• 제목/요약/키워드: Ridged Aperture

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H-형태 소형 개구를 갖는 도파관 탐침의 등가회로 해석 (Equivalent Circuit Analysis of a Rectangular Waveguide Probe with H-type Small Aperture)

  • 고지환;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권12호
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    • pp.1300-1305
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    • 2014
  • 근접장 마이크로파 현미경의 핵심 부품인 H-형태 소형 개구를 가진 도파관 탐침에 대해 등가회로를 표현하고 해석하였다. 파장에 비해 작은 사각형 또는 원형의 소형 개구는 유도성 성분인데, 여기에 리지 구조를 부착하는 것은 용량성 성분을 연결하여 이로 인해 투과 공진을 일으키는 것으로 볼 수 있다. 이러한 해석을 입증하기 위해 리지가 있는 소형 개구에서 용량 성분에 해당되는 리지 부분을 분리하여 대략 반파장 떨어진 지점에 세워 두고 구한 등가회로적 표현에 의한 계산 결과와 전자파 해석에 의한 계산 결과와 비교하여 거의 일치된 모습을 확인하였다. 또한, 도파관 탐침을 제작하여 반사손실을 측정하고, 계산 결과의 정확성을 확인하여 이론의 타당성을 검증하였다.

고 투과 효율과 소형 빔 스팟 면적을 갖는 근접장 마이크로웨이브 도파관 탐침의 설계 (Design of the Near Field Microwave Guide Type of Probe Having Enhanced High Transmission Efficiency and Smaller Beam Spot Area)

  • 고지환;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권12호
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    • pp.1058-1063
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    • 2015
  • 본 연구에서는 높은 투과 효율은 유지하면서 스팟 면적을 보다 획기적으로 줄일 수 있도록 가느다란 두 개의 짧은 도체 봉이 리지(H-형태) 개구의 중심에 부착된 근접장 마이크로웨이브 주사 탐침 구조를 제안하였다. 여기서 두 개의 짧은 도체 봉은 H-형태 개구를 통과하는 투과 전자파 에너지를 집속하게 하여, 고 해상도를 위해 스팟 면적을 극히 작게 줄어들게 하는데 중요한 역할을 한다. 제안된 이론의 타당성을 확인하기 위해 모의실험 결과에 따라 근접장 도파관 탐침을 제작하고, 반사손실을 측정하여 계산결과와 비교적 일치된 결과를 얻었다.

소형 개구의 투과효율 향상을 위한 일반 이론 (General Theory for Enhancing the Transmission Efficiency through Small Apertures)

  • 조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1113-1120
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    • 2014
  • 본 논문에서는 무한 평판에 위치한, 파장에 비하여 작은 개구의 투과효율을 향상시키는 두 가지 방법으로서 첫째, 리지가 있는 소형 원형 개구와 같은 투과공진개구 구조를 이용하는 방법, 둘째, 투과공진기 구조를 이용하는 일반적인 방법을 생각해 보았다. 특히 상기 두 가지 구조의 경우, 최대 투과 단면적이 공통적으로 $\frac{2G{\lambda}^2}{4{\pi}}[m^2]$(G는 개구의 이득)이 됨을 보였다. 그리고 두 구조의 근접장 현미경의 탐침 구조에의 적용 가능성을 검증하기 위하여 구형 도파관의 종단면에 장착된 구조로서 임피던스 정합 특성을 조사하였다. 또한, 상보적인 문제로서 파장에 비하여 충분히 작은 공진 산란체의 경우에도 관찰되는, 앞서 다룬 투과 공진 현상과 본질적으로 유사한 산란 공진 현상에 대하여도 논의하였다. 이러한 논의는 원자 물리 분야에서 원자 구조의 산란 단면적이 실제 원자 구조의 물리적인 단면적에 비하여 매우 큰 현상에 대한 이해를 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

도체 평판에서 소형 개구의 투과 단면적 (Transmission Cross Section of the Small Aperture in an Infinite Conducting Plane)

  • 고지환;박순우;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권4호
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    • pp.300-306
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    • 2019
  • 얇은 도체 평판에 소형 리지 원형 개구, H-형태 개구, U-형태 개구, 예루살렘 십자형 개구와 같은 다양한 투과 공진 개구에 대하여 개구 모양에 무관하게 투과 단면적은 해석적으로 $2G{\lambda}^2/4{\pi}$로 주어지게 된다. 이러한 표현식에 대해 MOM 방법을 사용하여 계산한 결과와 비교하여 일치함을 확인하였다. 또한 두꺼운 도체 평판 내에 투과 공진기 구조에 대해 투과 단면적을 연구했으며, 투과 효율 관점에서 이들 두 소형 개구 구조 간에 동등함을 보였다.

