메타 물질의 한 형태인 LHTL(Left-Handed Transmission Line)과 기존의 전송 선로 형태인 RHTL(Right-Handed Transmission Line)을 이용하여 광대역 I-Q 벡터 신호 생성을 위한 $90^{\circ}$ 커플러를 설계, 제작하고 측정을 하였다. LHTL과 RHTL 모두 커패시터와 인덕터를 이용하여 합성 전송 선로 형태로 구성함으로써, 그 크기를 최소화 하였다. 또한, 제안된 커플러 제작에 필요한 Wilkinson 전력 분배기를 합성 RHTL을 이용하여 간단하게 구현함으로써 전체 회로의 크기를 $11mm{\times}12mm$로 만들 수 있었다. 주파수 범위 0.8~1.25 GHz에 대해 출력의 위상 차이가 $90^{\circ}{\pm}5^{\circ}$를 유지함으로써 광대역 $90^{\circ}$ 커플러를 작은 크기로 만들 수 있었다. 동 주파수 범위에 대해 삽입 손실을 1.6 dB 이하로, 반사 손실을 10.1 dB 이상으로 유지 가능했다. 필자가 아는 한 이는 그 주파수 대에서 가장 작은 광대역 $90^{\circ}$ 커플러이며, MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 만들 경우 그 크기를 훨씬 더 줄일 수 있을 것이다.
A novel class of planar metamaterial unit-cells consisting of a peace logo pattern is presented. A significant advantage of the proposed peace-logo planar metamaterial (PLPM) unit-cell over existing designs is its tunability, simplicity, and compatibility with microstrip structures. The theoretical analysis is founded on the famous transmission-line theory for the metamaterial concept. Then, the tunable dual-band two-sided PLPM (TSPLPM) unit-cell is designed by printing a similar PLPM pattern at the bottom of the substrate. The influence of the bottom PLPM pattern on the resonance frequencies of the unit-cell was analyzed by performing numerical simulations using CST Microwave Studio 2017 and HFSSv15 simulators. The results of the numerical simulations demonstrated that the proposed TSPLPM has the ability to control the resonance frequencies over 50 GHz-75 GHz for millimeter-wave applications.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권3호
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pp.141-150
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2013
Multiplexers based on isolation circuits made of metamaterial lines are proposed and studied. The new approach provides unique advantageous features beneficial to system designer. For instance, there is no need to modify the filters used in multiplexers. Also, the design process is straightforward. In this paper, two types of multiplexers based on metamaterial isolation circuits are presented, and their operation concepts are explained. Also, theories and design process of isolation circuits are presented to help readers design and fabricate proposed multiplexers. For verifying the concepts, two types of triplexers and two types of quadruplexers are designed and fabricated. All filters used in the multiplexers are commercial surface acoustic wave filters. The measured results are well matched with the simulation results.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권2호
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pp.137-139
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2013
A compact metamaterial (MTM)-based tunable phase shifter consisting of four unit cells with a simple DC bias circuit has been designed at 2.4 GHz. The variable series capacitors and shunt inductors that are required to be loaded periodically onto a host transmission line are realized employing only chip variable capacitors (varactors). In addition, the proposed phase shifter requires only one DC bias source to control the varactors, with the matching condition of the MTM line automatically satisfied. The measured phase shifting range is $285.2^{\circ}$ (from $-74.2^{\circ}$ to $211^{\circ}$). The measured insertion loss is approximately 1.5 dB. The circuit/electromagnetic-simulated and measured results are in good agreement.
본 논문에서는 right/left-handed특성을 이용한 8 포트 동위상 전력분배기를 제안한다. 이 전력분배기는 사용되는 전송선의 전기적 길이에 상관없이 동위상 분배가 가능하기 때문에 전력 분배기의 크기를 크게 줄일 수 있다. 전력분배기에 사용되는 전송선의 길이가 짧을수록 광대역 특성을 보이며 분배기의 크기는 줄어든다.
본 논문에서는 주파수 측정기의 핵심 소자이며 위상 비교 방향 탐지기의 핵심 소자인 위상 변별기를 설계하였다. Microwave Frequency대역 분류를 기준으로 하여 C-Band의 주파수 신호를 처리하는 광대역 Correlator를 설계하였다. 위상 번별기를 구성하는 광대역 2단 2way Power Divider를 설계하였으며, $180^{\circ}$ Metamaterial Hybrid Rat-Race Coupler와 $90^{\circ}$ Hybrid Coupler를 설계하여, 일반적인 위상변별기와 비교하여, Compact하며, 광대역인 특성을 얻을 수 있었다. 위상 변별기의 구성은 광대역 소자를 사용하였으며 그 외 Phase를 맞추기 위한 Delay Line을 구성하였다.
In this paper, we propose to analyze the physical characteristics of a planar dual-composite right-left handed transmission line by a common application of Bond Graph approach and Scattering formalism (Methodology S.BG). The technique, we propose consists, on the one hand, of modeling of a dual composite right-left metamaterial transmission line (D-CRLH-TL) by Bond Graph approach, and, it consists of extracting the equivalent circuit of this studied structure. On the other hand, it consists to exploiting the scattering parameters (Scattering matrix) of the DCRLH-TL using the methodology which we previously developed since 2009. Finally, the validation of the proposed and used technique is carried out by comparisons between the simulations results with ADS and Maple (or MatLab).
본 논문에서는 Metamaterial 전송선을 이용한 이중 대역 저지 필터를 제안하고 제작, 측정하였다. 이는 Wilkinson Power Divider의 형태를 바탕으로, 입력 단자에 신호를 인가하면 동일한 크기와 위상을 갖는 신호로 나눠진다. 이를 각각의 전송선에서 CRLH(Composite Right/Left-Handed) 구조와 D-CRLH(Dual Composite Right/Left-Handed) 구조를 이용하여 위상 변화를 유도한다. 본 논문에서는 TDMB 주파수 대역인 195 MHz와 DVB-T/H 주파수 대역인 670 MHz 대역에 대해 저지 대역 특성을 유도하였다. 이를 통해 제작한 필터의 크기는 $30{\times}15\;mm$ 이며, -10 dB를 기준으로 대역폭을 측정한 결과 각각의 주파수 대역에서 73 %, 50 %의 결과를 얻을 수 있었다.
좌우현 합성 선로 메타재질구조 쎌 형식인 UWB 대역통과여파기의 저지특성을 향상시키기 위해, 메타재질특성을 유지하면서도 소형화라는 설계목적에 적합한 저역통과여파기 개념을 제안한다. 따라서 대역통과여파기 자체는 파장의 0.25배보다 훨씬 작게 만들어지고, 이는 인터디지틀 결합기와 접지된 스텁으로 구성되며, 전후에 대칭형 소형 저역통과 블록을 가진다. 설계결과는, 예상대로, 관내파장의 1/8의 크기, 대역폭 100%, 1dB 이하의 삽입손실, 평탄한 군지연, 우수한 반사손실 특성을 보인다.
본 논문에서는 공진 MTM-TL(Metamaterial Transmission Line) 등가 회로를 이용하여 방사 및 회로 파라미터의 추출 식을 제시하였다. 특히 개방 또는 단락 상태에서 방사 소자인 직렬 $R_0$와 병렬 $G_0$를 EM 시뮬레이션 또는 측정을 통해 얻은 S-parameterd(|$S_{11}$|)를 이용하여 추출한다, EM 시뮬레이션의 결과, 추출한 파라미터를 이용한 회로 시뮬레이션의 결과 그리고 측정 결과가 매우 일치함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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