• 제목/요약/키워드: 3 dimensional microstrip

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FDTD법과 Pade 근사법을 이용한 마이크로 스트립 기판 위의 유전체 공진기 해석 (Analysis of a Microstrip Substrate-Mounted Dielectric Resonator using FDTD Method and Pade Approximation)

  • 오순수
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권6호
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    • pp.396-396
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    • 2000
  • 두 개의 마이크로 스트립 선로를 이용하여 결합한 유전체 공진기를 유한 차분 시간 영역(FDTD)법을 적용하여 3차원 해석을 하였다. 유전체 공진기의 표면은 곡면으로서, Noriaki model을 이용하여 정확하게 모델링 하였다. 일반적인 FFT에 의해 106.46 MHz의 주파수 해상도를 얻었지만 공진 주파수를 결정할 수가 없다. 따라서 1.00 MHz의 높은 주파수 분해능을 갖기 위해서 Pad 근사법과 Stoer-Bulirsch법을 적용하고 측정치와 비교하였다. 그 결과 Pad 근사법을 통하여 매우 정확한 공진주파수를 얻었다. 그리고 정현파를 인가하여 전자계 분포를 도시하였으며, 공진 모드가 $TE_{01{\delta}}$ 모드임을 알 수 있었다.

FDTD 법과 Pad 근사법을 이용한 마이크로 스트립 기판 위의 유전체 공진기 해석 (Analysis of a Microstrip Substrate-Mounted Dielectric Resonator using FDTD Method and Pad Approximation)

  • 오순수;윤중한;이성모;박효달
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권6호
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    • pp.36-43
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    • 2000
  • 두 개의 마이크로 스트립 선로를 이용하여 결합한 유전체 공진기를 유한 차분 시간 영역(FDTD)법을 적용하여 3차원 해석을 하였다. 유전체 공진기의 표면은 곡면으로서, Noriaki model을 이용하여 정확하게 모델링 하였다. 일반적인 FFT에 의해 106.46 MHz의 주파수 해상도를 얻었지만 공진 주파수를 결정할 수가 없다. 따라서 1.00 MHz의 높은 주파수 분해능을 갖기 위해서 Pad 근사법과 Stoer-Bulirsch법을 적용하고 측정치와 비교하였다. 그 결과 Pad 근사법을 통하여 매우 정확한 공진주파수를 얻었다. 그리고 정현파를 인가하여 전자계 분포를 도시하였으며, 공진 모드가 TE/sub 01δ/ 모드임을 알 수 있었다.

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3차원 트랜지션을 이용한 광대역 마이크로스트립 패치 안테나의 설계 (A Design of the Wideband Microstrip Patch Antenna Using Three-dimensional Transition)

  • 정창권;강치운;윤서용;이봉석;김우수;이문수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.305-311
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    • 1999
  • 본 논문에서는 유전율 1.06, 두께 $\lambda$/4인 발포체 기판상의 얇은 필름에 인쇄한 새로운 형태의 단일층 마이크로스트립 패치 안테나를 설계했다. 안테나의 대역폭이 광대역 임피던스정합을 얻기 위하여 3차원 트랜지션을 사용한다. 안테나의 방사패턴 및 반사손실, 전압정재파비는 "IE3D" 시뮬레이션 패키지를 사용하여 계산하여 측정결과와 비교했다. 측정 결과 전압정재파비 $\le$ 2:1 인 대역폭이 중심주파수 6.8 GHz에서 약 65%로 광대역 안테나임을 입증하였다. 그리고 반사손실 및 전압정재파비는 계산치와 실험치가 거의 일치하였다. 거의 일치하였다.

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마이크로파 feedline을 고려한 진행파형 광변조기의 특성 분석 (Microwave characteristics of traveling-wave modulator considering the microwave feedline)

  • 구민주;옥성해;윤영설;문연태;김도균;최영완
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권4호
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    • pp.41-47
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    • 2004
  • 본 논문에서는 마이크로파 feedline을 포함하고, 광도파관과 마이크로파 feedline간의 임피던스 부정합을 고려하여 전계 흡수광변조기(traveling-wave electro-absorption modulator, TW-EAM)의 마이크로파 특성을 분석하였다. Co-planar waveguide(CPW)와 microstrip의 하이브리드 구조를 가지는 광도파관 부분은 등가회로를 통해 모델링 하였으며, 등가회로의 인덕턴스(L)와 커패시턴스 (C)는 3차원 FDTD를 기반으로 한 수식화를 통하여 구하였다. CPW 구조의 마이크로파 feedline은 모멘텀방식을 이용해 분석하였다. 이와 같은 분석을 통해 TW-EAM의 특성을 보다 정확하게 분석 할 수 있음을 제시한다.

