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고조파 제거 기능을 갖는 윌킨슨 전력분배기의 설계
Design of Wilkinson Power Divider for nth Harmonic Suppression 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.51 no.1, 2014년, pp.42 - 46  

김종성 (경성대학교 정보통신공학과)

초록
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고조파를 제거하는 기능을 갖는 윌킨슨 전력분배기를 나타내었다. 종래의 윌킨슨 전력분배기에서 선로 변환기의 양단에 제거할 고조파의 수만큼의 전송선로를 추가한 후에 새로운 윌킨슨 전력분배기의 해를 구할 수 있다. 실험적인 결과는 기본 주파수에서는 종래의 기능을 유지하면서 2차 및 3차 고조파를 -45.3 dB 및 -37 dB의 억압비를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A modified network to suppress the nth harmonics in a Wilkinson power divider is presented. The solution has been found by adding transmission lines, whose electrical lengths are determined by using the suppression terms, between two transformers of the traditional design. Experimental results show ...

주제어

#Wilkinson Power Divider   #Harmonic Suppression   #Isolation  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 2차 및 3 차 고조파를 차단하기 위하여 위에서 표현한 방정식에 의해서 설계한 2분기 윌킨슨 전력분배기를 검증한다. 식 앞장에서의 설계식을 이용하여 뉴톤의 방법을 이용하여 파라미터를 구한 결과 회로 파라미터는 예제 1의 파라미터를 이용하였다.
  • 추가적으로 2차 및 3 차 고조파를 위한 스터브의 위치의 선택이 대역폭에 영향을 미치므로 대역폭을 고려하여 전송로의 위치를 결정한다. 고조파의 위치를 결정하는 전송로의 위치에 대한 2가지 경우에 대하여 시뮬레이션에 의하여 그 특성을 구하였다. 이들 예제의 회로 파라미터는 표 1에 나타내었다.
  • 이 논문에서는 2개의 선로변환기 사이에 전송선로를 추가한후 n 차 고조파를 제거하는 회로 파라미터를 구한다. 이 논문에서의 수식적인 유도과정은 [3]을 이용하였으며 차이점은 [3]의 방식은 개방형 스터브이고 본 논문은 전송선로를 이용한 고조파 차단 방식인 경우이다.

대상 데이터

  • 두꺠가 0.8 mm, 유전울 2.5 그리고 도체 두깨가 0.35 μm인 기판을 이용하여 제작하였다.

이론/모형

  • 그리고 마지막 자유 변수인 φ의 값은 45° 이내의 각도를 선택한 후 θ, ZA, ZB의 값을 구하는 과정은 (17)-(27)의 식를 이용 하여 뉴톤의 방법으로 구할 수 있다.
  • 2차 및 3 차 고조파를 차단하기 위하여 위에서 표현한 방정식에 의해서 설계한 2분기 윌킨슨 전력분배기를 검증한다. 식 앞장에서의 설계식을 이용하여 뉴톤의 방법을 이용하여 파라미터를 구한 결과 회로 파라미터는 예제 1의 파라미터를 이용하였다. ZA=117 Ω, ZB=34.
  • 이 논문에서는 2개의 선로변환기 사이에 전송선로를 추가한후 n 차 고조파를 제거하는 회로 파라미터를 구한다. 이 논문에서의 수식적인 유도과정은 [3]을 이용하였으며 차이점은 [3]의 방식은 개방형 스터브이고 본 논문은 전송선로를 이용한 고조파 차단 방식인 경우이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
윌킨슨 전력분배기는 어떠한 기능을 가지는가? 윌킨슨 전력분배기는 기본 주파수와 이의 홀수 주파수에서 포트 정합과 출력 포트간의 아이솔레이션 기능을 가지기 때문에 초고주파 회로 및 시스템에서 다양하게 이용된다[1]. 또한 짝수 주파수에서도 S21=-3.
2분기형 윌킨슨 전력분배기는 어떻게 구성되는가? 제안하는 2분기형 윌킨슨 전력분배기는 2개의 선로 변환기, 2개의 병렬 전송로 그리고 저항으로 구성되며 그림 1에 나타나 있다. 선로변환기의 특성 임피던스 및 전기적 길이는 ZA, θ, φ 이다.
윌킨슨 전력분배기에 개방형 스터브의 추가의 단점은 무엇인가? [4]에서는 유사하게 선로 변환기에 개방형 스터브를 추가하여 다수의 고조파 성분을 차단하는 것이 확인되었다. 그러나 이들 개방형 스터브의 추가는 스터브의 종단에서 고주파 방사로 인하여 삽입 손실의 증대를 가져온다. [5]-[7]에서는 비대칭 스파이럴 접지 구조, 반대 결합선로 방식 및 선로결합기에 밴드갭셀을 이용하는 방식등으로 n 차 고조파 성분을 제거하였다.
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참고문헌 (7)

  1. Pozar, D.M "Microwave engineering" (Wiley, New York, 1998, 2nd edn.) 

  2. Yi, K.H. and Kang, B, "Modified Wilkinson power divider for nth harmonic suppression," IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., Vol. 13, No. 5, pp. 178-180, 2003. 

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  3. K. K. M. Cheng and W. C. Ip, "A Novel Power Divider Design with Enhanced Spurious Suppression and Simple Structure," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 58, No. 12, pp. 3903-3908, 2010. 

  4. Woo, D.-J. and Lee, T.-K., "Suppression of harmonics in Wilkinson power divider using dual-band rejection by asymmetric DGS," IEEE Trans. Microw. Theory Tech., Vol. 53, No. 6, pp. 2139-144, 2005. 

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  5. Zhang, J., Li, L., Gu, J., and Sun, X., "Compact and harmonic suppression Wilkinson power divider with short circuit anti-coupled line," IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., Vol. 17, No. 9, pp. 661-63, 2009. 

  6. Lin, C.-M., Su, H.-H., Chiu, J.-C., and Wang, Y.-H., "Wilkinson power divider using microstrip EBG cells for the suppression of harmonics," IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., Vol. 17, No. 10, pp. 700-702, 2007. 

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  7. Zhang, F. and Li, C.F., "Power divider with microstrip electromagnetic bandgap element for miniaturisation and harmonic rejection," Electron. Lett., Vol. 44, No. 6, pp. 422-23, 2008. 

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