4㎓대 Interdigital Directional Coupler의 설계 및 제작에 관한 연구

박종성,김형범 공주영상정보대학 1999 논문집 Vol.6 No.-

본 논문에서는 마이크로스트립 라인 소자를 이용하여 C-Band용 위성방송 수신 시스템(TVRO)에서 사용될 수 있는 3dB 4-Finger Interdigital Coupler를 설계 및 제작하였다. 중심주파수가 4㎓인 주파수 대 역 에서 Coupler의 주요 파라미터 인 Isolation과 Coupling, Directivity 특성을 시뮬레이션과 측정을 통하여 알아보았다. 이러한 Interdigital Directional Coupler는 마이크로웨이브 측정용으로나 전력 검침용등으로 폭 넓게 응용될 수 있으며 마이크로웨이브 증폭기 등에 널리 사용되고 있다. 설계 및 제작된 Coupler의 해석은 마이크로웨이브 Coupler의 해석에 있어서 기초자료로 활용될 것이다. In this paper, we present the analysis, desigination and fabrication of 3dB 4-finger Interdigital Coupler, which can be used for TVRO, at 4㎓ center frequency. We investigated properties of Coupler parameters, which are Isolation, Coupling and Directivity, by using simulation and measurement. This Interdigital Directional Coupler is applied widely for microwave measurement and power monitoring, and so on. It is also used for microwave amplifier etc. The analysis of designed and fabricated Interdigital Coupler may be used as a reference for analyzing the characteristics of microwave Coupler.

장대화물열차 제동 시 연결기에 발생하는 충격력 해석 및 분석

이정준(Jeong Jun Lee),구정서(Jeong Seo Koo),조병진(Byung Jin Cho),나희승(Hee Seung Na),문형석(Hyung Seok Mun) 한국기계가공학회 2018 한국기계가공학회지 Vol.17 No.1

In long freight trains, there is a brake time delay in the neighboring freight cars that causes damage and fractures of couplers, especially the knuckle of them. If there is a problem for couplers in the cars, this could cause a derailment and lead to damage of human life and property damage. In this study, maximum forces on the couplers are studied when a long freight car brakes, with brake delay time and coupler gap. We have made a dynamic model of 50 freight cars and couplers, applying contact between couplers and a characteristic curve for expressing force and displacement of buffers with SIMPACK, a multi-body dynamics program. We use EN 14531-2 from the British Standards Institution, a standard of freight car brakes for the verification of the dynamic model. We also use a simplified method to analyze the dynamic model of 50 freight cars. With changing coupler gap and brake delay time, we do comparative analysis with AAR M-201 from the Association of American Railroads, a standard of AAR couplers. From this result, we find that the standard on fatigue limit is satisfied, such that the brake delay time is within 0.06 second if the coupler gap of the AAR coupler is within 20 millimeters.

Microvascular Anastomotic Coupler System을 이용한 쉽고, 빠른 혈관문합

정남연(Nam Yun Chung),임홍철(Hong Cheol Lim),이순혁(Soon Hyuck Lee),박종훈(Jong Hoon Park),박종웅(Jong Woong Park) 대한정형외과학회 2008 대한정형외과학회지 Vol.43 No.1

