[논문]특성임피던스 분석을 사용한 커넥터 성능향상

양정규; 김문정

특성임피던스 분석을 사용한 커넥터 성능향상
Improvement of connector performance using analysis of characteristic impedance 원문보기

양정규 (공주대학교 정보통신공학과) , 김문정 (공주대학교 정보통신공학과)

본 논문에서는 커넥터의 S-파라미터로 특성임피던스를 계산하고 커넥터의 성능개선을 위해 설계변경을 한다. FEM(Finite Elements Method) 시뮬레이터로 커넥터의 S-파라미터를 계산하고 회로 시뮬레이터에서 동일한 R, L, C 값을 가지는 등가 회로모델을 추출한다. 인덕턴스와 커패시턴스로 특성임피던스를 계산하고 임피던스 부정합 상태를 확인한다. 특성임피던스 공식으로부터 커패시턴스를 증가시켜 임피던스 정합을 유도하고 커패시턴스는 신호선의 평행한 면적을 확장하여 증가시킨다. 결과적으로 반사손실이 약 5 dB 개선되었고 신호선 유효면적의 증가로 임피던스가 감소하여 삽입손실도 개선되었다.

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

문제 정의

본 논문에서는 특성임피던스 분석과 조절을 통해 커넥터의 신호전달 성능을 향상시켰다. 커넥터의 S-파라미터 계산을 통해 등가회로를 추출하고 이를 이용해 특성임피던스를 계산했다.
^[3][4] 위의 사항들을 만족하는 커넥터의 설계에는 효율적인 특성임피던스 해석방법이 필요하고 일반적인 커넥터의 구조에서 공통으로 적용할 수 있어야 한다. 이에 본 논문에서는 다양한 종류의 커넥터에 적용 가능한 공통적인 커넥터 해석과 성능 개선방법에 관해 기술하였다.

제안 방법

그림 2(b)는 신호선 구조를 변경한 후의 커넥터 모델을 보여주고 있다. 설계 변경 전 모델을 보완하기 위해 (2)로부터 커패시턴스 성분을 높여 특성임피던스 성분을 줄였다. 신호선의 마주 보는 평행한 면을 넓게 확장시킨 형태이고 확장된 신호선과 겹치는 유전체 부분과 신호선의 평행한 면 사이에 존재하게 되는 유전체는 제거했다.
둘째로 커넥터 모델의 전자기적 해석을 위하여 FEM(Finite Elements Method) 시뮬레이터에서 포트(Port)와 경계조건(Boundary Condition) 설정을 한다. 셋째로 주파수 도메인에서의 해석을 통해 S-파라미터를 계산한다. 넷째로 회로 시뮬레이터를 이용해 커넥터의 등가회로를 추출한다.
커넥터의 S-파라미터 계산을 통해 등가회로를 추출하고 이를 이용해 특성임피던스를 계산했다. 임피던스 정합을 하기 위해 커넥터의 분석 방법을 제안했고 특성임피던스를 개선했다. 설계 변경 전 커넥터의 반사손실보다 신호선의 구조변경을 한 커넥터의 반사손실이 평균 약 5 dB 개선되었고 거의 모든 주파수 대역에서 -20 dB 이하의 값을 가진다.
본 논문에서는 특성임피던스 분석과 조절을 통해 커넥터의 신호전달 성능을 향상시켰다. 커넥터의 S-파라미터 계산을 통해 등가회로를 추출하고 이를 이용해 특성임피던스를 계산했다. 임피던스 정합을 하기 위해 커넥터의 분석 방법을 제안했고 특성임피던스를 개선했다.

성능/효과

커넥터의 저항 성분은 무시할 수준이므로 손실이 없는 특성임피던스를 적용한다. (2)로부터 반사계수를 줄이기 위한 Z₀ 변경은 인덕턴스 성분과 커패시턴스 성분의 조절로 가능하다. 마지막으로 특성임피던스 값이 50 Ω 과 근사하고 반사손실이 -20 dB 이하이면 분석이 종료되고 임피던스 차이가 20 Ω 이상이고 반사 손실이 -20 dB 이상이면 설계 변경 과정을 거처 S-파라미터 계산부터 다시 수행된다.
마지막으로 특성임피던스 값이 50 Ω 과 근사하고 반사손실이 -20 dB 이하이면 분석이 종료되고 임피던스 차이가 20 Ω 이상이고 반사 손실이 -20 dB 이상이면 설계 변경 과정을 거처 S-파라미터 계산부터 다시 수행된다.
임피던스 정합을 하기 위해 커넥터의 분석 방법을 제안했고 특성임피던스를 개선했다. 설계 변경 전 커넥터의 반사손실보다 신호선의 구조변경을 한 커넥터의 반사손실이 평균 약 5 dB 개선되었고 거의 모든 주파수 대역에서 -20 dB 이하의 값을 가진다. 특성임피던스도 67.

후속연구

^[1] 최근 사용 주파수가 고주파로 올라가면서 커넥터의 신호 전달 성능을 높이기 위한 경계면에서의 임피던스 정합이 중요해졌다.^[2] 고주파 사용과 더불어 제조공정의 단순화, 원가절약 등을 위해 시리얼 인터커넥션 기술을 사용하는 추세이며 이에 따라서 더욱 커넥터의 신호전달 특성이 고주파에서도 개선되어야 한다. 이를 위해 신호 무결성 해석, 마이크로스트립 선로와 동축커넥터 사이의 전이 구조 해석 등의 연구가 활발히 진행되고 있다.
4 Ω 으로 임피던스 정합에 근접하게 나왔다. 따라서 본 논문에서 적용한 커넥터 해석과 특성임피던스 개선방법들은 소형화, 집적화 되고 있는 초고주파 대역에서의 다양한 커넥터 설계에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

특성임피던스 분석을 사용한 커넥터 성능향상
Improvement of connector performance using analysis of characteristic impedance 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

특성임피던스 분석을 사용한 커넥터 성능향상 Improvement of connector performance using analysis of characteristic impedance 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

특성임피던스 분석을 사용한 커넥터 성능향상
Improvement of connector performance using analysis of characteristic impedance 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper