본 연구에서는 마이크로스트립 구조의 서큘레이터에 대한 동작원리와 설계에 필 요한 기본 이론들을 다루었다. 외부에서 인가되는 직류 자계 와 단자의 결합각을 조절하여 원하는 주파수 대역의 서큘레이션 조건을 찾았다.
먼저 스트립라인 구조에 대한 설계를 하고 설계된 반경 크기에 0.925배를 하면 마이크로스트립 구조의 공진 디스크 반경 크기가 결정된다. 이 때 입․출력 단자의 폭은 고정하였다. 설계된 구조에서 원형 디스크와 환 디스크가 하나 또는 두 개로 구성될 때 디스크 매질의 특성에 따라 서큘레이션 특성이 어떻게 달라지는 지 확인 하였다. 원형 디스크와 환 디스크가 하나인 경우 환의 포화 자화도가 증가하면 공 진 주파수와 대역폭이 증가함을 알 수 있었다. 그러나 대역폭이 증가한 대신 삽입 손실이 증가하였다. 원형 디스크와 환 디스크가 두 개로 구성된 경우 디스크의 포 화 자화도가 원형 디스크에서 외부 환 디스크로 순서대로 증가하는 경우와 감소하 는 경우에 대한 공진 주파수의 변화는 환 디스크가 하나인 경우와 비슷한 특성을 얻을 수 있었다. 설계시 이러한 특성을 이용하여 환 디스크 중 하나는 원형 디스크 의 포화자화도 보다 작게하고 나머지 하나는 크게하여 공진 주파수의 위치를 설계 하고자 하는 위치로 조정할 수 있었다. Trans-Tech사에서 제작되어 판매하고 있는 페라이트 제품을 이용하여 최적인 설계치를 얻었다. 반경은 7.6 mm, 입․
출력 단자 폭은 5 mm, 인가한 바이어스 자계는 3280 Oe였다. 페라이트 매질은 각각 G_1003, G_400, TTZ1950를 사용하였다. 통과 대역 내에서 반사 손실은 14.3 dB였고, 삽입 손실은 0.36 dB, 아이솔레이션 손실은 13.4 dB로 나타났 다. 통과대역의 삽입 손실을 1 dB로 했을 경우 대역폭은 500 MHz를 얻었다.
본 논문에서 이용한 순환 그린 함수 기법은 마이크로스트립 서큘레이터 설계뿐만 아니라 평면형 디스크 구조의 스트립라인 서큘레이터 설계에도 유용하게 이용될 수 있다. 또한 선택된 매질의 포화자화도에 의해 공진 주파수의 위치를 조정할 수 있 기 때문에 원하는 주파수 대역을 갖는 서큘레이터를 쉽게 설계 할 수 있다.
참 고 문 헌
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본 논문과 관련된 저자의 발표 논문
1. 학술대회 논문집
- 김동현, 양두영, "이동통신용 정합 서큘레이터 해석 및 설계", 한국통신학회․대 한전자공학회 제주지부 합동학술발표회 논문집, 제8집, pp 15 ∼ 20, 1997 - 김동현, 문성익, 이정란, 양두영, "순환 그린함수 기법을 이용한 WLL용 서큘레 이터 해석",한국전자파학회 종합학술발표회, pp 326 ∼ 330, 1998
2. 게재 논문집
- 김동현, 양두영, "스트립라인 접합형 서큘레이터 설계", 제주대학교 산업기술연구 소 논문집, 제8권 1호, pp 37 ∼ 45, 1997
- 김동현, 양두영, "시간영역에서의 유한차분법을 이용한 접합형 서큘레이터 해석", 제주대학교 산업기술연구소 논문집, 제8권 2호, pp 44 ∼ 50, 1997