유전체가 다층으로 코팅된 평행 2선식 전송선로 해석

천동완,김원기,신철재,Chun Dong-Wan,Kim Won-Ki,Shin Chull-Chai 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.41 No.12

본 논문에서는 등각사상 법을 이용해 유전체가 다층으로 코팅된 평행 2선식 전송선로의 특성임피던스 및 유효 유전상수 등을 계산하는 방법을 제안하였다. 먼저 두께 및 유전상수가 다른 유전체가 임의의 N 층으로 코팅되었을 때 평행 2선식 전송선로의 정전용량을 계산하였으며, 이를 이용해 임피던스 및 유효 유전상수 등을 계산하였다. Ansoft 사의 Maxwell 2D를 이용한 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때, 계산 결과가 오차범위 4% 이내로 거의 일치함을 알 수 있었다. In this paper, we proposed the method of the characteristic impedance and effective dielectric constant calculations of a parallel-two-wire transmission line coated with multi-layer dielectric material using conformal mapping method. First of all, we calculated the capacitance of the transmission line when coated by N layer dielectric material which has different thickness and dielectric constant and calculated the characteristic impedance and effective dielectric constant using calculated capacitances. When compared with the Maxwell 2D (made by Ansoft Corporation) simulation result calculated result was very similar to the simulation result within the four percent error range.

세 층 마이크로스트립 유전체 기판을 이용한 방향성 결합기 설계에 관한 연구

천동완,김원기,박정훈,김상태,신철재 한국전자파학회 2001 한국전자파학회논문지 Vol.12 No.4

본 논문에서는 세층 마이크로스트립 유전체 기판을 이용한 방향성 결합기를 제안하고, 설계방법을 제시하였다. 제안된 구조는 re-entrant mode 결합기의 구조를 수정하여. 결합이 이루어지는 두 전송선로의 위에 한 층의 매질을 추가시키고 그 위에 부동도체를 위치시킨 형태이다. 이러한 구조는 기 모드 정전용량의 증가로 인해 높은 결합도를 얻을 수 있고, 각 모드별 유효 유전율의 차이가 크지 않기 때문에 정재파비, 격리도, 위상차 등에서도 우수한 특성을 얻을 수 있다. 우, 기 모드 해석 방법을 통해 임피던스, 유효 유전율, 결합계수 등을 계산하여 결합기를 설계하였다. 시뮬레이션 및 측정결과 제안된 구조가 기존의 구조보다 2dB 정도 높은 결합도를 가지고, 정재파비, 격리도, 위상 특성 또한 우수함을 알 수 있었다. In this paper, the directional coupler using three layer microstrip substrate is proposed and the design method is notified. Modified re-entrant mode coupler is the proposed structure that one layer is added on upper plane of coupled transmission lines and the floating conductor is placed on added layer's upper planes. This structure has high coupling for the increase of odd mode capacitance and also has good performance in VSWR, isolation, phase difference because the difference of effective permittivity is small in each mode. We have designed the coupler from the calculation of impedance, effective permittivity, coupling coefficient using even, odd mode analysis method. From the simulation and measurement, proposed coupler has about 2 dB more tighter coupling than conventional coupler and also has good performance in VSWR, isolation, phase difference.

전력선통신을 위한 고압 배전선로의 방사전계강도 계산

천동완,박영진,김관호,신철재,Chun Dong-wan,Park Young-jin,Kim Kwan-ho,Shin Chull-chai 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.12A

In this paper, the radiative electric field intensity due to the communication signal and conductive noise is calculated in overhead medium voltage power lines for power line communication. The input impedance is calculated by means of 2 port equivalent model of medium voltage power line network and basic transmission line theory. And then, currents is calculated by calculated input impedance and finally, the emissive electric field is calculated. The input impedance appears like a standing wave form with a fixed cycle because high reflection at the input terminal due to the characteristic impedance of medium voltage power line is very large. A calculated current and radiative electric field also appears like this form. From the measurement results, the measured results are very similar to the calculated results. 본 논문에서는 전력선 통신을 위해 사용되는 고압 배전선로에서 통신신호 및 잡음신호에 의해 방사되는 방사전계강도를 계산하였다. 전력선 통신 네트워크의 2포트 등가모델 및 기본적인 전송선로 이론을 이용해 입력임피던스를 계산하였다. 그리고 계산된 입력임피던스를 이용해 전력선상 전류를 계산하고 최종적으로 방사전계강도를 계산하였다. 전력선의 특성임피던스가 매우커서 입력 단에서의 반사가 심하기 때문에 입력임피던스는 일정한 주기를 가지는 정재파 형태를 가진다. 계산된 전류 및 방사전계 또한 이러한 형태임을 알 수 있었다. 실제 측정한 결과계산 치와 측정치가 매우 유사함을 알 수 있었다.

