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고 효율 인덕터를 이용한 우수한 고조파 억압 특성을 갖는 저역 통과 필터 합성 및 설계
김유선(Yuseon Kim),안재민(Jaemin An),표현성(Hyunseong Pyo),이혜선(Hyesun Lee),임영석(Yeongseog Lim) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.46 No.9
This paper propose the new approach of the quantity effect by high efficiency inductor characteristic to the harmonic suppression of the lowpass filter. We applied the reliable de-embedding process in order to extract the precise elements values. Moreover, for the effective its application and comparison, the variable stepped impedance low pass filters with a same specification are designed. The proposed procedure is expected to handle the overall filter performance and to construct a synthesized equivalent circuit from its determined specification. 본 논문에서는 고 효율 인덕터 특성이 저역 통과 필터의 고조파 성분 억제에 미치는 정량적인 영향에 관한 새로운 접근 방안을 제안한다. 적용될 고 효율 인덕터의 정확한 소자 값들을 추출하기 위해 신뢰성 있는 De-embedding 과정을 적용 하였다. 게다가, 이들의 효과적인 적용 및 비교를 위해, 같은 스펙을 갖는 다양한 계단 임피던스 저역 통과 필터들을 각각 설계하였다. 제안된 과정은 전체 필터 성능을 제어하고 정해진 스펙으로부터 합성되는 등가 회로를 구성하기 위해 효과적으로 응용될 것이라 기대된다.
기생 요소 효과들을 고려한 얇은 두께의 LTCC 저역 통과 필터 설계
김유선(Yuseon Kim),임영석(Yeongseog Lim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.12
본 논문에서는 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 공정을 이용한 삽입된 수동 소자들을 갖는 필터 설계를 하였다. 우수한 성능과 소형화를 위해서 제안된 적층 구조의 기생 성분들은 제안된 회로 변환 과정을 통해 전체 필터 회로에서 긍정적인 효과를 갖도록 하였다. 그 결과 소형화된 저역 통과 필터는 다른 논문들의 소형화된 구조들에 비해 50프로 이상의 적은 두께를 갖을 뿐만 아니라 0.5 ㎓와 5 ㎓ 사이에서 이상적인 저역 통과 필터의 응답을 보였다. This paper presents a filter design technique with the embedded passive elements using the low temperature co-fired ceramic (LTCC) process. For the high performance and size reduction, the parasitic elements of the proposed multi-layer structure are positively considered by using the proposed circuit transformation procedures. As a result, the compact low pass filter (LPF) not only has at least 50% more compact thickness than other reported compact structures, but also provides ideal LPF response between 0.5㎓ and 5㎓.
단락 개방 Calibration 방법을 이용한 MIM 커패시터의 기생 소자 값 추출
김유선(Yuseon Kim),남훈(Hun Nam),임영석(Yeongseog Lim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.8
본 논문에서는 단락 개방 Calibration (SOC) 방법을 이용하여 MIM 구조로 구성된 커패시터의 기생 소자 값들을 추출하였다. Strip line 으로 구성된 short, open, MIM 구조들의 산란 파라미터 행렬들은 전자기 시뮬레이터 및 벡터 네트웍 분석기를 이용하여 측정되었다. 전자기 시뮬레이션들은 3차원 구조 해석에 적합해왔던 유한 유소법 (FEM)을 이용하여 수행되었다. 적층구조 내부에 형성된 MIM 커패시터의 전자기 영향들은 집중 소자들로 구성된 Π 형 등가 회로로 제안되었고, 2 포트 네트웍해석을 수행함으로써, 측정된 산란 파라미터들과 등가회로 소자들 간의 관계를 보였다. 제안된 SOC 방법을 이용하여 추출된 집중 소자들은 주파수 독립적인 결과를 나타낸다. In this paper, we extract the parasitic elements of the metal-insulate-metal(MIM) capacitor using short-open calibration (SOC). The scattering matrixes of short, open, and MIM structures in strip lines are measured by full electro-magnetic (EM) simulator and vector network analyser. The full EM simulations are performed by finite element method (FEM) that was fitted three dimensional structure analysis. The electro-magnetic effects of MIM capacitor laminated in the multi-layered structures are proposed the Π equivalent circuit with lumped elements, and the relations between the measured scattering parameters of the MIM structures and lumped elements in the circuits are shown by performing 2 port network analysis. The extracted lumped elements using the proposed SOC method are independent to frequencies.
