본 논문에서는 복합 좌/우향 (CRLH) 전송 선로를 이용하여 초광대역 필터의 새로운 설계 방법에 대해 나타내었다. CRLH 전송선로의 특성을 구현하기 위해 접지면에는 결함 접지면 구조(DGS)와 윗면에는 마이크로스트립 인터디지털 결합기를 이용하였다. 본 논문에서 제안하는 CRLH 전송선로는 저역통과 필터와 고역통과 필터의 특성을 결합한 특성을 나타내며 삽입손실이 적고 광대역 필터 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다. 몇 개의 셀 구조에 대해 연구하였으며, 본 논문에서는 3-셀 구조의 UWB 필터를 설계하고 구현하였다. 실험결과와 시뮬레이션 결과가 일치하며 중심주파수 5 GHz에서 105 %의 대역폭을 나타내며 삽입손실은 중심주파수에서 0.7 dB를 나타내었다.
A compact and broadband balun is designed using a conventional right-handed transmission line (RHTL) and a left-handed transmission line (LHTL) with lumped elements only. The proposed balun maintains a phase difference of $180^{\circ}{\pm}12^{\circ}$ at the output ports for the frequency range of 1.27 GHz-2.69 GHz. Nevertheless, the circuit size is merely $9.5mm{\times}12.7mm$. To verify the performance of the proposed balun, we attached it to a dipole-type antenna and observed that the return loss is greater than 10 dB for the frequency range between 1.86 GHz and GHz. The radiation pattern and peak gain are similar to those of the dipole antenna with a conventional balun.
본 논문에서는 Composite Right/Left-Handed (CRLH) 전송 선로 (TL)와 pin 다이오드를 이용한 조절 가능한 부성 저항을 이용한 이중 대역 전압 제어 발진기에 대하여 연구하였다. CRLH 전송 선로는 이중 대역 주파수 조절 특성을 갖는 metamaterial 전송 선로를 만들 수 있다. CRLH 전송 선로의 이중 대역 동작은 CRLH 전송 선로의 주파수 오프셋과 위상 기울기에 의해서 얻어지고, 두 개의 동작 주파수들의 주파수 비율은 정수 배가 아닐 수 있다. 전압 제어 발진기의 각각의 주파수 대역은 독립적으로 동작해야 하므로 pin 다이오드를 이용한 조설 가능한 부성 저항을 사용하였다. 정전압을 pin 다이오드에 인가하였을 때, 전압 제어 발진기의 위상 잡음은 주파수 조절 범위 $2.423\sim2.597$ GHz에서 $-108.34\sim-106.67$ dBc/Hz @ 100 kHz이며, 역전압을 pin diode에 인가하였을 때는, 전압 제어 발진기의 위상 잡음이 주파수 조절 범위 $5.137\sim5.354$ GHz에서 $-114.16\sim-113.33$ dBc/Hz @ 100 kHz이다.
본 논문에서는 composite right- and left-handed (CRLH) 전송선로를 이용한 나선구조 zeroth-order resonance (ZOR) 안테나가 제안되었다. 안테나의 영차공진특성은 주기구조의 분산특성에 의해 이론적으로 분석되었다. $2{\times}2$ 나선구조 안테나의 크기는 $0.155{\lambda}_{0}{\times}0.155{\lambda}_{0}$이며 CRLH 전송선로의 병렬 인덕턴스 값이 증가함으로 인해 제안된 안테나의 크기는 일반적인 버섯구조 ZOR 안테나보다 65%의 크기를 감소시킬 수 있었다. 또한, 제안된 안테나의 방사특성은 버섯구조 ZOR 안테나와 비슷한 전방향성 방사특성을 가짐을 확인하였다.
본 논문에서는 T-junction을 통해 분배된 두 선로를 한 쪽은 N개의 단일 셀을 사용한 우/좌형 전송선, 다른 한 쪽은 우형 전송선을 이용한 발룬을 설계하였다. 이에 있어 closed-form solutions과 그 해를 바탕으로 설계된 CPW 전송선을 이용한 초소형 광대역 발룬(80 %)을 제시한다. 또한 균일한 전류 분포를 위해 칩 커패시터를 장하시킨 안테나를 제안한다. 본 안테나는 $\lambda/4$ 이하의 간격을 두고 장하되었을 때 직렬 공진 현상을 보이며 안테나 입력 저항은 약 $204\;\Omega$이다. 제안된 루프 안테나의 단일 셀은 좀 더 균일한 전류 분포를 위해 약 $\lambda/12$의 간격을 두고 제작되었으며(전체 길이: $1\;\lambda$), 동일한 길이의 단일 권선 구조를 갖는 기존 루프 안테나에 비해 20 dB가 더 큰 자계를 형성함을 EM 시뮬레이션과 측정을 통해 알 수 있었다. 이 안테나와 제시된 발룬 사이에는 CPS(Coplanar Strip Line)구조가 사용된다. 본 안테나는 근거리장 UHF 대역 RFID 리더 안테나에 응용될 수 있다.
