[논문]우수한 차단 특성을 갖는 ITS용 SIR 대역 통과 여파기

남희; 윤태순; 이명길; 이종철; 홍의석

우수한 차단 특성을 갖는 ITS용 SIR 대역 통과 여파기
A Stepped Impedance Resonator Bandpass Filter with Superior Cut-off Response for ITS Application 원문보기

본 논문에서는 상호 캐패시터 (Bypass coupling Capacitor)를 이용하여 Transmission Zero를 구현함으로써 우수한 차단 응답 특성을 보이며, 또한 IDC (Interdigital Capacitor)을 사용함으로써 더욱 향상된 고조파 특성을 갖는 대역 통과 여파기를 설계 및 구현하였다. 지능형 교통시스템에 사용되고 있는 5.85 GHz의 중심 주파수에서 3 %의 대역폭을 갖도록 설계된 SIR (Stepped Impedance Resonator) 대역 통과 여파기는 1.8 dB의 삽입 손실과 20 dB의 반사 손실 특성을 갖도록 설계 되었으며, 제작된 대역 통과 여파기는 대역폭이 4.2 %로 1.9 dB의 삽입 손실과 15.4 dB의 반사 손실을 측정 결과에서 나타내었다.

In this paper, a bandpass filter with excellent cut off characteristic due to transmission zero using bypass coupling capacitor and with superior harmonic characteristic by interdigital capacitor is suggested. The measurement results for SIR bandpass filter with bypass coupling capacitor and interdigital capacitor show that the insertion loss is less than 1.9 dB and the return loss is better than 15.4 dB with 4.2 % bandwidth at the center frequency of 5.78 GHz.

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문제 정의

본 논문에서는 3%의 대역폭을 갖는 리플 O.ldB 의 5단 Chebyshev SIR을 이용한 지능형 교통 시스템용 협대역 대역 통과 여파기를 설계하였다. 설계 결과 중심 주파수가 5.
본 논문에서는 Chebyshev 저역 통과 여파기를 기본형으로 기본적인 병렬 결합 마이크로스트립 대역 통과 여파기를 설계하였다. 이러한 기본형을 토대로 일반적인 SIR을 이용한 대역 통과 여파기를 해석함으로써 그에 대한 결과 값을 SIR 협대역 대역 통과 여파기에 적용하여 설계하였다.
본 논문에서는 일반적인 SIR을 이용한 대역 통과 여파기의 고조파 특성을 더욱 향상 시키고 뛰어난 차단 응답 특성을 갖는 협대역 대역 통과 여파기를 설계, 제작하였다.

제안 방법

Major parameters for the SIR BPF본 논문에서는 차단 응답 특성을 위해 상호 캐패시턴스를 사용하였으며, 은 본 논문에서 제시하고 있는 대역 통과 여파기의 개요도이다.
본 논문에서 제안하고 있는 대역 통과 여파기는 일반적인 SIR을 이용한 대역 통과 여파기에 상호캐패시터와 IDC(Interdigital Capacitor)를 이용하여 차단 응답 특성이 뛰어나며 고조파 특성 또한 향상시킨 협대역 대역 통과 여파기이다.
본 논문은 위의의 파라미터를 이용하여 3 % 대역폭을 갖는 기본형「SIR 대역 통과 여파기를 설계하였으며, 차단 응답 특성을 위해 상호 캐패시터를 이용하였다.
이는 여파기의 크기를 크게 할 뿐만 아니라 삽입 손실을 증가 시킨다. 본 논문은 이러한 단점을 극복하기 위해 상호캐패시터(Bypass coupling Capacitor)를 이용함으로써 우수한 차단 응답 특성을 갖고 있으며, 또한 IDC(Interdigital Capacitor)을 사용함으로써 더욱 향상된 고조파 특성을 갖는 대역 통과 여파기를 ITS 응용대역 (5.8 GHz)에서 설계하였다.
통과 여파기를 설계하였다. 이러한 기본형을 토대로 일반적인 SIR을 이용한 대역 통과 여파기를 해석함으로써 그에 대한 결과 값을 SIR 협대역 대역 통과 여파기에 적용하여 설계하였다.
이러한 점을 극복하기 위해 본 논문에서는 IDC (Interdigital Capacitor)를 사용하였으며, 이로 인해 SIR을 이용한 여파기의 구조상 장점인 고조파 특성을 더욱 향상 시키는 장점을 갖는다.[5]

성능/효과

Duroid 기판에 제작, 측정된 IDC를 이용한 SIR 대역 통과 여파기의 중심 주파수는 설계 주파수인 5.85 GHz에서 5.78 GHz로 다소 낮아졌으며 3 dB 대역폭은 3%에서 4.2%로 다소 증가하였고, 반사 손실은 15.4 dB로 증가하였으나, 삽입 손실은 1.9 dB로 거의 일치하였다.
8 dB의 삽입 손실과 20 dB의 반사 손실 특성을 나타내었다. 그러나 제작된 대역 통과 여파기는 대역폭이 4.2 %로 설계치 보다 다소 증가하였으며, 측정된 여파기는 1.9 dB의 삽입 손실과 15.4 dB의 반사 손실 값을 나타내었다.
ldB 의 5단 Chebyshev SIR을 이용한 지능형 교통 시스템용 협대역 대역 통과 여파기를 설계하였다. 설계 결과 중심 주파수가 5.85 GHz, 삽입손실은 1.8 dB, 반사 손실은 20 dB의 특성을 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 기판의 두께는 0.
지능형 교통시스템에 사용되고 있는 5.85 GHz 의 중심 주파수에서 3 %의 대역폭을 갖도록 설계된 SIR 대역 통과 여파기는 1.8 dB의 삽입 손실과 20 dB의 반사 손실 특성을 나타내었다. 그러나 제작된 대역 통과 여파기는 대역폭이 4.

후속연구

제작상의 마진으로 설계 값과 다소 오차는 발생하였으나, 뛰어난 고조파 특성과 차단 응답 특성을 얻을 수 있는 IDC를 이용한 SIR 대역 통과 여파기는 ITS 대역 통신 시스템에 응용 가능하리라 기대한다.

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