본 연구실에서 제안한 바 있는 광자띠간격 링 구조(photonic bandgap ring structure)는 통상적인 마이크로스트립 링(microstrip ring) 구조의 가운데에 작은 틈을 만들고 두 급전선(feed line)을 링에 직접 연결한 구조로 링 자체의 주기성을 이용하여 하나의 주기로도 광자 띠간격(photonic bandgap: PBG) 특성을 얻을 수 있다. 이 때문에 ...
본 연구실에서 제안한 바 있는 광자띠간격 링 구조(photonic bandgap ring structure)는 통상적인 마이크로스트립 링(microstrip ring) 구조의 가운데에 작은 틈을 만들고 두 급전선(feed line)을 링에 직접 연결한 구조로 링 자체의 주기성을 이용하여 하나의 주기로도 광자 띠간격(photonic bandgap: PBG) 특성을 얻을 수 있다. 이 때문에 마이크로파 PBG 구조의 가장 큰 단점인 소자의 물리적인 크기를 크게 줄일 수 있다. 그러나 PBG 링 구조를 여파기로 사용하기에는 저지대역이 좁고 차단특성(cutoff characteristics)이 나쁘다는 단점을 가진다. 본 연구에서는 광자 띠간격 특성을 보이는 마이크로스트립 PBG링 (microstrip PBG ring) 구조의 단점을 전송선에 전파되는 전자파 사이에 결합(coupling)을 유도하여 특성을 개선한 압축된 PBG 링 (pressed PBG ring) 구조와 계단 임피던스 스텁(stepped-impedance stub) 구조를 제안하고 그 특성을 이론적, 실험적으로 살펴보았다. 이 두 구조들에서는 두 전송선에 전파되는 전자파사이에 결합이 일어나 3개의 감쇠극이 나타날 수 있으며 이에 따라 넓은 저지대역과 우수한 차단특성을 보일 수 있다. 본 연구에서는 제안한 구조의 감쇠극(attenuation pole)이 형성되는 원리를 이론적으로 규명하였으며 제작된 소자의 특성을 측정하여 3개의 감쇠극이 나타나는 것을 확인하였다. 이 두 구조는 전송선 사이의 결합을 이용하였기 때문에 작은 크기의 소자를 가지고도 넓은 저지대역과 좋은 차단특성을 얻을 수 있다. 이때 압축된 PBG 링 구조와 계단 임피던스 스팀 구조의 경우 두 전송선에 전파되는 전자파사이에 상호작용(interaction)이 일어나기 때문에 2개의 감쇠극이 나타날 것으로 예상되었으나 특정한 조건에서는 3개의 감쇠극이 나타남을 발견하였다. 이 현상을 규명하기 위하여 상기 두 구조에 대하여 S-파라미터들을 해석적인 형태로 구하였으며 이를 해석함으로써 감쇠극의 형성원리를 규명하였다. 이 과정을 통해서 제안된 구조에서 3개의 감쇠극을 가지기 위한 구조적인 조건을 도출할 수 있었다. 즉 압축된 PBG 링 구조에서는 전송선 사이의 간격이 중요한 구조변수이며, 계단 임피던스 스텁 구조의 경우 개방스텁 사이의 간격뿐만 아니라 전송선 부분의 쪽도 중요한 변수임을 발견하였다. 다시 말하자면 3개의 감쇠극을 얻기 위해서는 개방스텁사이의 간격과 전송선 부분의 폭이 특정한 값 이하여야 한다. 또한 두 구조의 경우 개방 스텁 끝에 존재하는 edge 캐패시턴스도 중요한 변수임을 발견하였다. 도출된 조건은 넓은 저지대역을 가지는 여파기를 설계하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다. 또한 계단 임피던스 스텁구조에서 결합된 개방스텁의 개수를 3개 이상으로 확장한 연속된(cascaded) 계단 임피던스 스텁구조를 제안하였다. 이 구조의 경우 개방스텁이 개수가 3개 이상으로 증가하였기 때문에 작은 소자의 크기로도 더욱 급격한 차단 특성과 깊은 저지대역을 얻을 수 있었다. 결론적으로 본 논문에서 소개한 PBG 구조들은 일반적인 PBG 구조보다 작은 소자의 크기를 가진다. 그러나 일반적인 마이크로스트립 회로의 병렬스텁(shunt stub) 구조가 가지는 협대역 여파기와 달리 넓은 저지대역을 얻을 수 있으므로 광대역 여파기 설계에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
