본 논문은 무선통신 시스템에 사용되는 저 손실 소형 대역통과 필터를 새로운 프로브 구조를 적용하여 설계 제작하였다. 필터의 저 손실 특성을 위해 Q값이 높은 Ba(Co, Nb)$O_3$계 세라믹 유전체공진기를 사용하였으며, $TE_{01{\delta}}$ 모드의 공진을 이용하여 금속 캐비티의 도체손실 영향을 줄였다. 소형화를 구현하는 방법으로는 캐비티의 양옆의 공간을 줄이도록 정사각형 캐비티의 코너 공간을 적극 활용하였으며, $12{\times}12{\times}8[mm]$의 초소형 필터를 제작하였다. 제작된 소형 필터의 주파수특성을 측정한 결과, 중심주파수 $f_0$는 9.95358[GHz], 삽입손실은 -1.9[dB], 3[dB]_대역폭은 14.9[MHz], 부하Q는 664로 저손실 대역동과 필터의 특성을 만족하고 있다.
본 논문은 무선통신 시스템에 사용되는 저 손실 소형 대역통과 필터를 새로운 프로브 구조를 적용하여 설계 제작하였다. 필터의 저 손실 특성을 위해 Q값이 높은 Ba(Co, Nb)$O_3$계 세라믹 유전체 공진기를 사용하였으며, $TE_{01{\delta}}$ 모드의 공진을 이용하여 금속 캐비티의 도체손실 영향을 줄였다. 소형화를 구현하는 방법으로는 캐비티의 양옆의 공간을 줄이도록 정사각형 캐비티의 코너 공간을 적극 활용하였으며, $12{\times}12{\times}8[mm]$의 초소형 필터를 제작하였다. 제작된 소형 필터의 주파수특성을 측정한 결과, 중심주파수 $f_0$는 9.95358[GHz], 삽입손실은 -1.9[dB], 3[dB]_대역폭은 14.9[MHz], 부하Q는 664로 저손실 대역동과 필터의 특성을 만족하고 있다.
In this paper, a small BPF(band pass filter) is designed using new probe type for wireless communication system. The dielectric resonator is used high Q ceramics for low loss characteristic. In order to provide a band pass filter which can be reduced in dimension, can be reduced in height, and can b...
In this paper, a small BPF(band pass filter) is designed using new probe type for wireless communication system. The dielectric resonator is used high Q ceramics for low loss characteristic. In order to provide a band pass filter which can be reduced in dimension, can be reduced in height, and can be surface-mounted. The filter was fabricated using $TE_{01{\delta}}$ mode dielectric resonator. The input/output probes are attached to coner portion of the rectangular metal cavity. Results of the manufactured filter($12{\times}12{\times}8[mm]$) show that the center frequency is 9.95358[GHz], the insertion loss is -1.9[dB], the 3[dB]_bandwidth is 14.9[MHz], and the loaf Q is 664.
In this paper, a small BPF(band pass filter) is designed using new probe type for wireless communication system. The dielectric resonator is used high Q ceramics for low loss characteristic. In order to provide a band pass filter which can be reduced in dimension, can be reduced in height, and can be surface-mounted. The filter was fabricated using $TE_{01{\delta}}$ mode dielectric resonator. The input/output probes are attached to coner portion of the rectangular metal cavity. Results of the manufactured filter($12{\times}12{\times}8[mm]$) show that the center frequency is 9.95358[GHz], the insertion loss is -1.9[dB], the 3[dB]_bandwidth is 14.9[MHz], and the loaf Q is 664.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문은 초고속 무선통신 시스템의 소형 - 경량화에 요구되는 저 손실 소형필터의 구현을 목적으로 10[GHz] 대역 무선통신시스템에 사용되는 대역통과필터룔 시뮬레이션을 이용하여 설계 제작하고, 측정을 통하여 특성을 검토한다
가설 설정
(1) 재료의 Q(유전손실의 역수)가 높을 것
(2) 비유전율(辻)이 적절한 값을 가질 것
(3) 공진 주파수의 온도계수가 (Xjrtt/C] 부근의값을 가질 것
이때 캐비티 내부에는 한 개의 유전체 공진기를 사용하며, 금속 캐비티의 내부 치수는 llxllx6[mm] 로 손실이 없는 도체로 가정한다. 또한 유전체 공진기는 비유전율Er이 30인 직경 6.
제안 방법
알았다. 그러나 수신부에 입력한 신호는 필터를 통과하는 과정에서 손실이 증가하게 되므로 사용되는 필터의 손실특성은 매우 중요한 파라미터이나, 시뮬레이션에서는 정확한 평가를 할 수 없었으므로 제작을 통해 그 특성을 평가한다.
