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EM 시뮬레이션을 기반으로 한 트라이섹션 대역 통과 여파기의 새로운 설계
A New Design of Trisection Band-Pass Filter Based on Electromagnetic Simulation 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.22 no.12, 2011년, pp.1086 - 1096  

김소수 (국방과학연구소) ,  염경환 (충남대학교 전파공학과)

초록
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본 논문에서는 중심 주파수 2.44 GHz, 상대 대역폭 5 %, 반사 손실 18 dB, 전달 영점 주파수 2.63 GHz을 갖는 트라이섹션 대역 통과 여파기를 다중 포트 EM(ElectroMagnetic) 시뮬레이션을 이용한 설계를 보인다. 교차 결합(cross-coupling)이 포함된 트라이섹션 여파기 결합 행렬을 계산하고, 여파기를 무손실 2-포트 회로로 변환하여 기준형 등가 회로를 결정한다. 여파기 설계를 위해 개별 공진기로 분해한 후 다중 포트 EM 시뮬레이션으로 얻어진 Y-파라미터에서 J-인버터와 서셉턴스 기울기를 기준형 등가 회로의 J-인버터 및 서셉턴스 기울기에 정합하여 여파기 설계 치수들을 결정하게 된다. 결정된 물리적 치수로 구성된 여파기는 결합 행렬에서 고려하지 않은 결합으로 주파수 응답 특성이 기준형 등가 회로에 비해 다소 차이를 보이게 된다. 여파기 응답 특성의 최적화를 위해 초기 설계 치수를 변화시켜 여파기의 EM 시뮬레이션 결과들을 모아 회로에서 최적화하여 최종 설계 치수를 얻는다. 최종 설계 치수를 갖는 여파기를 제작하여 트라이섹션 여파기 설계 방법의 타당성을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we present the trisection band-pass filter with a transmission zero at 2.63 GHz, which has a center frequency of 2.44 GHz, relative bandwidth of 5 %, and return loss of 18 dB, based on a multi-port ElectroMagnetic simulation. The coupling matrix for the trisection filter is calculated...

주제어

#EM Simulation   #Band-Pass Filter   #Trisection Band-Pass Filter  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
여파기의 트라이섹션 여파기 구조는 어떻게 구현되는가? 여파기의 트라이섹션 여파기 구조는 입·출력수정 공진기에서 발생하는 교차 결합으로 구현된다. 그림 1(a)는 본 논문에서 제시한 EM 시뮬레이션에 기초한 여파기 설계 방법을 검증할 구조로 3개의 공진기(#1, #2, #3)와 입·출력 포트(#S, #L)로 구성된다.
EM(ElectroMagnetic) 시뮬레이션을 이용한 여파기 설계가 과거에 직접적으로 설계에 이용되지 못한 이유는? EM(ElectroMagnetic) 시뮬레이션을 이용한 여파기 설계는 긴 해석 시간으로 인하여 과거에는 이를 직접적으로 설계에 이용하지 못하였다. 최근 PC의 발전과 EM 시뮬레이터의 성능 향상으로 EM 해석 시간이 단축된 바 있다.
Dishal의 실험적 여파기 설계 방법을 EM 설계에 적용하여 설계하는 방법은 어떤 방법인가? 이를 해결하기 위해 과거 Dishal의 실험적 여파기 설계 방법을 EM 설계에 적용하여 설계하는 방법이 일반적으로 사용된다. 이것은 여파기의 초기값을 결정하기 위해 여파기를 구성하는 입·출력단 Q와 내부공진기의 결합도를 측정하여 치수를 결정하는 방법이다[3]～[6]. 그러나 이러한 여파기의 설계 방법은 이웃하지 않은 공진기의 부하 효과를 고려하지 못하는 단점이 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. R. J. Cameron, C. M. Kudsia, and R. R. Mansour, Microwave Filters for Communication Systems, John Wiley & Sons Inc., 2007. 

  2. D. Swanson, G. Macchiarella, "Microwave filter design by synthesis and optimization", IEEE Microwave Magazine, vol. 8, no. 2, pp. 55-69, Apr. 2007. 

    상세보기 crossref

  3. M. Dishal, "Alignment and adjustment of synchronously tuned multiple-resonant-circuit filters", in Proc. IRE, vol. 39, pp. 1448-1455, Nov. 1951. 

  4. R. Rhea, "EM enables classic filter technique", Microwave Journal, vol. 50, no. 2, pp. 138-145, Feb. 2007. 

  5. D. G. Swanson, "Narrowband microwave filter design", IEEE Microwave Magazine, vol. 8, no. 5, pp. 105-114, Oct. 2007. 

    상세보기

  6. J. S. Hong, M. J. Lancaster, Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, John Wiley & Sons Inc., 2001. 

  7. S. Koziel, Q. S. Cheng, and J. W. Bandler, "Space mapping", IEEE Microwave Magazine, vol. 9, no. 6, pp. 105-122, Dec. 2008. 

    상세보기 crossref

  8. J. W. Bandler, R. M. Biernacki, S. H. Chen, D. G. Swanson, Jr., and S. Ye, "Microstrip filter design using direct EM field simulation", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 42, no. 7, pp. 1353-1359, Jul. 1994. 

    상세보기 crossref

  9. 양승식, 염경환, "무 손실 2-포트 회로의 인버터를 사용한 등가 회로 및 응용", 한국전자파학회논문지, 19(7), pp. 761-770, 2008년 7월. 

    원문보기 상세보기

  10. G. L. Matthaei, L. Young, and E. M. T. Jones, Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures, New York: McGraw-Hill, 1964. 

  11. Advanced Design System 2001 Momentum, Agilent Technologies, 2001. 

  12. ORCER Cer 10, Organic-Ceramic DK-10 Laminate, Taconic, 2010. 

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