본 연구실에서 제안한 바 있는 광자 띠간격 링 구조(photonic bandgap ring structure)는 통상적인 마이크로스트립 링(microstrip ring) 구조의 가운데에 작은 틈을 만들고 두 급전선(feed line)을 링에 직접 연결한 구조로 링 자체의 주기성을 이용하여 하나의 주기로도 광자 띠간격(photonic bandgap: PBG) 특성을 얻을 수 있다. 이 때문에 마이크로파 PBG 구조의 가장 큰 단점인 소자의 물리적인 크기를 크게 줄일 수 있다. 그러나 PBG 링 구조를 여파기로 사용하기에는 저지대역이 좁고 차단특성(cutoff characteristics)이 나쁘다는 단점을 가진다. 본 연구에서는 광자 띠간격 특성을 보이는 마이크로스트립 PBG링 (microstrip PBG ring) 구조의 단점을 전송선에 전파되는 전자파 사이에 결합(coupling)을 유도하여 특성을 개선한 압축된 PBG 링 (pressed PBG ring) 구조와 계단 임피던스 스텁(stepped-impedance stub) 구조를 제안하고 그 특성을 이론적, 실험적으로 살펴보았다. 이 두 구조들에서는 두 전송선에 전파되는 전자파사이에 결합이 일어나 3개의 감쇠극이 나타날 수 있으며 이에 따라 넓은 저지대역과 우수한 차단특성을 보일 수 있다. 본 연구에서는 제안한 구조의 감쇠극(attenuation pole)이 형성되는 원리를 이론적으로 규명하였으며 제작된 소자의 특성을 측정하여 3개의 감쇠극이 나타나는 것을 확인하였다. 이 두 구조는 전송선 사이의 결합을 이용하였기 때문에 작은 크기의 소자를 가지고도 넓은 저지대역과 좋은 차단특성을 얻을 수 있다. 이때 압축된 PBG 링 구조와 계단 임피던스 스팀 구조의 경우 두 전송선에 전파되는 전자파사이에 상호작용(interaction)이 일어나기 때문에 2개의 감쇠극이 나타날 것으로 예상되었으나 특정한 조건에서는 3개의 감쇠극이 나타남을 발견하였다. 이 현상을 규명하기 위하여 상기 두 구조에 대하여 S-파라미터들을 해석적인 형태로 구하였으며 이를 해석함으로써 감쇠극의 형성원리를 규명하였다. 이 과정을 통해서 제안된 구조에서 3개의 감쇠극을 가지기 위한 구조적인 조건을 도출할 수 있었다. 즉 압축된 PBG 링 구조에서는 전송선 사이의 간격이 중요한 구조변수이며, 계단 임피던스 스텁 구조의 경우 개방스텁 사이의 간격뿐만 아니라 전송선 부분의 쪽도 중요한 변수임을 발견하였다. 다시 말하자면 3개의 감쇠극을 얻기 위해서는 개방스텁사이의 간격과 전송선 부분의 폭이 특정한 값 이하여야 한다. 또한 두 구조의 경우 개방 스텁 끝에 존재하는 edge 캐패시턴스도 중요한 변수임을 발견하였다. 도출된 조건은 넓은 저지대역을 가지는 여파기를 설계하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다. 또한 계단 임피던스 스텁구조에서 결합된 개방스텁의 개수를 3개 이상으로 확장한 연속된(cascaded) 계단 임피던스 스텁구조를 제안하였다. 이 구조의 경우 개방스텁이 개수가 3개 이상으로 증가하였기 때문에 작은 소자의 크기로도 더욱 급격한 차단 특성과 깊은 저지대역을 얻을 수 있었다. 결론적으로 본 논문에서 소개한 PBG 구조들은 일반적인 PBG 구조보다 작은 소자의 크기를 가진다. 그러나 일반적인 마이크로스트립 회로의 병렬스텁(shunt stub) 구조가 가지는 협대역 여파기와 달리 넓은 저지대역을 얻을 수 있으므로 광대역 여파기 설계에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
We proposed a pressed PBG ring and a stepped-impedance stub structure based on a microstrip PBG ring structure that has photonic bandgap (PBG) characteristics due to small gap in the ring. Even though two transmission lines are coupled with each other in the structures, three attenuation poles appea...