등각사상 법을 이용한 접지 면에 어퍼처를 갖는 차폐된 마이크로스트립 선로 해석

천동완,이진택,김원기,신철재,Chun Dong-Wan,Lee Jin-Taek,Kim Won-Ki,Shin Chull-Chai 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.10

In this paper, we proposed the method of the characteristic impedance and effective dielectric constant calculations of the shielded microstrip line with ground aperture using conformal mapping method. This method has advantages that can calculate the transmission parameters without using any other numerical method because present the closed form equations. First of all, we supposed the signal propagate with the microstrip mode(Quasi-TEM) and calculated the capacitance divide by three sections and calculated the characteristic impedance and effective dielectric constant using calculated capacitances. From the HFSS simulation result, calculated result was very similar to the simulation result within the five percent error range. 본 논문에서는 등각사상 법을 이용해 접지 면에 어퍼처를 갖는 차폐된 마이크로스트립 선로의 특성임피던스 및 유효 유전 상수 등을 계산하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 닫힌 형태의 공식을 제시하기 때문에 따로 어떠한 수치해석 방법을 쓰지 않고도 선로 파라미터들을 계산할 수 있다는 장점이 있다. 먼저 신호가 마이크로스트립 모드(Quasi-TEM)로 진행한다고 가정하고 차폐된 선로를 세 부분으로 나누어 정전 용량을 계산하고 계산된 부분별 정전 용량들을 이용해 임피던스 및 유효 유전상수를 계산하였다. HFSS 시뮬레이션 결과, 계산 결과가 시뮬레이션 결과와 오차범위 $5\%$ 이내로 거의 일치함을 알 수 있었다.

전력선통신을 위한 고압 배전선로의 임피던스 특성

천동완,박영진,김관호,신철재,Chun Dong-wan,Park Young-jin,Kim Kwan-ho,Shin Chull-chai 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.42 No.11

본 논문에서는 전력선 통신(PLC) 시스템에 사용되는 고압 배전선로의 임피던스 특성을 해석하였다. 해석을 위해 전력선 통신 네트워크의 2포트 등가모델을 구현하였다. 등가모델 및 기본적인 전송선로 이론을 적용하여 전력선 통신 입력 단에서의 임피던스를 계산하였다. 또한 고압 커플러, 동축케이블 등의 특성을 제거한 전력선 자체의 입력임피던스를 계산하였다. 계산결과의 검증을 위해 고압 실증시험장에서 측정을 하였다. 측정결과 전력선 자체의 입력 임피던스는 $200\~300\;{\Omega}$의 값을 가졌으며, 주파수가 증가할수록 전력선 특성임피던스의 절반에 수렴하였다. 또한 측정치와 계산치가 매우 유사하였다. In this paper, impedance characteristics of overhead medium-voltage (MV) power line for power line communication (PLC) is analyzed. For analysis, a two-port equivalent network model of MV power lines is derived. By applying the equivalent model and basic transmission line theory, input impedance at the signal induction part is calculated. And also calculated input impedance of power line itself that the medium voltage coupler and coaxial cable effect are removed. For verification, impedance of power lines is measured at a test field for an MV PLC. The results show that impedance of MV power line itself is between $200\;{\Omega}\;and\;300\;{\Omega}$ and converges to a half of their characteristic impedance with increasing frequency. And also measured data is very similar to calculated data.

전력선통신을 위한 고압 배전선로의 방사전계강도 계산

천동완,박영진,김관호,신철재 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.12

전력선 통신 시스템의 입력 임피던스 계산

천동완,이진택,박영진,김관호,신철재,Chun, Dong-wan,Lee, Jin-taek,Park, Young-Jin,Kim, Kwan-Ho,Shin, Chull-Chai 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.9A

