[논문]임피던스 변환회로의 신호 전달특성(S21) 측정 방법

박웅희

doi:10.6109/jkiice.2019.23.10.1282

임피던스 변환회로의 신호 전달특성(S21) 측정 방법
Measurement method of the signal transfer characteristic(S21) of the impedance transformer 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.23 no.10, 2019년, pp.1282 - 1289

박웅희 (Department of Electronic Engineering, Kangwon University)

초록
AI-Helper

임피던스 변환회로의 신호 전달특성(S21)을 측정하기 위해서는 두 개의 임피던스 변환회로를 대칭 연결하여야 한다. 하지만 두 개의 임피던스 변환회로를 대칭 연결한 회로의 신호 전달특성은 중간 연결 선로의 길이에 의해 영향을 받는다. 본 논문에서는 임피던스 변화회로의 정확한 신호 전달특성을 얻기 위한 중간 연결 선로의 길이를 수식으로 유도하였다. 수식을 이용하여 계산하면 4:1(50-Ω:12.5-Ω) 임피던스 변환회로의 정확한 신호 전달특성을 얻기 위한 중간 연결 선로의 전기적 길이는 약 45°이다. 계산된 연결 선로의 길이를 적용하여 1GHz에서 λ/4-마이크로스트립 임피던스 변환회로를 제작하여 신호 전달특성을 측정하였다. 제작된 대칭 연결된 임피던스 변환회로의 신호 반사 특성(S11)은 0.980GHz에서 -40.64dB, 신호 전달 특성(S21)은 -0.154dB였다. 이는 제작 회로에 대해 이론적으로 살펴본 중심 주파수의 987MHz 변화, 마이크로스트립 선로의 신호 손실 -0.15dB 값과 거의 동일한 값이다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to measure the transfer characteristic(S21) of the impedance transformer, two impedance transformers must be symmetrically connected. However, the transfer characteristic of two symmetrically connected impedance transformers is influenced by the length of the intermediate connection line. This paper theoretically examines closely the length of the intermediate connection line to obtain the accurate transfer characteristic of the impedance transformer. The electrical length of the intermediate connection line for obtaining the accurate transfer characteristic of the 4:1(50-Ω:12.5-Ω) impedance transformer is calculated about 45°. Using the calculated length of the connection line, The λ/4-microstrip impedance transformer is fabricated at 1 GHz to measure the transfer characteristic. The symmetrically connected impedance transformer is measured the reflection characteristic(S11) of -40.64dB and the transfer characteristic(S21) of -0.154dB at 0.980GHz. This value is approximately equal to the theoretical calculated 987MHz center frequency and -0.15dB transfer loss value of the λ/4-microstrip impedance transformer.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1 The λ/4-microstrip TLT(Transmission line transformer); (a) the basic block diagram, and (b) the circuit block diagram for the transfer characteristic(S₂₁) measurement
그림 Fig. 2 The structure of the λ/4-microstrip TLT
그림 Fig. 3 Step changes in Width; (a) Microstrip step discontinuity, (b) The equivalent circuit of microstrip step discontinuity, (c) The equivalent length variation of microstrip step discontinuity, and (d) The equivalent length variation of the λ/4-microstrip TLT
그림 Fig. 4 The calculated inductance ΔL normalized to L∞W1h for the equivalent circuit of step change in width of microstrip line (Fig. 2 in [11])
그림 Fig. 5 The circuit block diagram for the reflection characteristic(S11) analysis of the λ/4-microstrip TLT
그림 Fig. 6 The circuit block diagram for the transfer characteristic(S₂₁) analysis of the λ/4-microstrip TLT
그림 Fig. 7 The operation characterstics(S₁₁ & S₂₁) of the λ/4-microstrip TLT; (a) The fabrication photograph, (b) Simulation result using ADS, and (c) Measurement result

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