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메타물질 구조 다중대역 6단자 위상상관기 설계 및 제작
Design and fabrication of multi-band six-port phase correlator using metamaterial 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.14 no.12, 2010년, pp.2615 - 2621  

김영완 (군산대학교)

초록
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본 논문에서는 메타물질 구조 다중대역 6단자 위상상관기를 설계하고 제작하였다. 이중 주파수 대역에서 신호를 수신 처리할 수 있는 집중소자형 메타물질 구조를 해석하고, 해석된 결과를 기반으로 다중대역 직접변환 수신 전처리기에 적합한 소형화 메타물질 구조 6단자 위상상관기를 제안하고 구현하였다. 다중대역 6단자 위상상관기를 구성하는 저항성 전력 분배기와 메타물질 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기의 산란 계수를 기반으로 동일한 특성을 갖는 6단자 위상상관기 구성 요소를 제작하고 측정하였다. 측정된 메타물질 구조 6단자 위상상관기는 모의실험 결과와 일치하였으며, 이중 주파수 대역에서 -20 dB 이하의 정합과 1 dB 이내의 전달 이득차, 그리고 ${\pm}4.1^{\circ}$ 이하의 전달 위상차 특성으로 양호한 다중대역 6단자 위상상관기 성능을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The multi-band six-port phase correlator using metamaterial was designed and fabricated in this paper. The lumped metamaterial structure that can process the dual-band receiving signal was analyzed. Based on the analyzed results, the small-sized metamatrial six-port phase correlator for multi-band d...

주제어

#다중대역 6단자 위상상관기   #메타물질 구조 직접변환   #메타물질 구조 6단자 소자  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 단일대역 6단자 위상상관기의 주파수 특성을 개선하여 2개 이상의 주파수를 처리할 수 있는 다중대역 6단자 구조와 낮은 주파수에서 소형화 구현을 위한 집중소자형 메타물질 구조 6단자 위상상관기를 설계하고 제작한다. 메타물질을 사용한 6단자 위상상관기와 위상상관기 구성 요소의 산란 계수를 유도하여 해석하고, 이를 바탕으로 다중대역 6단자 위상상관기 구조를 제안한다.
  • 본 논문에서는 메타물질 구조 다중대역 6단자 위상 상관기를 설계하고 제작하였다. 다중대역 주파수 수용을 위하여 메타물질 구조의 6단자 위상상관기 산란계수를 해석하고, 집중소자형 메타물질 구조로 설계 구현하였다.

가설 설정

  • 그림 4. 메타물질 구조 6단자 위상상관기의 시뮬레이션 결과, (a) 단자 5 반사 손실과 전달 이득, (b) 단자 6 반사 손실과 전달 이득, (C) 단자 5 전달 위상, 그리고 (D) 단자 6 전달 위상.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
6단자 위상상관기는 일반적으로 어떤 구조로 구현되는가? 6단자 위상상관기는 6단자 직접변환 방식의 전처리기로 사용된다. 일반적으로 6단자 위상상관기는 분포 정수 선로를 사용한 MHMIC 기본 구조로 구현되며, 사용주파수에 의해 제한되는 회로 크기를 줄이기 위하여 MHMIC 구조를 MMIC 설계 단계에서 회로 크기가 다소 해결되는 MMIC layout 소형화 설계 기술을 적용한다[1]. 아울러 평면형 구조를 30 % 이상 소형화할 수 있는 3차원 구조의 적층형 6단자 구조로 구현되고 있다[2].
6단자 위상상관기는 무엇으로 사용되는가? 6단자 위상상관기는 6단자 직접변환 방식의 전처리기로 사용된다. 일반적으로 6단자 위상상관기는 분포 정수 선로를 사용한 MHMIC 기본 구조로 구현되며, 사용주파수에 의해 제한되는 회로 크기를 줄이기 위하여 MHMIC 구조를 MMIC 설계 단계에서 회로 크기가 다소 해결되는 MMIC layout 소형화 설계 기술을 적용한다[1].
RH(Right-Handed) 선로와 LH(Left-Handed) 선로는 각각 어떤 위상정수를 갖는가? 메타물질 선로는 RH(Right-Handed) 선로와 LH(Left-Handed) 선로로 구성되는 CRLH TL 구조를 갖는다. RH 선로는 양(+)의 위상정수를 가지나, LH 선로는 음(-)의 위상정수를 갖는다.
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참고문헌 (5)

  1. M. Abe, N. Sasho, V. Brankovic and D. Krupe zevic, " Direct conversion receiver MMIC based on six-port technology," in Proc. Eur. Wireless Tech. Conf., pp. 139- 142, 2000. 

  2. 김영완, "SDR 직접변환 수신기를 위한 적층형 탠덤6 단자 상관기", Telecommunications review, 제 17권, 제 3호, pp. 432-444, 2007. 

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  3. X. Xu, R. G. Bosisio, and Ke Wu, "Analysis and implementation of six-port software- defined radio receiver platform," IEEE Trans. on MTT, vol. 54, no. 7. pp. 2937-2943, July 2006. 

    상세보기 crossref

  4. D. M. Pozar, Microwave Engineering, John Wiley & Sons, Inc. 1998. 

  5. Ih Lin, M. Devincentis, C. Caloz, and T. Itoh, "Arbitrary dual-band components using composite right/ left-handed transmission lines," IEEE Trans. on MTT, vol. 52, no. 4, pp. 1142-1149, 2004. 

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