E-평면 프로브를 이용한 Ka 대역 마이크로스트립-도파관 변환기의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Ka-Band Microstrip to Waveguide Transitions Using E-Plane Probes)

  • 신임휴;김철영;이만희;주지한;이상주;김동욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.76-84
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    • 2012
  • 본 논문에서는 K-커넥터를 사용하지 않고 다수의 전력증폭기를 WR-28 도파관에서 전력 합성하기 위해 마이크로스트립 전송 선로를 도파관으로 직접 변환하는 2가지 형태의 개방형 E-평면 프로브를 최적 설계하고, 이를 활용한 변환기를 제작, 평가하였다. 중심 주파수 35 GHz에서 ${\pm}500MHz$의 대역폭을 가지며, 0.1 dB의 삽입 손실과 20 dB 이상의 반사 손실을 목표로 변환기 설계가 진행되었으며, 제작 시 발생할 수 있는 지그 가공 및 조립오차에 대한 특성도 3차원 전자기 시뮬레이션을 통해 고려하였다. 16 mm와 26.57 mm의 마이크로스트립 선로를 가지는 back-to-back 변환기 구조를 제작하였으며, 35 GHz에서 변환기 당 약 0.1 dB의 우수한 삽입 손실을 얻었고, Ka 대역 전체 주파수 영역에서 평균 0.2 dB의 삽입 손실 특성을 보였다. 반사 손실의 경우, back-to-back 구조가 Ka 대역에서 15 dB 이상의 특성을 보여 변환기 자체로는 20 dB 이상의 값을 가지는 것으로 파악되었다.

평행 결합 Mushroom 구조를 이용한 대역 통과 여파기의 고조파 성분 억제 (Suppression of Harmonic Passband of Bandpass Filters(BPFs) Using Parallel-Coupled Mushroom Structure)

  • 이재곤;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.118-125
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    • 2007
  • 본 논문에서는 평행 결합 버섯 구조를 이용하여 대역 통과 필터의 고조파 성분을 제거하였다. Double positive(DPS)전송 선로인 마이크로스트립 라인과double negative(DNG)전송 선로인 버섯 구조 사이에서는 격리된 마이크로스트립 라인과 버섯 구조의 교차되는 분산 곡선 주파수 대역에서 강한 결합이 복소 전파 상수로 인해서 발생한다. 교차되는 분산 곡선 주파수에서 강한 결합으로 인하여 전파가 전파를 하지 못하기 때문에 이와 같은 구조는 대역 저지 필터로 이용할 수 있는 것이다. 제안된 대역 저지 필터는 공진기를 이용한 형태가 아니라 평행 결합 전송 선로를 이용하였기 때문에 넓은 대역폭을 가지고 DPS와 DNG 전송 선로 사이의 강한 결합으로 인해서 소형화에 유리하다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 중심 주파수 4 GHz, 3 dB fractional 대역폭은 40%인 평행 결합 대역 저지 필터를 설계하였고, 이를 두 가지 종류의 대역 통과 필터의 고조파 모드를 억제하는데 이용하였다.

PBG 구조 성능 해석을 위한 주기경계조건의 FDTD 적용연구 (A Study on the FDTD method using Periodic Boundary Condition for PBG Performance Analysis)

  • 임계재
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.31-38
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    • 2010
  • PBG 구조의 메타물질 설계시 패턴 형태와 배열 구조에 따른 금지대역(bandgap)을 정확하게 설계하기 어려운 문제가 있다. 본 논문에서는 2차원 배열구조로 어떤 모양의 패턴에 대해서도 빠르고 정확하게 원하는 금지대역을 설계할 수 있는 방법을 제안한다. 2차원 평면상의 메타물질 구조는 주기배열로 이루어져 있기 때문에 FDTD 수치해석 방법에 주기경계조건을 부여함으로서 계산영역을 줄였다. 또한 각 패턴이 갖는 L, C 값을 2차원적으로 고려하여 계산하였기 때문에 보다 정확한 설계가 가능하였다. 5GHz 대역에서 정사각형 패턴을 갖는 메타물질을 설계하여 기존의 마이크로스트립 선로를 이용한 1차원 메타물질 해석 값과 비교하였을 때 정확도가 평균적으로 14.7% 향상됨을 확인할 수 있었다.