목적: 골, 연부조직 결손의 재건을 위한 유리조직 이식 시 microvascular anastomotic coupler (MAC)를 이용한 미세혈관 문합의 결과를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 유리 조직 이식술 시 MAC coupler 시스템을 이용하여 정맥 문합을 시행한 12명의 환자 20예의 정맥문합을 대상으로 하였다. 환자의 연령, 성별, 수술 당시 진단명, 공여부 조직, 공여부 및 수여부 혈관의 직경, coupler의 크기, 문합 소요시간, 문합 직후 문합 부위의 혈관 개존 및 누혈 여부, 유리 조직 이식술의 성공 여부 등을 조사하였다. 결과: MAC coupler를 이용한 정맥 문합에 소요된 시간은 평균 3분 15초였다. 전 예에서 문합 직후 문합부의 누혈이나 혈전 형성이 관찰되지 않아 100%의 직후 개존율을 보였으며 이식 조직은 장기 추시 시 전 예에서 혈관의 개존이 유지되어 생존하였다. 결론: 정형외과 영역의 미세 재건술 시 coupler 시스템을 사용함으로써 미세 혈관 문합시간을 단축할 수 있어 수술 시간과 유리 조직의 허혈시간을 획기적으로 단축할 수 있었다. 이 시스템은 사용방법의 습득이 용이하고, 혈관 내막의 손상이 적으며, 초기 문합 강도가 우수할 뿐 아니라 문합 혈관의 직경차도 쉽게 극복할 수 있어 미세 봉합사를 이용한 고식적 혈관 문합을 대치할 수 있는 좋은 수술방법으로 사료된다. Purpose: We report the results of microvascular anastomosis using a microvascular anastomotic coupler (MAC) system. Materials and Methods: Twenty cases (12 patients) of venous anastomoses performed using a coupler system were examined. The patients' age, gender, preoperative diagnosis, donor tissue, vessel diameters, size of coupler, time for anastomosis, patency rate immediately after surgery and the final survival rate of the transferred tissue were evaluated. Results: The mean time for anastomosis using the coupler system was 3 min and 15 sec. The immediate patency rate after anastomosis was 100% without any leakage of blood or thrombus formation. At the final follow up, the transferred tissue survived in all cases. Conclusion: Microvascular anastomosis using a coupler system in orthopaedic reconstructive surgery can shorten the vascular anastomosis time and significantly reduce the total ischemic time of the transferred tissue. This system can be easily used after a short training period. This system minimizes the intimal damage of the vessel, easily overcomes the diameter discrepancy and provides secure fixation at the anastomosis site. This system can be a good strategy for substituting the conventional suture anastomosis.

양방향 나사산 체결방식을 활용한 완전밀착형 커플러의 시공성 분석

박우열,홍성욱,양진국,고석화,안성훈 한국건축시공학회 2014 한국건축시공학회지 Vol.14 No.1

A tightened coupler with two way-threading is suggested to overcome the previous one-way threaded coupler. Theexperiment and a mock-up test were conducted to analyze the constructability of the suggested coupler. The aim of the mock-up test was to assemble the suggested coupler in horizontal rebar of mat footing and vertical rebar of semi-fabricated column bars. The method using the suggested coupler in semi-fabricated column bars is developed by analyzing the problem of fabricated column bars using the one-way threaded coupler. The result of the mock-up test showed that the time required to assemble the suggested coupler in the horizontal bars is shorter than it is for the one-way threaded coupler. In addition, the method using the suggested coupler in semi-fabricated column bars has advantages such as lower working loads, supporting safe work and strongly tightening the rebar. From these results, it is revealed that the suggested coupler is adequate to use in rebar work in terms of cost, quality and time. 본 연구에서는 기존의 일방향 나사산 커플러 이음을 개선한 양방향 나사산 체결방식을 활용한 완전밀착형 커플러를 제안하고 시공성을 분석하였다. 시공성을 분석하기위해 실물 실험 모형을 설치하여 실험하였다. 수평철근은매트기초의 수평철근을 대상으로 실험하였다. 수직철근의 경우 기존 선조립 커플러 이음 공법의 문제점을 분석하여 반조립 커플러 이음 공법을 제안한 후 적용하였다. 적용결과 수평철근의 경우 D25와 D29 모두 양방향 나사산 커플러 이음의 체결시간이 기존 커플러 이음보다 짧은것으로 나타났다. 수직철근은 반조립 형태로 배근할 경우기둥 주근 한 개를 약15초에 체결할 수 있는 것으로 나타났다. 기존 현장 조립 커플러 이음에 비해 쉽고 안전하게작업할 수 있고, 철근을 완전하게 밀착시킬 수 있기 때문에 품질 및 비용, 공기 측면에서 충분히 활용가능할 것으로 판단된다.

