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[국내논문] LH 전송선을 이용한 광대역 고역통과 필터 설계 및 제작
Design and Fabrication of Wideband High Pass Filter Using Left-Handed Transmission Line 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.18 no.2, 2014년, pp.260 - 267  

양두영 (Department of Telecommunication Engineering, Jeju National University) ,  서수덕 (Innertron Inc.) ,  조학래 (Innertron Inc.)

초록
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본 논문에서는 칩커패시터와 마이크로스트립 선로를 이용하여 LH 구조의 단위셀을 고안하고, 제안된 단위셀로부터 등가회로를 추출하여 단위셀의 제반 특성을 분석하였으며, 광대역 고역통과필터를 설계하는데 적용하였다. 이 필터는 고역통과 특성을 갖는 여러 개의 단위셀을 종속 연결하여 마이크로스트립 전송선에 구현하였으며, 그 성능은 0~2.18 GHz의 저지대역에서 62.9dB의 대역제거 특성과 3.0~12.75 GHz의 통과대역에서 1.17dB 이하의 삽입손실을 갖는다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the unit cell of LH structure using microstrip transmission line and chip capacitor is devised, and the reactive components of equivalent circuit are extracted from the proposed unit cell. And then, we have analyzed for the unit cell parameters and applied the characteristics to the w...

Keyword

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문제 정의

  • 본 논문에서는 초고주파대역에서 필터를 설계하기 위하여 LH 메타 단위셀에 대한 연구를 수행하고, 마이크로스트립 선로로 구성된 메타셀 구조를 칩소자와 집적화하여 특성이 우수하면서도 소형화된 필터를 개발한다. 메타셀 구조를 갖는 소형화된 필터를 구성함에 있어서 C-CRLH 회로구조의 마이크로스트립 전송선로를 이용하여 LH 성질이 우수한 고역통과 특성의 단위셀을 고안한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
메타물질이란 무엇인가? 메타물질은 특수한 전자기적 성질을 갖는 이상적으로 균질한 구조로서 자연계에는 존재하지 않은 인공적인 물질이다. LHM (Left-Handed Metameterials)은 대표적인 메타물질이며, 이에 대한 최초의 연구는 1967년 러시아 과학자에 의해 발표되었다.
마이크로스트립 LH 메타물질 전송선로의 장점은 무엇인가? 마이크로스트립 LH 메타물질 전송선로는 주파수 선택성이 높으며 손실이 낮을 뿐 아니라 대역폭이 넓으면서도 집적회로를 구성하기 쉽다는 장점이 있다. 그래서 마이크로파시스템을 설계함 있어서 소형화, 저비용, 그리고 저전력 손실 등이 요구되는 경우에 LH 전송선로가 많이 사용되고 있다.
LHM의 실제적인 구현에 이용된 구조들은 어떤 문제점 때문에 마이크로파 대역에 널리 활용되지 못했는가? 그 이후 선형 다이폴 구조와 SRR을 조합한 방식, 또는 그 변형 구조가 LHM의 실제적인 구현에 많이 이용되었다. 이들은 기본적으로 공진현상에 기반을 둔 구조이기 때문에 좁은 대역폭과 큰 손실 등의 문제점으로 마이크로파 대역에 널리 활용되지 못했다. 이러한 단점을 구복하기 위하여 메타물질의 전송선 접근법에 대한 여러 가지 연구들이 이루어졌다.
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참고문헌 (13)

  1. V. Veselago, "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of ${\varepsilon}$ and ${\mu}$ ," Soviet Physics Uspekhi, vol. 10, no. 4, pp. 509-514, Feb. 1968. 

  2. D. R. Smith, W. J. Padilla, D. C. Vier, S. C. N. Nasser and S. Schultz, "Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity," Physical Review Letter, vol. 84, no. 18, pp. 4184-4187, May 2000. 

  3. C. Caloz and T. Itoh, Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications, John Wiley & Sons, pp. 15, 2006. 

  4. C. Caloz and T. Itoh, "Novel microwave devices and structures based on the transmission line approach of meta-materials," Microwave Symposium Digest, IEEE MTT-S International, vol. 1, pp. 195-198, June 2003. 

  5. A. Lai, T. Itoh and C. Caloz, "Composite right/left-handed transmission line metamaterials," IEEE Microwave Magazine, pp. 34-50, Sept. 2004. 

  6. Q. Zhu and S. J. Xu, "Composite right/left handed transmission line metamaterials and applications," Meta. 2008 International Workshop, pp. 72-75, Nov. 2008. 

  7. C. Caloz, "Dual composite right/left handed (D-CRLH) transmission line metamaterial," IEEE Microwave Wireless Component Letter, vol. 16, no. 11, pp. 585-587, Nov. 2006. 

  8. G. L. Matthaei, L. Yeong and E. M. T. Jones, Microwave Filters, Impedance-matching Networks and Coupling Structures, Artech House Books, pp. 83-162, 1980. 

  9. J. X. Chen and Q. Xue, "Compact microstrip low-pass filter using spiral resonant structure," IEE Proc., Microwave, Antennas Propagation, vol. 153, no. 5, Oct. 2006. 

  10. T. Yasuzumi, T. Uwano and O. Hashimoto, "Microstrip high-pass filter with attenuation poles using cross-coupling," IEEE 2010 Asia-Pacific Microwave Conference Proc., APMC 2010, pp. 107-110, 2010. 

  11. J. Selga, F. Aznar, A. Velez, M. Gil, J. Bonache and F. Martin, "Low-pass and high-pass microwave filters with transmission filter with transmission zero based on metameterial concepts," IEEE International Workshop on Antenna Technology, IWAT 2009, pp. 1-4, 2009. 

  12. L. Yang, S. D. Seo, H. R. Cho and D. Y. Yang, "Analysis of unit cells for filter design using CRLH transmission line," ICCE2012 Proceeding, pp. 397-401, Aug. 2012. 

  13. F. F. He, K. Wu and W. Hong, "A wideband bandpass filter by integrating a section of high pass HMSIW with a microstrip lowpass filter," IEEE Global Symposium on Millimeter Waves, GSMM 2008, pp. 282-284, 2008. 

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