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무선주파수 간섭 측정을 위한 Printed Spiral Coil (PSC) 프로브의 고주파 모델링 (High-Frequency Modeling of Printed Spiral Coil Probes for Radio-Frequency Interference Measurement)

  • 김경민;송익환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권1호
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    • pp.10-19
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    • 2018
  • 본 논문에서는 고주파 Radio-Frequency Interference (RFI) 측정용 프로브로 널리 쓰이는 Printed Spiral Coil(PSC)의 고주파 등가회로 모델이 제안되었다. 제안된 모델은 고주파 정합성을 확보하기 위하여 PSC의 설계변수에 기반한 분포 모델로 설계되었으며, 제안된 분포 등가회로 모델을 바탕으로 T-Pi 등가변환을 이용한 PSC의 고주파 해석적 모델 역시 새로이 제안되었다. 제안된 모델의 실제 고주파 RFI 측정 시 효용성을 확인하기 위하여, 임의의 RFI 노이즈 원으로 설계된 마이크로스트립 라인과 PSC 사이의 전달함수를 제안된 모델과 상호 인덕턴스를 결합하여 추출하였다. 제안된 PSC 모델의 자기 임피던스(self-impedance)와 전달함수는 3-dimensional field solver를 이용한 시뮬레이션 및 실 측정으로 검증되었으며, 6 GHz까지 높은 정합성을 보이는 것이 확인되었다. 제안된 PSC의 자기 임피던스 및 전달함수 모델은 GHz 영역의 고주파 통신대역에서의 RFI 측정용 프로브 설계 및 노이즈 간섭 예측에 활용될 수 있다.

ADI-FDTD 방법을 이용한 3차원 인터커넥트 모델링 (Modeling of 3-D Interconnect Line Using ADI-FDTD Method)

  • 최익준;김연태;원태영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권8호
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    • pp.52-63
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    • 2002
  • 본 논문에서는 3차원 인터커넥트(3-D interconnect) 구조를 해석하기 위하여 ADI-유한차분시간영역(ADI-FDTD, Alternating Direction Implicit Finite Difference Time Domain)방법으로 맥스웰 회전방정식(Maxwell's curl equation)을 계산하는 수치 해석 모델을 개발하였다. 3차원 인터커렉트 모델내의 전자기파 문제를 해석하기 위하여 맥스웰 회전 방정식을 ADI-유한차분시간영역방법으로 이산화 하였으며, ADI-유한차분시간영역의 경계에서 발생하는 반사파를 해결하기 위하여 흡수 경계 조건인 완전 정합 층 방법(PML, Perfectly Matched Layer)을 도입하였다. 개발한 ADI-유한차분시간영역방법 및 완전 정합 층의 수치 모델을 검증하기 위하여 3차원 마이크로스트립 전송선(microstrip transmission line) 구조를 3차원 그리드(grid) 구조로 모델링한 후, 시간영역에서 전계 분포를 컴퓨터로 모의 실험하였다. 그리고 본 논문에서 제안한 ADI-유한차분시간영역방법과 종래의 스탠다드 유한차분시간영역방법의 수치적 성능을 정량적으로 비교, 분석하였다.

LTCC 기술을 이용한 Ka-밴드 대역통과필터 설계 (Design of a Ka-band Bandpass Filter Using LTCC Technology)

  • 최병건;박철순
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2A호
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    • pp.214-217
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    • 2004
  • 본 논문에서는 최초로 저온동시소성세라믹(low temperature co-fired ceramic, LTCC) 기술을 이용하여, Ka-밴드 대역의 협대역 대역통과필터를 설계 및 제작하였다. 높은 집적도 및 수직적층능력과 같은 LTCC 기술의 장점을 활용하여, 3차원 구조를 가지는 종단 커플링 마이크로스트립 형태의 대역통과필터를 설계하였다. 종단 커플링 공진기를 평면상에서 구성할 경우, LTCC 공정의 설계규격 중 도선의 선폭 및 선간 간격의 공정 한계로 인해 인접한 두 공진기 사이의 간격이 제한되어지는데, 이러한 문제는 인접한 두 개의 공진기를 LTCC 기판의 서로 다른 층에 위치시킴으로서 극복할 수 있었다. 제작된 대역통과필터는 중심주파수가 28.7 ㎓ 이며, 이때 삽입손실은 3 dB 이다. 최소 삽입손실이 나타나는 주파수로부터 3 dB 의 손실을 가지는 통과대역은 27.9 ㎓ 에서 29.2 ㎓ 범위이며, 대역폭비율이 4.5 % 로서 고주파에서 높은 협대역 특성을 가진다. 그리고, 반사손실은 통과대역에서 10 dB이하를 나타내었다.