공동공진기는 마이크로파 응용에서 많이 사용되는 부품 중의 하나이다. 무부하 Q, 공진주파수, 그리고 결합계수는 공진기 기본 파라미터이다. 손실결합이 있는 공동공진기의 무부하 Q를 측정하는 간편한 절차를 제안하였다. 공진주파수 근처 주파수 대역에서 결합손실을 포함한 등가회로를 보였으며, 결합손실은 공진기의 임피던스를 측정하여 구했다. 결합손실을 보상한 공진기의 임피던스를 스미스차트에 다시 그렸다. 보상한 임피던스 궤적에서 부하 Q와 결합계수를 구하여 무부하 Q를 계산하였다. 제안한 절차를 검증하기 위하여 결합 손실이 없는 공진기를 측정하였다. 결합 손실이 있는 경우와 손실이 없는 경우의 측정결과는 잘 일치 하였다. 측정된 결과는 제안한 절차가 유용함을 확인하였다.
Methods for mode identification and accurate measurements of the unloaded Q ($Q_0$) of a dielectric-loaded $TE_{01{\delta}}$ mode cavity resonator with HTS endplates are proposed. A resonator with a sapphire rod and $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(YBCO) endplates was prepared and its microwave properties were studied at temperatures above 30 K. The $TE_{01{\delta}}$ mode $Q_0$ of the resonator, designed to work as a tunable resonator with variations in the gap distance (s) between the sapphire rod and the top YBCO, was more than 1000000 at s = 0 mm and at 30 K with the resonant frequency of 19.56 GHz. The $TE_{01{\delta}}$ mode $Q_0$ decreases as s increases for s < 2 mm until mode couplings between the $TE_{01{\delta}}$ mode and other modes appeared at s = 2 mm. Significant dependence of the $TE_{01{\delta}}$ mode $Q_0$ on the input and output coupling constants was also observed. Applications of the open-ended $TE_{01{\delta}}$ mode cavity resonator for a tunable resonator with a very high Q as well as a characterization tool for the surface resistance measurements of HTS films are described.
Accurate measurements of the microwave surface resistance (Rs) of high temperature superconductor (HTS) films are important with regard to applications of HTS materials for wireless communications. As the surface resistance values of HTS films are usually extracted from the measured unloaded quality factor ($Q_0$) of resonators made of HTS films, it is essential to measure the resonator $Q_0$ with accuracy. The $TE_{011}\;mode\;Q_0$ of sapphire resonators with the endplates made of $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}$(YBCO) film on $LaAlO_3$ is measured by using the S-parameter circle-fit method at a frequency of about 19.6 GHz and temperatures of 30 K to 90 K, which is compared with the measured values by using the Lorentzian-fit method. Good agreements are found between the two sets of $Q_0$ values measured by using the two different methods whether the resonator is used in a weak-coupling scheme or a strong-coupling scheme, showing reliability of both methods fur measuring the resonator $Q_0$ accurately. The $Q_0$ of sapphire resonators with a gap between the top plate and the rest of the resonator is also discussed.
Effects of sintering temperature and time on relative permittivity $\varepsilon$$\_$r/, unloaded quality factor Q$.$f and temperature coefficient of resonant frequency $\tau$$\_$f/ of dielectric resonator materials produced from commercial ZST powder were investigated in some detail. Q$.$f values, as determined from cavity perturbation method at 1.6 GHz, gradually increased with sintering temperature reaching the maximum at 1420$^{\circ}C$. However, bulk density and relative permittivity values, which increased with temperature, started to decrease above 1380$^{\circ}C$. In addition, Q$.$f values slightly increased with sintering time at the sintering temperature of 1300$^{\circ}C$∼1380$^{\circ}C$, while bulk density and relative permittivity values were approximately constant. It was also found that $\tau$$\_$f/ values were not affected by sintering temperature and time within the experimental conditions used.
본 논문에서는 기존 코플래나 웨이브가이드(CPW), 유한접지(FG) CPW, 그리고 접지(G) CPW와 같은 세 종류의 균일단면 구조의 CPW와 $TE_{01{\delta}}$ 모드 유전체공진기(DR : Dielectric Resonator)간의 결합 특성을 연구하고 마이크로스트립과 DR과의 결합과 같은 병렬 공진 특성을 보이는 CPW 와 DR간의 결합회로의 설계 방법을 제안한다. 결합 특성은 DR을 CPW의 접지와 신호선사이의 두 간격 중의 하나의 중심 상에 유전체 지지대(Support)를 이용하여 위치시키고 접지 방향으로 이동하면서 연구되었다. HFSS(High Frequency Structure Simulator : Finite Element Method Commercial Tool)의 시뮬레이션과 측정된 S-파라미터 값은 잘 일치했다. 마지막으로, 위에서 언급한 세 종류의 CPW와 DR과의 결합과 마이크로스트립라인과 DR과의 결합을 무부하 품질계수인 $Q_u$를 이용하여 비교하였다. 비교결과 CPW와 DR과의 결합은 마이크로스트립라인과 DR과의 결합보다 높은 $Q_u$ 값을 나타냈고 그 중에서 GCPW와 DR과의 결합이 가장 높은 $Q_u$를 보여줬다.
