본 논문에서는 레이다 시스템의 수신단의 도파관 리미터와 대역 통과 여파기를 하나의 소자로 구현하는 방법을 제시하고자 한다. 먼저 대역 통과 여파 특성을 갖는 아이리스 구조를 제안하고 PIN 다이오드를 연결하여 도파관에 입사되는 전력의 크기에 따른 PIN 다이오드 바이어스 동작 특성에 따라서 각각 여파기와 리미터로 동작하는 구조를 설계하였다. 제작된 구조는 낮은 전력의 마이크로파가 입사하는 경우, 10 GHz에서 -0.7 dB의 삽입 손실을 갖는 통과 대역을 형성하는 여파기로, 높은 전력의 마이크로파가 입사하는 경우 대략 25 dB의 분리도를 갖는 리미터로 동작한다.
본 논문에서는 위성통신 시스템에 사용 가능한 새로운 구조의 도파관 저역통과 여파기를 제안하였다. 제안된 저역통과 여파기는 고차모드의 간섭이 없는 광대역 특성과 저지대역에서의 충분한 감쇠 그리고 도파관의 소형화와 경량화를 위하여 evanescent-mode 리지 구조를 사용하여 설계 하였고, 도파관 내에 리지를 둘러싸는 직사각형 링을 삽입하여 반사손실과 격리도를 향상시켰다. 또한 매칭을 위해 여파기의 입출력 포트 단은 임피던스 스텝 구조를 사용하여 설계하였다. 제작된 저역통과 여파기는 통과 대역 주파수인 7.25 ~ 8.4 GHz에서 반사손실이 19.5 dB이상, 삽입손실은 1.41 dB이하로 측정 되었으며 억제 대역 주파수인 12.25 ~ 14.5 GHz에서의 격리도는 67.2 dB이상을 만족하였다.
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.
Setayesh, Amir;Mirnaziry, Sayyed Reza;Abrishamian, Mohammad Sadegh
Journal of the Optical Society of Korea
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제15권1호
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pp.82-89
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2011
In this paper, we numerically study both band-pass and band-stop plasmonic filters based on Metal-Insulator-Metal (MIM) waveguides and circular ring resonators. The band-pass filter consists of two MIM waveguides coupled to each other by a circular ring resonator. The band-stop filter is made up of an MIM waveguide coupled laterally to a circular ring resonator. The propagating modes of Surface Plasmon Polaritons (SPPs) are studied in these structures. By substituting a portion of the ring core with air, while the outer dimensions of the ring resonator are kept constant, we illustrate the possibility of red-shift in resonant wavelengths in order to tune the resonance modes of the proposed filters. This feature is useful for integrated circuits in which we have limitations on the outer dimensions of the filter structure and it is not possible to enlarge the dimension of the ring resonator to reach to longer resonant wavelengths. The results are obtained by a 2D finite-difference time-domain (FDTD) method. The introduced structures have potential applications in plasmonic integrated circuits and can be simply fabricated.
본 논문에서는 시스템에서 사용 가능한 자계면 T-접합 구조를 갖는 X/Ku 밴드 도파고나 다이플렉서를 설계하고 특성을 확인하였다. 본 논문에서는 시스템에서 사용 가능한 자계면 T-접합 구조를 갖는 X/Ku 밴드 도파관 다이플렉서를 설계하고 특성을 확인하였다. 설계된 다이플렉서는 X 밴드(7.25 ~ 8.4 GHz) 주파수와 Ku 밴드(12.25 ~ 14.5 GHz) 주파수를 분리시키도록 설계하였다. 일반적인 다이플렉서는 저역통과필터와 고역통과필터, 그리고 도파관 접합부로 결합된다. 그러나 본 논문에서는 저역통과필터를 사용하지 않고 고역통과필터 자계면에 임피던스를 매칭시켜 도파관을 접합함으로써 다이플렉서 구조를 간소화 하였다. 또한, 직교모드 변환기 특성을 갖는 다이플렉서를 설계하여 수직 및 수평편파를 사용할 수 있게 하였다. 본 논문에서 설계한 다이플렉서는 이중대역 및 이중편파를 만족하는 것으로 위성통신용 안테나 피드 시스템에 사용 가능하리라 생각된다.
