다. 단일 ridge도파관이 있는 종단명에서 들여다 본 입력 임피던스는 광대역에서도 거의 일정한 값을 가짐을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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