가유전체 기판과 결함접지구조가 결합된 가지선로 하이브리드 커플러의 설계

Abstract

가유전체 기판구조와 결함접지구조를 이용하여 가지선로 하이브리드 결합기를 소형화하여 설계한 결과에 대하여 기술한다. 가유전체 기판구조에서는 유효유전율과 단위 길이당 등가의 커패시턴스가 크게 증가한다. 결함접지구조는 기하학적 패턴 때문에 단위 길이당 등가의 인덕턴스가 증가하는 효과를 갖는다. 이 두 구조는 각각 단위 길이당 등가 회로 소자값들을 증가시키므로 상보적인 효과에 의하여 전송선로의 특성 임피던스를 크게 변화시키지 않으면서도 회로의 소자값들을 동시에 줄이는 효과를 갖는다. 본 논문에서는 적용예로 종래 구조보다 크기가 크게 줄어든 가지선로 하이브리드 커플러를 설계, 제작 및 측정한 결과를 제시한다. 가유전체 기판과 결함접지구조를 적용하여 설계된 회로는 가유전체만을 삽입했을 때와 결함접지구조만을 삽입했을 때에 비하여 각각 68%, 54%의 크기를 갖는다. 중심주파수에서 측정된 전력분배와 위상차는 각각 -3.08dB, -3.87dB, 93o인데, 이는 가유전체 기판과 결함접지구조를 이용한 소형화 이후에도 성능상의 큰 열화가 없음을 보여준다.