4중 릿지 도파관과 렌즈를 이용한 새로운 광대역 혼 안테나 (A Novel Broadband Horn Antenna with Quadruple-Ridged Waveguide and Dielectric Lens)

  • 이기오;박동철
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.135-141
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    • 2008
  • 본 논문에서는 다중 편파 및 3:1 이하의 대역폭을 갖는 광대역 혼 안테나 설계 기법을 제시하였다. 급전단은 다중 편파 및 광대역 구현을 위하여 4중 릿지(Quadruple Ridge) 형태의 도파관을 적용하였으며, 반구(Semi­sphere) 형태의 백 쇼(Back Short)를 갖는 캐비티 구조내에 쇼팅 바(Shorting Bar)를 삽입함으로써 반사손실을 최소화하였다. 안테나 개구면에서의 위상보정을 통해 안테나 범 패턴을 개선시키기 위하여 주름진 형태의 유전체 렌즈를 설계하였다. 설계 기법을 기반으로 제작된 얀테나의 측정결과를 제시함으로써 설계 방법의 타당성을 겸증하였다.

H-형태 소형 개구를 가진 직사각형 도파관 탐침의 공진 투과 (Resonant Transmission of a Rectangular Waveguide Probe with H-type Small Aperture)

  • 고지환;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권12호
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    • pp.1198-1204
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    • 2013
  • 근접장 마이크로파 현미경에 사용되는 도파관 탐침 구조에 대해 기존의 폭이 좁은 사각형 개구를 대신하여 H-형태 개구 구조를 제안하였고, 두 구조의 성능 평가지표로서 투과 효율과 스팟 크기를 비교 분석하였다. 비교결과로 투과 효율은 비슷하였지만, 스팟 크기 면에서는 H-형태 개구 구조가 훨씬 작아서 해상도 측면에서 개선된 형태의 탐침 구조로 사용될 수 있음을 확인하였다. 이런 H-형태 개구의 이점을 이용하면 광 정보 저장, 나노리소그래픽, 나노 현미경과 같은 근접장 광학 장치가 상당히 성능 개선될 것이다. 또한, 도파관 탐침에 공진기가 부착된 구조에서 투과 효율이 향상됨을 확인하였다.

L형 아이리스와 투과 공진 개구를 이용한 소형화된 도파관 여파기 설계 및 실험 (Design and Experiment of a Miniaturized Waveguide Band-Pass Filter Using L-Type Inverter and Small Resonant Aperture)

  • 최진영;김병문;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.457-467
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    • 2012
  • 본 논문에서는 도파관의 단면(waveguide transverse plane)에 아이리스(iris)를 갖는 구조들을 도파관의 진행 방향으로 일정한 간격으로 배치하여 소형의 대역 통과 여파기를 구현하는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여 리지가 장하된 원형 개구 아이리스를 여파기 설계의 기본 공진기 구조로 활용하며, 임피던스 인버터(impedance inverter)로 동작하게 되는 L형 아이리스를 새롭게 제안하여 여파기의 길이 방향 크기를 줄이는데 사용하였다. 최종 제작된 여파기는 중심 주파수 10 GHz에서 400 MHz의 대역폭을 갖는데, 기존의 여파기 설계 방식에 비하여 70 %의 소형화를 달성하였다.

대역 통과 도파관 여파기 설계를 위한 이중 공진 아이리스 해석 (The Analysis of Dual Resonant Iris for Designing Waveguide Band-Pass Filter)

  • 최진영;김병문;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.904-911
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    • 2011
  • 본 논문에서는 도파관 여파기 설계에 유용한 이중 공진 구조를 제안하였다. 본 구조는 리지가 있는 원형 개구와 네 개의 팔(arm)을 갖는 사각형 도체 패치가 결합된 아이리스 형태로서 한 개의 통과 대역과 그 양쪽에 두개의 저지 대역이 동시에 나타나는 이중 공진 특성을 갖는다. 이러한 공진 특성은 LC-병렬 공진 회로와 직렬 공진 회로가 결합된 등가 회로를 통하여 잘 설명되고, 구조의 파라미터를 조정하여 쉽게 조절할 수 있다. 실제 구조는 마이크로스트립을 에칭하여 도파관의 단면에 삽입하기 쉬운 아이리스 형태로 구현되었다. WR-90 규격의 도파관 및 어댑터, VNA를 사용하여 이 공진 구조의 투과 특성을 측정하였다. 제안된 구조의 이중 공진 특성은 도파관 여파기 설계 및 스커트 특성 개선에 유용할 것으로 기대된다.