슬롯 결합 마이크로스트립라인-도파관 천이기의 등가 회로 모델링 = Equivalent Network Modeling of Slot Coupled Microstripline to Waveguide Transition

국문 초록 (Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 9
• 2. Analysis and Modeling 12
• 2.1 Coupling between Microstripline and Slot 12
• 2.2 Back Radition form Slot 14
• 2.3 Slot-to-Waveguide Coupling Structure 18
• 2.4 Equivalent Network 21
• 2.5 Impedance Matching and Scattering Parameters 22
• 3. FDTD Analysis 26
• 3.1 Introduction 26
• 3.2 Basic Concept 27
• 3.3 Cell Size and Time Step 27
• 3.4 Uniaxial Perfect Matched Layer 29
• 3.5 Update Equations 29
• 3.6 Source Excitation 33
• 3.7 Computation of Scattering Parameters 35
• 3.8 Frequency Shifting Algorithm 36
• 4. Design of Transition 40
• 4.1 Design Parameters 40
• 4.2 Transfer Efficiency 40
• 5. Results and Discussion 45
• 6. Conclusions 47
• Appendix 49
• A Spectral-Domain Immittance Approach 49
• A.1 Electric Current Source 50
• A.2 Magnetic Current Source 52
• B Formulation and Evaluation of nf 55
• B.1 Reciprocity Theorem 55
• B.2 Formulation of nf 57
• B.3 Evaluation of nf 63
• B.4 Magnetic Field of the Microstripline on the Ground Plane 65
• C Parseval`s Theorem 69
• D Evaluation of Yf 72
• D.1 Calculation of I1 72
• D.2 Calculation of I2 73
• D.3 Calculation of I3 77
• Bibliography 82
• 국문초록 84
• Abstract 85