스트립 전송선의 정전용량에 대한 모드정합 분석 (Mode-Matching Analysis for Capacitances of Strip Transmission Lines)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 34권 / 12호 / 890 ~ 898페이지
· 저자명 : 박재윤, 주재율

초록

본 연구에서는 다양한 두께와 넓이에 대한 스트립 전송선로의 커패시턴스를 모드정합법을 활용하여 정확하게 계산하였다. 모드정합법을 수행하기 위해서 스트립 전송선로의 구조를 모델링하였으며, 라플라스 방정식과 중첩의 원리를 적용하여 해석공간에 대한 포텐셜을 표현하였다. 도출된 포텐셜 표현식에 포함된 모드계수를 계산하기 위해서 Dirichlet과Neumann 경계조건을 적용하였다. 또한, 모드정합 해석의 유효성을 검증하기 위해서 특정 위치에 대한 포텐셜의 수렴성을 확인하였으며, 모드정합법과 상용 시뮬레이션의 해석결과를 비교하였다. 검증된 모드정합 해석을 활용하여 스트립전송선로의 두께와 넓이 변화에 따른 커패시턴스의 변화를 조사하였고, 이를 근사식으로 계산한 커패시턴스와 비교·분석하였다. 분석 결과로부터 근사식으로 계산한 커패시턴스는 스트립 전송선로의 구조에 따라서 오차가 상이하게 발생하였고, 이로부터 엄밀한 전자파 해석으로 커패시턴스를 계산할 필요가 있는 스트립 전송선로의 구조를 확인하였다. 본연구에서 수행한 모드정합 분석은 스트립 전송선로의 다양한 구조 변화를 반영하여 커패시턴스를 예측할 수 있다는 점에서 수식 기반의 커패시턴스 예측법과는 차별점을 갖는다.

영어초록

In this study, the capacitances of strip transmission lines of various thicknesses and widths were accurately calculated using the mode-matching method. To perform the mode-matching method, a strip transmission line structure was modeled, and the potential for the analysis space was expressed by applying the Laplace equation and the principle of superposition. Dirichlet and Neumann boundary conditions were applied to calculate the mode coefficient included in the derived potential expression. Additionally, to verify the validity of the mode-matching analysis, the convergence of the potential for a specific location was confirmed, and the analysis results of the mode-matching method and commercial simulation were compared. Using the verified mode-matching analysis, the change in capacitance according to the thickness and width changes of the strip transmission line was investigated, the capacitance was calculated using the approximate equation, and bar bridging and analysis were performed. From the analysis results, the capacitances calculated using the approximation formula differed depending on the structure of the strip transmission line. The structure of the strip transmission line that needed to be calculated by rigorous electromagnetic analysis was confirmed. This differs from a previous study in that the mode-matching analysis can precisely predict the capacitance corresponding to the geometrical variation of the strip transmission lines.

참고자료

· 없음