RF 및 초고주파 무선영역의 전력 분배기에 요구되는 공통적인 기능은 두 출력 포트사이에 물리적인 분리와 전기적 격리도를 갖고 같은 전력 또는 비대칭 전력으로 나누는 것이다. 전력 분배기는 어레이 안테나에서 방사 소자를 여기 시키기 위한 작은 전력으로 입력전력을 나누는 역할을 하고, 평형 증폭기 또는 비대칭 도허티 증폭기에서는 전력 분배와 전력 합성에 사용된다. 윌킨슨 전력분배기[1]는 포트 ...
RF 및 초고주파 무선영역의 전력 분배기에 요구되는 공통적인 기능은 두 출력 포트사이에 물리적인 분리와 전기적 격리도를 갖고 같은 전력 또는 비대칭 전력으로 나누는 것이다. 전력 분배기는 어레이 안테나에서 방사 소자를 여기 시키기 위한 작은 전력으로 입력전력을 나누는 역할을 하고, 평형 증폭기 또는 비대칭 도허티 증폭기에서는 전력 분배와 전력 합성에 사용된다. 윌킨슨 전력분배기[1]는 포트 정합, 작은 삽입 손실 그리고 출력 포트 사이의 높은 격리도의 특성들을 만족하고 있다. 또한, 윌킨슨 분배기는 평면으로 제작하기가 쉽기 때문에 초고주파 영역에서 초고주파 집적 회로에 적용하기가 용이하다.
이러한 윌킨슨 전력분배기의 출력 포트는 격리 저항을 연결하기 위하여 인접한 형태로 설치되어야 한다. 하지만 이러한 근접성은 전력을 분배하기 위한 전송선로 사이의 전기적인 결합을 만들어내기 때문에 출력포트 사이의 격리도 특성을 열화 시킨다. 또한, 출력포트의 근접성은 전력분배기의 출력포트에 다른 회로를 연결시키는 것을 어렵게 함으로써, 특성 임피던스 를 갖는 추가적인 전송선로가 필요하기 때문에 물리적인 격리도를 개선시킬 수 있다. 이것은 전력분배기 회로의 크기와 삽입손실 증가 요인이 된다.
기존의 출력 포트 사이에 전기적 격리도 증가와 물리적인 분리를 하기 위한방법은 격리 저항과 전송선로 사이에 추가적인 전송선로를 삽입하면 되지만, 추가된 전송선로는 대역폭 감소와 회로의 크기를 증가시킨다. 또한, 참고문헌 [2]에서는 출력 포트사이의 추가적인 전송선로를 없애고 격리도를 개선하기 위해서 전력을 분배하기 위한 전송선로 안에 격리 소자를 삽입하였다.
본 논문은 비대칭 전력 분배기가 출력포트 사이의 전기적인 격리도와 물리적 분리를 개선시키기 위하여 전력을 분배하기 위한 전송선로 안에 저항과 캐패시터를 직렬연결 한 것을 삽입하는 구조를 제안하였다. 이렇게 제안한 분배기 설계 방정식은 기존의 대칭 전력분배기의 해석 방법에서 몇 가지의 구조적 수정을 통하여 유도 할 수 있다.
또한, 비대칭 전력분배기의 분배 비율을 높이면 큰 임피던스 값과 동시에 작은 임피던스 값을 갖는 전송선로가 필요한데 이것은 선폭이 얇은 선로와 선폭이 넓은 전송선로로 구현이 되어 기존의 마이크로스트립 기술로는 제작이 불가능하다.
본 논문에서는 높은 분배 비율을 갖는 비대칭 전력분배기 구현 시 큰 임피던스 값을 갖는 선로는 구현 가능한 값으로 제한하고, 작은 임피던스 값을 갖는 선로는 짧은 길이의 큰 임피던스 값을 갖는 전송선로에 병렬로 오픈 스터브를 연결함으로써 큰 임피던스 값을 갖는 전송선로로 구현이 가능하다 [3-11]. 이러한 전기적인 특성을 이용하여 1:10의 높은 분배비율을 갖는 비대칭 전력분배기를 설계하여 그 전기적인 특성을 확인하였다.
