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- 학과정보 : 전자전기공학부학과 마이크로파 및 안테나전공 (검색결과 4 건)
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슬롯 결합 마이크로스트립라인-도파관 천이기의 등가 회로 모델링
본 논문에서는 슬롯 결합 마이크로스트립라인-도파관 천이기에 대하여 간략하지만 정확한 결과를 얻을 수 있는 회로망 모델을 추출하기 위한 해석 이론을 제안한다. 등가 회로는 이상적 변압기, 마이크로스트립 개방 스터브, 그리고 슬롯 중심에서 도파관 쪽과 급전선 쪽 반평면으로 바라보는 각각의 어드미턴스 소자들로 구성된다. 관련된 회로 변수 값들은 가역 정리, 푸리에 변환과 푸리에 급수, 복소 전력 개념, 파스발 정리 그리고 스펙트럼 영역 이미턴스 접근법에 의해 계산된다. 제시된 등가 회로 모델은 슬롯에 의한 급전선 방향으로의 후면 방사 효과, 도파관의 모든 모드, 그리고 도파관 내에 삽입된 다층 유전체의 효과를 효율적으로 모델링할 수 있다. 제안한 등가 회로 모델링의 타당성 검증을 위해 X-밴드 대역 천이기를 설계 제작하였고, 등가 회로를 통해 계산된 산란계수 값을 FDTD 시뮬레이션 결과 및 측정값과 비교하였다. 이들 사이의 상당한 일치도는 제안된 등가회로 모델의 간편성과 정확성을 충분히 뒷받침한다.
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개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 패치 안테나의 회로망 해석 및 설계
본 논문은 개구면 결합 공진기 급전 마이크로스트립 패치 안테나에 대하여 간결하면서도 정확한 등가회로 모델을 추출하기 위한 일반적인 전자기 이론을 제안한다. 등가회로는 이상적인 트랜스, 어드미턴스 소자, 그리고 전송선으로 구성된다. 관련 소자들의 값은 복소전력 개념, 푸리에 변환, 푸리에 급수, 그리고 스펙트럼 영역 이미턴스 접근법을 적용하여 계산된다. 제시한 등가회로 모델은 슬롯에 의한 급전선 방향으로의 후면 방사 효과, 공통 공진기의 모든 모드, 그리고 공진기 내에 삽입된 다층 유전체의 효과를 효율적으로 모델링 할 수 있다. 본 논문에서는 이 방법을 이용하여 안테나의 입력 임피던스를 구하고, 기존 논문에서 발표된 계산값, 그리고 측정값들과 비교하였다. 기존의 연구 결과와의 정확한 일치는 본 논문이 제안한 등가회로 모델의 간결성과 정확성을 충분히 입증해 준다.
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본 논문에서는 이중모드 유전체 공진기 내장 다중결합 도파관 형태를 갖는 협대역 필터에 대한 설계이론과 방법을 제안하였다. 주어진 대역통과 필터 사양으로부터 기본형 저역통과필터로의 주파수 변환을 통하여 전달영점과 유사 타원형 필터의 전달함수를 구한다. 얻어진 전달함수로부터 반사영점을 결정한 후 등가 기본형 저역통과 필터 소자들을 유전자 알고리즘과 Nelder-Mead방법을 병용한 hybrid 최적화 기법을 사용하여 추출한다. 이 과정에서 ABCD 행렬과 어드미턴스 행렬을 사용하면 필터회로의 전달함수를 용이하게 얻을 수 있다. 그리고 추출된 등가소자 값들로부터 결합 이론을 적용하여 대역통과 필터설계에 필요한 결합 변수들을 도출한다. 마지막으로 전자장 시물레이션을 이용하여 도출된 결합 변수들을 만족하도록 필터의 구조변수들을 결정한다. 제안된 설계 이론과 방법을 중심주파수 3.53 GHz, 대역폭 70 MHz, 반사손실 20 dB, 전달영점 주파수 3.46 GHz, 3.6 GHz인 4차의 이중모드 유전체 공진기 내장 다중결합 필터를 설계하였다. 몇 번의 조정 단계를 거쳐 주어진 사양과 유사한 설계 특성을 얻을 수 있었다.
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본 논문은 임의의 전송선을 ATL 구조를 이용하여 구현할 수 있는 이론 및 설계식을 기존의 근사적 집중소자 모델링과는 달리 ABCD 파라미터를 이용하여 ATL 을 보다 정확하게 해석하고 도출하였다. 제안된 ATL 이론을 두 가지 형태의 저역통과 필터와 3 dB 와 10 dB 커플러에 적용하였다. 먼저 저역통과 필터는 제안된 이론의 타당성을 검증하기 위해 ATL 설계 방법을 Richard`s transformation 과 Kuroda`s identity 를 이용하여 설계한 두 가지 형태의 저역통과 필터를 기본으로 하여 주전송선과 스터브를 두 가지의 서로 다른 형태의 ATL 로 변환하여 설계, 제작한 후 성능을 측정하였다. 마찬가지로 3 dB 와 10 dB 커플러는 제안된 ATL 설계 방법을 가로와 세로의 전송선을 구현할 수 있는 제한된 특성 임피던스로 두 가지 형태의 ATL 을 이용하여 설계, 제작한 후 성능을 측정하였다. 산란계수의 시뮬레이션 값과 측정값의 상당한 일치도는 제안된 이론과 설계 방법의 타당성을 충분히 뒷받침해 줄 뿐만 아니라 제안한 필터와 커플러의 구조 및 소형화 방안의 타당함 또한 보장해 준다. 본 논문에서는 제안한 2 GHz 대역에서의 저역통과 필터는 기존 저역통과 필터와 비교하여 30 % 와 38 % 의 소형화 결과를 보였고, 3 dB 와 10 dB branch-line 커플러의 경우는 각각 55 % 와 70 % 의 소형화 결과를 보였다.
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