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.
This letter proposes a band-pass filter (BPF) with two transmission zeros based on a combination of parallel coupling and end coupling of half-wave transmission lines. The fabricated BPF exhibited a narrow bandwidth and two transmission zeros near the pass-band due to the end-coupled and shielding waveguide. At the center operation frequency of 60 GHz, the 20 dB bandwidth of the BPF is 1.0 GHz, which is almost 2% of the center operation frequency, and the insertion loss is 3.12 dB. Two transmission zeros reach approximately 40 dB at 58.5 and 62.5 GHz. The simulation results almost agree with the measured results.
본 논문에서는 FMCW(frequency modulation continuos wave) 응용에서 사용 가능한 우수한 성능의 W-band 도파관 전압조정발진기를 구현하였다. 중심주파수가 94 GHz인 도파관 전압조정발진기(VCO, voltage controlled oscillator)를 구현하기 위하여 GaAs 건 다이오드(Gunn diode) 및 버렉터 다이오드(varactor diode)와 저역통과필터(LPF, low pass filter)를 적용한 두 개의 바이어스 포스트(bias post)를 이용하였으며, 발진기의 동공(cavity)을 47 GHz에서 발진하도록 설계하여 2체배된 신호를 사용하였다. 제작된 전압조정발진기는 1.095 GHz의 대역폭, 1.69%의 오차율 특성을 갖는 590 MHz의 선형성 구간과 14.86~15.93 dBm의 출력전력 특성을 나타내었다. 위상잡음은 전 구간에서 -95 dBc/Hz(at 1 MHz offset) 이하의 우수한 특성을 얻었다.
본 논문에서는 도파관의 얇은 횡단면에 변형된 H-형 아이리스를 배치하여 대역 통과 여파기(bandpass filter; BPF)를 구현하는 방법에 대해 연구하였다. 제안된 소형 공진 아이리스(resonant iris; RI)는 전형적인 H-형 RI 중앙의 수평방향 일자형 간극을 U형으로 변형하여 간극의 등가 커패시턴스를 증가시키고 아이리스의 양측 수직방향 일자형 슬롯들을 C형으로 변형하여 등가 인덕턴스를 증가시킨 구조이다. 제안된 아이리스 구조를 이용하여 9.5 GHz 대역(9.22-9.75 GHz, 삽입손실 0.5 dB, 반사손실 17 dB)에서 동작하는 3차 BPF를 설계하였다.
논문에서는 도파관의 얇은 횡단면에 변형된 H-형 아이리스를 배치하여 대역 통과 여파기(bandpass filter; BPF)를 구현하는 방법에 대해 연구하였다. 제안된 소형 공진 아이리스(resonant iris; RI)는 전형적인 H-형 RI 중앙의 수평방향 일자형 간극을 U형으로 변형하여 간극의 등가 커패시턴스를 증가시키고 아이리스의 양측 수직방향 일자형 슬롯들을 C형으로 변형하여 등가 인덕턴스를 증가시킨 구조이다. 제안된 RI와 전형적인 H형 RI의 주파수에 따른 특성을 비교하여 소형화에 유리하고 차단특성이 우수함을 관찰하였다. 제안된 아이리스 구조의 등가 인덕턴스, 등가 커패시턴스, Q 값(quality factor) 등을 추출하여 특성을 분석하였다. 제안된 아이리스 구조를 이용하여 9.5 GHz 대역(9.18-9.84 GHz, 삽입손실 0.3 dB, 반사손실 14 dB)에서 동작하는 3차 BPF를 설계하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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