본 논문은 마이크로머시닝 기술을 이용한 밀리미터파 대역의 공진기 설계를 제시한다. 밀리미터파 대역에서 3D 설계 tool인. HP HFSS ver. 5.5를 사용하였다. One-port cavity 공진기는 공진 주파수가 39.34 GHz., 반사 손실은 14.5 dB, 그리고, loaded Q (Q$_1$)는 150 을 보인다. Two-port cavity 공진기의 경우, 공진 주파수는 39GHz이고, 삽입 손실과 반사 손실은 각각 4.6 dB 와 19.8 dB. 그리고 loaded Q와 unloaded Q는 각각 44.3과 107로 측정되었다.
In this study, microwave dielectric properties of 0.182BaO-0.818TiOS12T ceramics were investigated with sintering temperature and annealing time, and the application for the microwave dielectric resonator was studied. In the specimen simtered at 1400[$^{\circ}C$], dielectric constant, unloaded Q and temperature coefficient of resonant frequency had good values of 35.36, 5692, -4.43[ppm/$^{\circ}C$], respectively. The specimen which temperature coefficient of resonant frequency($\tau$f) was vared positive to negative value was selected, thereafter microwave dielctric properties was investigated with annealing time(0~4[hr]) in the fixed annealing temperature of 1350[$^{\circ}C$]. Increasing the annealing time, dielectric constant and unloaded Q were increased and temperature coefficient of resonant frequency was decreased.
본 논문은 기판 직접형 도파관(SIW)에 complementary split ring resonator(CSRR)이 탑재된 저위상 잡음 발진기를 제안한다. SIW 캐비티의 unloaded Q-factor는 CSRR을 삽입하여 높아졌고, 그 값은 1960을 나타내고 있다. 높은 Q-factor를 나타내는 SIW 캐비티 공진기에 대한 이론적인 분석과 설계 과정이 제시되어 있으며, 설계된 회로가 11.3 dBm의 출력 파워와 1-MHz 오프셋에서 -127.9 dBc/Hz의 위상 잡음을 갖는 9.3 GHz의 신호를 발생시킴을 실험적으로 보여주고 있다.
다이플렉서는 주파수가 다른 상향신호와 하향신호를 분리해서 하나의 안테나로 위성과 통신을 할 수 있게 해주는 핵심 장치이다. 이 논문에서는 저궤도 위성관제에 사용되는 S-대역 다이플렉서의 설계 및 제작에 대한 내용을 기술하고 있다. 높은 수용전력과 낮은 삽입손실의 요구에 대해 이 논문에서는 unloaded Q값이 높은 air cavity형 공진기를 사용하였다. 설계에 앞서 공진기의 구조로부터 이의 등가회로 및 unloaded Q를 산출하였다. 제작 및 조정의 용이성을 위해 공진기들 간의 결합량을 상용 전자장 시뮬레이터(EESOF $ADS^{TM}$)를 이용하여 분석한 후 이 결과를 2차 다항식으로 표현하였다. 특히 송신과 수신의 분리도를 강화하기 위해 유도성과 용량성 감쇄극을 각각 삽입하였고 이에 대한 효과를 기술하였다. 제작된 S-대역 다이플렉서는 8단의 공진기를 사용한 2개의 여파기로 구성되어 있으며 측정을 통해 통과대역에서 0.5dB 미만의 삽입손실과 20dB 이상의 반사손실, 그리고 100dB 이상의 분리도의 성능요구사항을 만족하였다.
In order to develop a tunable resonator which can be easily operated by DC bias and applied for microwave tunable filters and devices using ferroelectric thin or thick films, the non conductor backed-and conductor backed- coplanar stripline resonators have been designed and analyzed. They have been designed to be operated at 25 GHz which involve coplanar stripline input and output ports. The resonators have been simulated and analyzed using Ansoft HFSS. The research has been focused on the Quality factor of the coplanar stripline resonator. The conductor Q, box Q, and radiation Q of the resonators have been analyzed and calculated according to the substrate thickness & conductor width of the resonators. From these parameters, the loss factors of the coplanar stripline resonator have been investigated. The conducting Q of the coplanar stripline resonator has no relation with the thickness of dielectric substrate and increases as the conductor width increases. The box Q has no much relation with the thickness of substrate and the conductor width, which is above 2000. The radiation loss increases as the thickness of substrate and the conductor width increase. To decrease the radiation loss of the coplanar stripline resonator, a conductor backed coplanar stripline resonator has been proposed which has the unloaded Q of 170.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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