단락 개방 Calibration 방법을 이용한 분포 정수 소자의 기생 소자 추출 및 대역 통과 필터에의 응용
김유선(Yuseon Kim),남훈(Hun Nam),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.2
본 논문에서는 단락 개방 calibration(SOC) 방법을 이용하여 결함 접지 면을 갖는 전송 선로(DGS)와 shortcircuited comb line section의 기생 소자 값들을 추출하였다. Microstrip 선로들로 구성된 단락, 개방, 분포 정수 소자의 산란 파라미터 행렬들은 전자기 시뮬레이터 및 벡터 네트웍 분석기를 이용하여 측정하였다. 제안된 구조의 전자기 영향들은 주파수 독립적인 소자들로 구성된 Ⅱ형 또는 T형 등가 회로로 각각 표현하였고, 2 포트네트웍 해석을 수행함으로써, 측정된 산란 파라미터들과 등가회로 소자들 간의 관계를 보였다. 또한, 2차 버터워스 프로토 타입을 갖는 2.4 ㎓ 대역 통과 필터 설계에 이를 적용하였다. 그 결과, 중심 주파수에서 측정된 S11과 S21은 각각 ?20 ㏈, ?1.3 ㏈ 이고, 0.5~5 ㎓에서 예상했던 결과와 5 % 이내의 오차를 보였다. In this paper, we extract the parasitic elements of the transmission line with the defected ground structure(DGS) and the short-circuited comb line section using the Short-Open Calibration(SOC). The scattering matrixes of short, open and the distributed elements in microstrip line are measured by full electro-magnetic(EM) simulator and Vector Network Analyser(VNA). The electro-magnetic effects of the proposed structures are considered by the Ⅱ and T equivalent circuits with frequency independent elements, and the relations between the measured scattering parameters and the elements in the circuits are shown by performing 2 port network analysis. Moreover, to design the 2.4 ㎓ bandpass filter with second order butterworth prototype, the proposed methods are applied. As results, the measured S11 and S21 indicate ?20 ㏈ and ?1.3 ㏈ at center frequency, and these are shown within 5 % error compare to the predicted results at 0.5~5 ㎓.
LTCC 적층 필터를 위한 기생 성분 해석 및 필터 설계
이혜선(Hyesun Lee),김유선(Yuseon Kim),표현성(Hyunseong Pyo),안재민(Jaemin An),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.8
본 논문에서는 선행 연구된 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 적층형 대역 통과 필터 구조에 대해 기생 성분을 고려한 등가회로를 제시하고 SOC(Short-Open Calibration) 기법을 적용하여 소자값을 추출하는 과정을 보인다. 추출된 소자 값을 제시한 등가회로에 적용함으로써 위성 DMB에 적용 가능한 2차 LTCC 필터를 설계 제작하였다. 비유전율 7.8의 Dupont951을 사용하여 제작된 필터의 크기는 2.4×3.8×0.378 ㎣이다. 측정 결과 1.4 ㏈의 삽입 손실과 32.3 ㏈의 반사 손실을 보였으며 설계 사양과 대체로 일치함을 보인다. In this paper, we present a equivalent circuit considered parasitic elements about LTCC multi-layer BPF structure that was studied previously and a process of extraction of the element value using SOC technique. By applying extracted element values to equivalent circuit, 2th LTCC filter was designed and fabricated that was applied to satellite DMB. The filter was fabricated of Dupont951 substrate with relative permittivity of 7.8, the dimension of the fabricated filter is 2.4×3.8×0.378 ㎣. The measurement results indicate 1.4 ㏈ of insertion loss and 32.3 ㏈ of return loss, which are in good agreement with simulated ones.
우수한 차단 대역 특성과 통과 대역 내에 저지 대역을 갖는 UWB 대역 통과 필터 설계
안재민(Jaemin An),김유선(Yuseon Kim),표현성(Hyunseong Pyo),이혜선(Hyesun Lee),임영석(Yeongseog Lim) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.1
분산 소자로 이루어진 고역 통과 필터의 최적화된 응답을 이용하여 우수한 차단 대역 특성과 통과 대역 내에 저지 대역을 갖는 UWB 대역 통과 필터를 설계?제작하였다. 변형된 고역 통과 필터의 등가 회로를 분산 소자로 구성하고, 최적화를 통해 FBW 100 % 이상의 넓은 통과 대역을 갖도록 하였다. Desegmentation technique로 급전 선로간의 커플링 효과를 분석하고, 이를 이용하여 통과 대역 상, 하측의 우수한 차단 특성을 구현하였다. 또한, 최근 문제가 되고 있는 Wireless LAN과 Hyper LAN 대역(5.15~5.825 ㎓)에서의 간섭 문제 해결을 위해, spurline을 추가하여 대역 저지를 실현하였다. 제작된 필터는 3.1~10.55 ㎓의 통과 대역과 0.94 ns 이하의 평탄한 군 지연 응답을 보였고, 통과 대역 양단의 우수한 차단 대역과 5.2~6.12 ㎓의 저지 대역이 측정되었다. In this paper, we designed and fabricated a ultra-wideband(UWB) bandpass filter with a good performance of a stopband, and a notched band in passband. The transformed equivalent circuit of the highpass filter was realized by distributed element. A wide-passband with 3-㏈ fractional bandwidth of more than 100 % was achieved by using optimum response of the HPF. For improving lower and upper stopband characteristic, a cross coupling between feed lines was employed, which was analyzed by desegmentation technique. In order to reject interference of Wireless LAN and Hyper LAN(5.15~5.825 ㎓), the narrow notched(rejection) band was realized by a spurline. The fabricated BPF indicated the passband from 3.1 to 10.55 ㎓ and the flat group delay of less than 0.94 ns over the entire passband except the rejection band. The filter shown sharp attenuation both inside and outside the band and notched band from 5.2 to 6.12 ㎓.