본 논문에서는 기존의 인덕터와 커패시터 소자만을 이용하여 2D cloaking 회로의 단일 셀을 설계했을 경우의 단점을 보완하기 위하여 2D 전송선 구조를 이용한 cloaking 회로를 설계하고 분석하였다. 2D 전송선 구조를 이용할 경우, 단일 셀의 크기와 필요한 소자의 값을 사용 가능한 범위 안에서 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 필요한 모든 설계식을 유도하였다. 자유 공간에 완전 도체로 이루어진 원통형 산란체를 상정하고, 이에 대한 cloaking 회로를 유도된 설계식을 이용하여 설계하고 이에 대한 cloaking 효과를 우선 회로 시뮬레이터인 ADS를 이용하여 살펴보았다. 제시된 시뮬레이션 제원에서 cloaking medium 효과는 10.5 dB 이득으로 나타났다.
본 논문에서는 새로운 소형 이중 대역 비균등 전력 분배기를 제안한다. 기존의 1:2 비균등 Wilkinson 전력 분배기에서 ${\lambda}$/4 길이의 분기 선로 대신 CRLH 위상천이용 전송선을 사용하여 전체 구조의 물리적 크기를 줄인다. 메타 재질 구조의 비선형 분산 특성을 이용하여 비균등 분기선들이 $f_1$, $f_2$에서 각각 $+90^{\circ}$, $-90^{\circ}$의 위상이 나타나는 이중 대역 특성을 갖도록 설계한다. 설계 방법의 타당성 확인을 위해, 등가 모델, 3차원 모의실험의 성능과 함께 CRLH의 특성인 분산도가 제시된다. 모의실험 결과와 측정 결과를 비교하였으며, 제안 기법의 소형화 효과가 논의된다.
본 논문에서는 초고주파 수동 부품의 전송 구조 내부에 전자기파의 차단 현상을 유발하는 불연속이 존재할 때 metamaterial을 이용하여 전파 특성에 변화를 유도할 수 있는 방법을 논의하고 원리를 규명한다. 특히 평행 평판 도파관 내부에 전파가 되지 않을 정도로 협소한 단면을 가진 영역의 매질이 ENZ(Epsilon Near Zero)의 metamaterial로 바뀔 때 전자기파가 진행되는, 이른바 터널링(tunneling) 조건(혹은 관통 효과)을 찾고 전자기학적 관점과 회로 관점으로 설명할 것이다. 전송선 이론에 불연속 구조는 물론 매질 변화를 고려한 평행 평판 도파관의 해석 결과를 다른 기법의 결과와 비교하여 타당성을 보이고, 이에 바탕을 두어 관통 효과 특성을 산란계수와 임피던스로 도시한다.
본 논문에서는 CRLH 전송선을 이용하여 임의의 주파수 두 곳에서 저지 특성을 갖는 소형 이중대역 저지대역 여파기를 제안한다. 제안된 여파기는 CRLH 전송선을 단락된 병렬 스터브로 사용하였으며 CRLH 전송선의 비선형적인 위상응답을 이용하여 이중대역 저지 특성을 구현하였다. CRLH 전송선은 마이크로 스트립과 집중소자를 이용하여 구현되었다. 이 여파기는 작은 크기이며 저지되는 두 개의 주파수를 임의로 조정할 수 있다. 본 논문에서는 GPS대역과 ISM 대역을 저지하는 여파기를 설계하였으며 GPS대역에서는 -30dB, ISM대역에서는 약 -29dB 의 저지 특성을 확인하였다. 제작된 여파기의 크기는 10mm*15mm로 소형이다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권4호
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pp.245-250
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2013
This paper presents a tunable bandpass filter based on the varactor-loaded composite right- and left-handed transmission line (CRLH-TL). The proposed filter is composed of one CRLH-TL unit cell, which corresponds to the third-order bandpass filter. The tunable bandpass filter is designed using only lumped-elements. The use of lumped elements saves space and lowers the fabrication cost. The size of the proposed tunable bandpass filter is $17mm{\times}5mm$, neglecting the feed lines and DC lines. All of the varactors are controlled by one DC bias. The center frequency of the bandpass filter can be controlled by varying the value of the varactors. The tunable range of the center frequency is from 412.5 to 670 MHz. The insertion loss is less than 3 dB, the return loss is more than 10 dB in the passband.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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