We proposed a pressed PBG ring and a stepped-impedance stub structure based on a microstrip PBG ring structure that has photonic bandgap (PBG) characteristics due to small gap in the ring. Even though two transmission lines are coupled with each other in the structures, three attenuation poles appear, which results in a wide stopband and a sharp cutoff characteristics. We have theoretically studied the origin of attenuation poles in this dissertation. The well-known PBG ring structure is compact because it can overcome one of the serious drawbacks of microwave PBG structures by using the periodicity of ring itself. Nevertheless, the PBG ring structure has a narrow stopband and a slow cutoff characteristics. To overcome the drawbacks of the PBG ring structure, the pressed PBG ring structure and stepped-impedance stub structure are presented. They have a wide stopband and sharp cutoff response and small dimensions because of using a coupling between two transmission lines. Because only two transmission line are coupled each other in the structures, two attenuation poles are expected to appear but three attenuation poles appear under the specific length conditions. To understand the origin of attenuation poles, the S-parameters of analytic form are obtained. Through them, the optimum conditions to have three attenuation poles are found out. That is, in the pressed PBG ring structure, the gap width between transmission lines must be a certain value. And in the stepped-impedance stub structure, the gap width as well as the transmission line width between two open stubs must be below a certain value. Also, we knew that the edge capacitance between two edges of coupled open stubs affects the transmission spectra greatly. The optimal conditions may be utilized usefully in designing the new compact filters with a wide stopband. In addition, the cascaded stepped-impedance stub structure that has more than coupled three open stubs was proposed. Because the number of coupled open stubs have more than three, it not only have a sharp cutoff response and a deep and wide stopband, but also it has small dimension. In conclusion, the proposed PBG structures are compacter than that of conventional PBG structures. Also, because they have a wide stopband unlike shunt stub structure with a narrow stopband, it is expected for them to open new applications of the new broadband filters.
We proposed a pressed PBG ring and a stepped-impedance stub structure based on a microstrip PBG ring structure that has photonic bandgap (PBG) characteristics due to small gap in the ring. Even though two transmission lines are coupled with each other in the structures, three attenuation poles appear, which results in a wide stopband and a sharp cutoff characteristics. We have theoretically studied the origin of attenuation poles in this dissertation. The well-known PBG ring structure is compact because it can overcome one of the serious drawbacks of microwave PBG structures by using the periodicity of ring itself. Nevertheless, the PBG ring structure has a narrow stopband and a slow cutoff characteristics. To overcome the drawbacks of the PBG ring structure, the pressed PBG ring structure and stepped-impedance stub structure are presented. They have a wide stopband and sharp cutoff response and small dimensions because of using a coupling between two transmission lines. Because only two transmission line are coupled each other in the structures, two attenuation poles are expected to appear but three attenuation poles appear under the specific length conditions. To understand the origin of attenuation poles, the S-parameters of analytic form are obtained. Through them, the optimum conditions to have three attenuation poles are found out. That is, in the pressed PBG ring structure, the gap width between transmission lines must be a certain value. And in the stepped-impedance stub structure, the gap width as well as the transmission line width between two open stubs must be below a certain value. Also, we knew that the edge capacitance between two edges of coupled open stubs affects the transmission spectra greatly. The optimal conditions may be utilized usefully in designing the new compact filters with a wide stopband. In addition, the cascaded stepped-impedance stub structure that has more than coupled three open stubs was proposed. Because the number of coupled open stubs have more than three, it not only have a sharp cutoff response and a deep and wide stopband, but also it has small dimension. In conclusion, the proposed PBG structures are compacter than that of conventional PBG structures. Also, because they have a wide stopband unlike shunt stub structure with a narrow stopband, it is expected for them to open new applications of the new broadband filters.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.