소형화를 구현하는 방법으로는 직선형태의 모노폴 입출력 프로브를 설치하는데 차지하는 캐비티의 양옆의 공간을 줄이도록 정사각형 캐비티의 코너 공간을 적극 활용하였으며, i2xl2x8[mml의 초소형 필터를 제작하였다. 이는 TE血모드를 여기 시키는 방법으로 기존의 모노폴 프로브 대신 루프형 프로브를 사용한 효과라 할 수 있다,
초고속 무선통신 시스템의 소형경량화에 요구되는 저 손실 소형필터의 구현을 목적으로 10[GHz] 대역 통신시스템에 사용되는 대역통과 필터를 시뮬레이션을 이용하여 설계 - 제작하고, 측정을 통하여 타당성을 확인했다.
특히 필터의 저 손실 특성올 위해 Q값이 높은 Ba(Co, Nb)6계 세라믹 유전체 공진기를 사용하였으며, TEo甘모드의 공진을 이용하여 금속 캐비티의 도체손실 영향을 줄였다
필터의 저 손실 특성을 위해 TEois모드의 Q 값이 높은 유전체 공진기를 사용하였으며, 또한 극히 소형의 필터의 구성을 위해 입출력 프로브를금속 캐비티의 코너부에 배치, 12xl2x8[mm]의 초소형 필터를 제작했다.
대상 데이터
공진기의 재료는 Ba(Co, Nb)Q계 유전체 세라믹을 사용하였으며, 지지대에 의한 공진 특성의 열화를 방지하기 위해 내경 L5[mm]의 동공 구조를 선택하였다. 이와 같은 지지대의 구조는 외부 충격에 대해 파열되기 쉬우므로 강도가 강한 유전체 재료를 사용하였다
시뮬레이션 결과를 토대로 소형 유전체 필터를 제작하는데 있어, 금속 캐비티는 순동의 재질로 크기가 12xl2x8[mm]이며 캐비티의 상부에는 중심주파수의 미세 조정에 필요한 조정나사를 배치했다. 또한 금속 캐비티의 내부에는 직경 6.
있다. 유전체 공진기로는 Ba(Co, Nb)Oa계 세라믹을 사용하였으며, 유전체공진기를 캐비티 중앙에 위치시키는 역할을 하는 지지대는 공진 특성의 열화를 방지하기 위하여 내경 iHmm], 외경 의 동공구조를 하고 있으며 외부충격에 대한 파열을 방지하기 위해 강도가 강한 유전체 재료(Forsterite: 하=6)를사용하였다.
이와 같은 점을 고려하여 본 필터의 설계에는 높은 Q와 0[建MC] 부근의 온도 특성을 얻을 수 있는 Ba(Cof Nb)Q계 유전체 세라믹(匀=30)을 사용하였다,
이와 같은 지지대의 구조는 외부 충격에 대해 파열되기 쉬우므로 강도가 강한 유전체 재료를 사용하였다
성능/효과
새로운 형태의 입출력 프로브의 적용은 시뮬레이션을 통한 해석에서 가능성이 입증되었고, 이와 같은 구조는 필터를 소형화 하는데 커다란 역할 할 수 있음을 알았다. 그러나 수신부에 입력한 신호는 필터를 통과하는 과정에서 손실이 증가하게 되므로 사용되는 필터의 손실특성은 매우 중요한 파라미터이나, 시뮬레이션에서는 정확한 평가를 할 수 없었으므로 제작을 통해 그 특성을 평가한다.
한편 필터의 용도에 따라 중심주파수 부근의 불요 공진이 문제가 될 수 있으나, 이러한 경우에는 링형 공진기 구조를 적용하여 중심주파수로부터 충분히 천이 시킬 수 있음을 확인하였다
후속연구
제작된 소형 필터의 주파수특성을 측정한 결과저손실 대역통과 필터의 특성을 만족하고 있으며 같은 구조로 공진기의 배열수를 늘리면 필요로 하는 광대역 특성의 대역통과 필터의 구현도 가능할 것으로 기대된다.
참고문헌 (10)
Y. Ishikawa, J. Hattori, M. Andoh and T. Nishikawa, '800[MHz] high power duplexer using TM dual mode dielectric resonators', IEEE, vol.79, pp.726-740, June 1991
Jae-Ho Hwang, 'Design of band pass filter using the triple-mode resonators', KEES, vol.12, No.6, pp.899- 905, 2001
Kai Chang, 'Handbook of Microwave and Optical Components', John Wiley &Sons
Y.Kobayashi, 'Novel dielectric waveguide components Microwave application of new ceramic materials', Proc, IEEE, vol.79, pp.726-740, June 1991
Y. Kobayashi and M. Minegishi, 'A low-loss band pass filter using electrically coupled high-Q $TE_{01{\delta}}$ dielectric rod resonators”, IEEE Trans. MTT, vol.36, No.12, December 1988
T. Arai and K. Ayusawa, 'Dielectric resonator filter for 10Gbit/s optical transmission system', Oki electric vol.62, No.1, pp.119-122, January 1995
J. K. Plourde and C. L. Ren, 'Application of dielectric resonator in microwave components', IEEE Trans. MTT, vol.29, pp.754-770 Aug. 1981
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.