본 논문에서는 중 전압 전력선을 이용한 전력선 통신대 LC) 네트워크의 입력임피던스를 계산하였다. 먼저 전송 선로 모델을 이용하여 전력선 통신 네트워크의 입출력 단 모델을 제시하였으며, 여기에 전력선의 방사성 손실, 도체손실, 유전체 손실 등에 의한 감쇠상수를 적용시켜 임피던스를 계산하였다 계산결과 방사성 손실에 의한 강쇠 가 가장 크게 나타났으며, 전력선의 특정임피던스가 매우커서 입력 단에서의 반사가 심하기 때문에 입력임피던스 가 일정한 주기를 가지는 정재파 형태로 나타남을 알 수 있었다 또한 입력임피던스의 주기는 동축선로의 길이에 주로 의존하고, 크기는 주로 전력선의 특성임피던스 및 손실에 의존하였다 실제 측정결과 계산 치와 측정치가 매 우 유사함을 알 수 있었다. In this paper, we calculated the input impedance of the power line communication(PLC) networks using medium voltage power line. First of all, we proposed input and output teoninal model of PLC network, and calculated the input impedance applying the attenuation constants by radiation loss, conductor loss, dielectric loss. From the calculation result, we knew that the attenuation by radiation loss was largest, and the input impedance appears like a standing wave fonn with a fixed cycle because the high reflection at the input terminal for the characteristic impedance of the power line is very large. And also the cycle of input impedance depends on the coaxial cable length, and the amplitude depends on the characteristic impedance of power line and losses. From the measurement result, calculated result was very similar to the measured result.

전력선 통신 시스템의 입력 임피던스 계산

천동완,이진택,박영진,김관호,신철재 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.9

두 층 마이크로스트립 구조를 이용한 대역통과 여파기 설계

千東完,신철재,박정훈 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.40 No.3

The resonator using two layer microstrip structure was proposed and the bandpass filter was designed using this resonator in this paper. The proposed resonator structure is constructed by placing a U-shape of resonator in the first layer and then placing a broadside coupling strip in the second layer just above of the U-shape of resonator's edge part. Because these structure has various design parameters than general single layer coupled line structure, filter design is more flexible. In this paper, the narrow band filter was designed using multi-layer structure that had been applied to broadband filter because it's high coupling nature. The filter was designed to have 4 GHz center frequency and 3 % fractional bandwidth, and finally confirmed that can be realizable narrow band filter by using multi-layer structure through fabrication and measurement. 본 논문에서는 두 층 마이크로스트립 구조를 이용한 공진기 구조를 제안하고, 이를 이용해 대역통과 여파기를 설계하였다. 제안된 공진기 구조는 첫 번째 층에 전송선로를 U자형으로 꺽은 헤어핀형태의 공진기를 위치시키고, 두 번째 층에는 첫 번째 층 전송선로의 끝 부분 바로 위에 broadside 결합구조를 위치시킨 형태이다. 이러한 구조는 일반적인 결합선로를 이용한 단일 층 여파기에 비해 설계변수가 다양하기 때문에 여파기 설계가 훨씬 수월하다. 본 논문에서는 강한 결합특성 때문에 광 대역 여파기에만 적용되어왔던 다층 구조를 이용해 협 대역 여파기를 구현하였다. 중심주파수 4 GHz, 부분대역폭 3 % 인 여파기를 구현하였으며, 제작과 측정을 통해 다층기판으로 협 대역 여파기를 구현 할 수 있음을 확인하였다.

전력선 통신 시스템의 입력 임피던스 계산

천동완(Dong wan Chun),이진택(Jin taek Lee),박영진(Young jin Park),김관호(Kwan ho Kim),신철재(Chull chai Shin) 대한두경부종양학회 2000 대한두경부 종양학회지 Vol.16 No.2

본 논문에서는 중 전압 전력선을 이용한 전력선 통신대 LC) 네트워크의 입력임피던스를 계산하였다. 먼저 전송 선로 모델을 이용하여 전력선 통신 네트워크의 입출력 단 모델을 제시하였으며, 여기에 전력선의 방사성 손실, 도체손실, 유전체 손실 등에 의한 감쇠상수를 적용시켜 임피던스를 계산하였다 계산결과 방사성 손실에 의한 강쇠 가 가장 크게 나타났으며, 전력선의 특정임피던스가 매우커서 입력 단에서의 반사가 심하기 때문에 입력임피던스 가 일정한 주기를 가지는 정재파 형태로 나타남을 알 수 있었다 또한 입력임피던스의 주기는 동축선로의 길이에 주로 의존하고, 크기는 주로 전력선의 특성임피던스 및 손실에 의존하였다 실제 측정결과 계산 치와 측정치가 매 우 유사함을 알 수 있었다. In this paper, we calculated the input impedance of the power line communication(PLC) networks using medium voltage power line. First of all, we proposed input and output teoninal model of PLC network, and calculated the input impedance applying the attenuation constants by radiation loss, conductor loss, dielectric loss. From the calculation result, we knew that the attenuation by radiation loss was largest, and the input impedance appears like a standing wave fonn with a fixed cycle because the high reflection at the input terminal for the characteristic impedance of the power line is very large. And also the cycle of input impedance depends on the coaxial cable length, and the amplitude depends on the characteristic impedance of power line and losses. From the measurement result, calculated result was very similar to the measured result.