Hybrid coupler와 delay line을 사용한 PSK 변조 신호발생 회로해석

반경식,김영완,Ban, Kyung-Sig,Kim, Young-Wan 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.2

본 논문에서는 quadrature hybrid coupler를 사용하여 위상 변조 신호를 발생 할 수 있는 간단한 회로를 해석한다. 90o 위상차를 갖는 coupler 출력 단자의 반사 계수를 이용하여 일정한 위상 출력 값을 갖는 위상 변조 신호를 발생시키며, quadrature hybrid coupler와 지연 소자 그리고 전력 결합기 등 제안 구조를 사용하여 고차 PSK 신호를 발생할 수 있다. 하나의 90o hybrid coupler와 반사 소자에 의해 180o 위상차를 갖는 간단한 BPSK 신호 발생회로와 부가적인 지연 소자 및 전력 결합기에 의해 90o 위상차를 갖는 QPSK 신호를 발생한다. 모의 성능 실험 결과 3o 이내의 위상차를 갖는 양호한 PSK 신호 특성을 나타내었다. The simple PSK signal generation method using a quadrature hybrid coupler and reflection coefficient elements was analyzed in this paper. The PSK modulation signal with a constant constellation is generated by reflection coefficient from 90o hybrid coupler output ports, the high-mode PSK signal is also generated by the hybrid structure of coupler, delay line and power combiner. The BPSK signal is simply generated by a 90o hybrid coupler and reflection elements, and QPSK with 90o phase constellation is generated by additional delay line and power combiner. By simulation results, the generated PSK signals by the proposed circuit get good modulation spectra within 3o phase error.

Design of a Three-Branch Line Quadrature Hybrid Coupler with Reduced Size

Youjin Ahn,Sujeong Choi,Songyuan Xu,Jiwon Heo,안재형 한국정보기술학회 2022 한국정보기술학회논문지 Vol.20 No.7

This paper presents a design of a three-branch line quadrature hybrid coupler with reduced size implemented in the microstrip line. The designed coupler is to be used in the feeding of a crossed-dipole circularly polarized antenna for receiving GNSS signals at 1.16-1.61 GHz. The performances of the two- and three-branch line couplers are investigated first. Characteristic impedances of the three branch lines are adjusted for a better balance in coupling coefficients. To reduce the size of the three-branch line coupler, the main lines are meandered inward and outward using the optimized coupler. Meandering reduces the size of the quadrature hybrid coupler by 35.2% in one direction. The outward-meandered coupler shows slightly larger bandwidth than the inward-meandered design. The outward-meandered coupler shows magnitude and phase imbalances of 0.36 dB/0.7° at 1.16 GHz, and 0.43 dB/0.8° at 1.61 GHz.

이층 기판용 3 dB 커플러

이동호,Lee, Dong-Ho 한국전기전자학회 2014 전기전자학회논문지 Vol.18 No.4

가장 많이 쓰이는 FR4 이층 기판을 사용하여 3 dB 커플러를 설계하고 제작하였다. 커플러 일부의 겹치는 면적을 키워서 커플링을 증가시키고 대역폭을 증가시키는 구조를 제안하였다. 설계를 위한 주요 파라미터 값들을 여러 조건에 따라 도시하였고, 시뮬레이션과 측정을 통해 검증하였다. 제작된 커플러의 크기는 $30{\times}14mm^2$이고, 중심 주파수 2.5 GHz 에서 0.6 dB의 삽입 손실과 $90.5^{\circ}$의 위상차를 측정으로부터 얻었다. 측정된 삽입 손실 $3.6{\pm}0.5dB$에 대한 주파수 범위는 1.72 GHz에서 3.08 GHz이다. 제안한 커플러는 기존의 랭 커플러와 유사한 성능을 보였고, 와이어 본딩 공정이 필요 없어 추가 비용이 들지 않고 도선의 폭과 간격이 넓어서 제작이 용이하다. A 3 dB coupler has been designed and implemented using the most commonly used double-sided FR4 boards. The coupling and the bandwidth of the coupler are enhanced with the enlarged overlapped area of the coupler. Major design parameters are plotted as a design guide and the parameters are verified by simulation and measurement. The size of the manufactured coupler is $30{\times}14mm^2$. Its measured insertion loss and phase difference are 0.6 dB and $90.5^{\circ}$ at center frequency of 2.5 GHz, respectively. The operating frequency range is 1.72 GHz to 3.08 GHz for $3.6{\pm}0.5dB$ insertion loss. The coupler has the performance similar to that of conventional Lange coupler, and implementation of the coupler is easy and cheap with wide metal width and spacing and no additional wire bonding process.

