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The Purpose of Research

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Presentation Transcript

  1. S-라인(비방사 마이크로 스트립 선로)를 이용한 밀리미터 대역의 세라믹 필터 개발*김태헌 **신천우*경성대학교 밀리미터파 연구실(ltamf@hanmail.net), **경성대학교 멀티미디어통신공학과(cwshin@star.ks.ac.kr) Development of Ceramic Filter Using S-Line(Non Radiative Microstrip line) In Millimeter-Wave　*Tae-Heon Kim **Cheon-Woo Shin*Kyung-sung Uni. MIlli-wave Lab(ltamf@hanmail.net) **Kyung-sung Uni. the department of Multimedia Engineering(cwshin@star.ks.ac.kr)

  2. The Purpose of Research < 연구 목표 > 1. 차단주파수가 36.58GHz~37.65GHz 인 대역 통과 필터 2. 손실,리플 -1dB이하 3. Cut-off 특성 -35dB 밑으로 대역의 좌우로 1GHz 이내 ◈ 밀리미터 대역에서 중심주파수 37GHz의 세라믹 대역통과 필터 ◈ S-Line(비방사 마이크로 스트립)을 이용한 세라믹 필터를 제시

  3. The Reason of Research ◈ 밀리미터파 영역(30-300GHz)에서의 저손실, 광대역 통신기에 필요한 필터 연구 ◈ 종래의 필터에 관한 기술들은 문제점을 가짐 저 손실이며, MMIC회로와 결합이 쉽고, Q가 높은 우수한 특성을 가진 필터 개발이 필요

  4. Introduction of S-Line ◈ 얇은 유전체 기판 위에 마이크로 스트립 라인을 만들고, 일정간격을 띄워 그라운드판을 배치한 구조 ◈ 유사 TEM모드를 이용한 전송 선로 ◈ TEM모드와 결합 시, 모드 변환이 일어나지 않아 결합 손실 없으며, MMIC회로와 결합이 쉬움

  5. Introduction of S-Line ◈ S-Line의 S-Parameter & Smith Chart 1GHz~100GHz까지의 전 대역이 S(1,1)은 -40dB밑으로 S(2,1)은 -0.5dB이내의 아주 좋은 특성을 보이며, Smith Chart의 임피던스는 88Ohm

  6. The Analysis of Theoryfor Research S-Line(비방사 마이크로 스트립)을 이용한 대역 통과 필터는 고유전율을 갖는 원형 세라믹을 스트립선로 사이에 배치함으로써,파장에 따른 구조적 공진을 이용하는 Chevyshev형 필터임. ◈ 세라믹 공진기의 내부 전자계 모드는 TE11δ이며, 비유전율이 20일 때의 세라믹의 직경, 두께, 공진주파수의 파장의 비로 해석한 그래프를 이용하여, 공진 주파수를 얻음 ◈ 세라믹과 스트립선로의 간격에 의존하여 특성이 좋은 선택도(Q)를 구할 수 있음 1단 세라믹 공진기

  7. The Analysis of Theoryfor Research ◈ 2단 세라믹 공진기는 세라믹과 세라믹 사이의 간격으로 대역이 결정됨 ◈ 1단 세라믹 공진기에서의 각 파라메터들을 고정시킨 후, 세라믹과 세라믹 사이의 간격을 가변 함으로써 필터의 대역과 관계되는 결합 계수(K)를 얻음 2단 세라믹 공진기

  8. The Analysis of Theoryfor Research 최종적으로 1단 세라믹 공진기와 2단 세라믹 공진기의 결과에 근거하여, 저 손실이며, Q가 높은 대역통과 필터의 기능을 결정짓는 필터가 구현가능 4단 세라믹 공진기

  9. The Distribution of Electric & Magnetic Field In Ceramic

  10. The Graph of TE11 mode For ResonanceFrequency at εr 20 L 2a

  11. The Character of Circular Ceramic In One step Resonator ◈ 세라믹 두께(st)의 변화에 따른 공진주파수 변화 st

  12. The Character of Circular Ceramic In One step Resonator ◈ 세라믹 직경(sr)의 변화에 따른 공진주파수변화 sr

  13. g The Character of Circular Ceramic In One step Resonator ◈ 선로와 세라믹 간격에 따른 Q값 변화

  14. sg The Character of Circular Ceramic In Two step Resonator ◈세라믹-선로 간격 변화에 따른 결합계수 변화

  15. g sg ssg sg g The Result of 4-Step Filter Using Simulator ◈ 목표 대역인 36.58GHz-37.650에 대한 시뮬레이션 결과는 36.61GHz-37.678GHz - S(2,1)

  16. The Manufactured Filter

  17. The Result of Experiment ◈ Network Analyzer를 이용한 측정 결과 -대역은 36.6GH-37.65GHz 로 원하는 대역(36.586GHz~37.650GHz) 의 약 0.02GHz의 차이로 나타나졌다.

  18. Conclusion ◈ 시뮬레이션 결과와 실험 결과 비교 ◈ 오차 발생 이유 1.구조물(ZIG) 제작 시, 가공오차 2. 커넥터의 손실 3. 기판의 고정 때 생겨난 기판의 벤딩(bending) 효과 정교한 구조물과 정밀한 실험만 이루어 진다면 오차를 줄일 수 있음 ◈ 앞으로 밀리미터 대역에서의 무선 가입자 회선(WLL) 및 지역 다지점 분배 서비스(LMDS)등 광 대역 무선 가입자 망으로의 기술을 위한 저 손실이며 리플이 적고, 선택도가 높은 필터 연구

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