RF 및 초고주파 무선영역의 전력 분배기에 요구되는 공통적인 기능은 두 출력 포트사이에 물리적인 분리와 전기적 격리도를 갖고 같은 전력 또는 비대칭 전력으로 나누는 것이다. 전력 분배기는 어레이 안테나에서 방사 소자를 여기 시키기 위한 작은 전력으로 입력전력을 나누는 역할을 하고, 평형 증폭기 또는 비대칭 도허티 증폭기에서는 전력 분배와 전력 합성에 사용된다. 윌킨슨 전력분배기[1]는 포트 정합, 작은 삽입 손실 그리고 출력 포트 사이의 높은 격리도의 특성들을 만족하고 있다. 또한, 윌킨슨 분배기는 평면으로 제작하기가 쉽기 때문에 초고주파 영역에서 초고주파 집적 회로에 적용하기가 용이하다.
이러한 윌킨슨 전력분배기의 출력 포트는 격리 저항을 연결하기 위하여 인접한 형태로 설치되어야 한다. 하지만 이러한 근접성은 전력을 분배하기 위한 전송선로 사이의 전기적인 결합을 만들어내기 때문에 출력포트 사이의 격리도 특성을 열화 시킨다. 또한, 출력포트의 근접성은 전력분배기의 출력포트에 다른 회로를 연결시키는 것을 어렵게 함으로써, 특성 임피던스 를 갖는 추가적인 전송선로가 필요하기 때문에 물리적인 격리도를 개선시킬 수 있다. 이것은 전력분배기 회로의 크기와 삽입손실 증가 요인이 된다.
기존의 출력 포트 사이에 전기적 격리도 증가와 물리적인 분리를 하기 위한방법은 격리 저항과 전송선로 사이에 추가적인 전송선로를 삽입하면 되지만, 추가된 전송선로는 대역폭 감소와 회로의 크기를 증가시킨다. 또한, 참고문헌 [2]에서는 출력 포트사이의 추가적인 전송선로를 없애고 격리도를 개선하기 위해서 전력을 분배하기 위한 전송선로 안에 격리 소자를 삽입하였다.
본 논문은 비대칭 전력 분배기가 출력포트 사이의 전기적인 격리도와 물리적 분리를 개선시키기 위하여 전력을 분배하기 위한 전송선로 안에 저항과 캐패시터를 직렬연결 한 것을 삽입하는 구조를 제안하였다. 이렇게 제안한 분배기 설계 방정식은 기존의 대칭 전력분배기의 해석 방법에서 몇 가지의 구조적 수정을 통하여 유도 할 수 있다.
또한, 비대칭 전력분배기의 분배 비율을 높이면 큰 임피던스 값과 동시에 작은 임피던스 값을 갖는 전송선로가 필요한데 이것은 선폭이 얇은 선로와 선폭이 넓은 전송선로로 구현이 되어 기존의 마이크로스트립 기술로는 제작이 불가능하다.
본 논문에서는 높은 분배 비율을 갖는 비대칭 전력분배기 구현 시 큰 임피던스 값을 갖는 선로는 구현 가능한 값으로 제한하고, 작은 임피던스 값을 갖는 선로는 짧은 길이의 큰 임피던스 값을 갖는 전송선로에 병렬로 오픈 스터브를 연결함으로써 큰 임피던스 값을 갖는 전송선로로 구현이 가능하다 [3-11]. 이러한 전기적인 특성을 이용하여 1:10의 높은 분배비율을 갖는 비대칭 전력분배기를 설계하여 그 전기적인 특성을 확인하였다.
This paper presents the design and performance of an unequal divider with physical separation and electrical isolation. This divider has a complex isolation component between two quarter-wave transmission lines at an arbitrary phase angle from input terminal. Also, to design unequal divider with a h...
This paper presents the design and performance of an unequal divider with physical separation and electrical isolation. This divider has a complex isolation component between two quarter-wave transmission lines at an arbitrary phase angle from input terminal. Also, to design unequal divider with a high dividing ratio, we select a high impedance line of limited value to fabricate microstrip line and a low impedance line of below 10 Ω can be designed to use periodic open shunt stub connection transmission line. As a design example, a 1:10 ratio divider was designed and measured at center frequency of 1 GHz to show the validity of the unequal divider using periodic open shunt stub connection transmission line. Its performance is in good agreements with the simulated results.
This paper presents the design and performance of an unequal divider with physical separation and electrical isolation. This divider has a complex isolation component between two quarter-wave transmission lines at an arbitrary phase angle from input terminal. Also, to design unequal divider with a high dividing ratio, we select a high impedance line of limited value to fabricate microstrip line and a low impedance line of below 10 Ω can be designed to use periodic open shunt stub connection transmission line. As a design example, a 1:10 ratio divider was designed and measured at center frequency of 1 GHz to show the validity of the unequal divider using periodic open shunt stub connection transmission line. Its performance is in good agreements with the simulated results.
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