Analytical Modeling of Conventional and Miniaturization Three-Section Branch-Line Couplers

Kok Yeow You,Nadera AL-AREQI,Jaw Chung Chong,Kim Yee Lee,Ee Meng Cheng,Yeng Seng Lee 대한전기학회 2018 Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.13 No.2

Analytical modeling equations are proposed for the conventional and modified threesection branch-line couplers. The analytical equations are explicit and capable of determining the characteristic impedance of each branch line for the coupler at desired coupling level as well as the suitability of broadband S-parameters analysis. In addition, a bandwidth extension and miniaturization of three-section branch-line coupler using slow-wave and meandering line structures were designed. The modified coupler, which is able to operate within frequencies from 1.5 to 3.32 GHz has been fabricated, tested and compared. A bandwidth extension of 600 MHz and 53% reduced size of the modified coupler have been achieved compared to a conventional coupler. The modified coupler has roughly insertion loss and coupling of -4 dB and -3.2 dB, while the isolation and return loss, respectively less than -14 dB with fractional bandwidth of 77 %, as well as phase imbalances less than 2° over the operating bandwidth. Overall, the derived analytical model, simulation and measurement results demonstrated a good agreement.

CFD 시뮬레이션을 이용한 유압 Coupler의 속도 및 압력강하분석

송대빈,백경윤 한국기계기술학회 2022 한국기계기술학회지 Vol.24 No.4

In order to analyze the pressure drop of the fluid passing through the hydraulic coupler, a flow model using the Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis technique was developed and the fluid flow rate and pressure distribution inside the coupler were analyzed. The analysis model was corrected by comparing the pressure drop measurement using a 6.35mm hydraulic coupler with the ISO reference value and the simulation prediction value. Using the calibrated model, the flow rate and pressure drop of 13 types of hydraulic couplers distributed on the market were analyzed, and their performance was determined by comparing them with ISO reference values. In the case of type A coupler, the pressure drop was generally higher than the ISO reference value, and in the case of type B coupler, the pressure drop was similar to or lower than the ISO reference value. It was confirmed that the complex flow analysis inside the hydraulic coupler could be easily performed through computational fluid dynamics (CFD) modeling, and based on this, problems could be identified and performance could be improved performance.

광자결정 광섬유기반 광신호 분배기 개발

윤민석,이상배,한영근,Yoon, Min-Seok,Lee, Sang-Bae,Han, Young-Geun 한국광학회 2010 한국광학회지 Vol.21 No.5

본 논문에서는 광자결정 광섬유를 이용하여 1000 nm 의 광대역폭을 갖는 광신호 분배기를 구현하였다. 제작에 사용된 광자결정 광섬유의 지름은 $130{\mu}m$ 이고 6층의 공기 구멍 구조로 이루어져 있다. 광신호 분배기는 두 가닥의 광자결정 광섬유에 열을 가함과 동시에 인장력을 가해 제작하였으며 제작된 광자결정 광섬유 기반 광신호 분배기의 지름은 $23{\mu}m$ 이었다. 광신호 분배기의 제작 시 인장시키는 길이에 따라 대역폭과 bandedge가 조절되었다. 제작된 광자결정 광섬유 기반 광신호 분배기의 대역폭이 1000 nm에서 50:50의 광신호 분해 효율을 가지는 것으로 측정되었다. 광자결정 광섬유의 공기 구멍 구조의 특성으로 인해 주변온도의 변화에 영향을 받지 않는 특성을 나타낸다. Optical coherence tomography의 분해능이 광원의 대역폭에 비례하므로 광대역폭을 갖는 광자결정 광섬유 기반 광신호 분배기는 신호 추출을 위한 간섭계 구성에 핵심적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. A broadband optical coupler with a broad bandwidth of 1000 nm based on a photonic crystal fiber (PCF) is investigated. The PCF has 6 layers of air hole structures and a diameter of $130{\mu}m$. The PCF-based coupler is fabricated by using a fused biconical tapering method based on heating and elongation processes. Changing temperature and an elongation length can control the bandwidth and the bandedge wavelength of the PCF-based broadband coupler. The diameter of the fused region in the PCF-based coupler was measured to be $23{\mu}m$. The fabricated PCF-based coupler has a nearly-flat coupling ration of 3-dB in a broad bandwidth of 1000 nm, which is wider than that of the previously reported PCF-based coupler and that of the single-modefiber-based coupler. Since the resolution of optical coherence tomography system is proportional to the bandwidths of both an optical light sources and an interferometer, the fabricated PCF-based broadband optical coupler has a great potential for realization of a broadband interferogram.