10 GHz 대역 기판 집적 도파관 대역 통과 여파기의 EM 시뮬레이션을 이용한 설계 및 제작 (Design and Fabrication of 10 GHz Substrate Integrated Waveguide Band Pass Filter Based on EM Simulation)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 21권 / 2호 / 99 ~ 109페이지
· 저자명 : 이원희, 오현석, 정해창, 염경환

초록

기판 집적 도파관(substrate integrated waveguide)은 높은 Q와 타 소자와 집적 가능성 때문에 최근 연구가 활발하다. 그러나 이의 특성은 기존 도파관 달리 해석적인 형태로 특성화되지 않아, 과거의 여파기 설계 방법으로는 정확한 설계를 하기가 어렵다. 본 논문에서는 최근 제시된 EM(Electro-Magnetic) 시뮬레이션을 기반으로 한 대역 통과 여파기 설계 방법으로 10 GHz에서 10 %의 대역폭을 갖는 3단 기판 집적 도파관 대역 통과 여파기를 3D EM simulator HFSS를 이용하여 설계하였다. 이 때 기판 집적 도파관은 마이크로스트립과 천이(transition)를 필요로 하는데, 여기서 기존 제안된 CPW(Coplanar Waveguide)대 SIW 천이 구조를 변형하여 적용하였다. 제안된 천이 구조는 천이 길이가 짧고 상용의 test fixture를 사용하여 TRL 측정이 가능하게 되어 있다. 제안된 2가지 천이 구조에 대하여 여파기를 제작하였으며, 제작된 여파기는 예상한대로 중심 주파수 10 GHz에서 10 %의 대역폭 약 12 dB 반사 손실, 0.8 dB 삽입 손실의 특성을 보였다.

영어초록

Recently, SIW(Substrate Integrated Waveguide) is intensively studied because of its high Q and easy integration with other devices. However, lacks of analytic characterization of SIW makes it difficult an accurate design of a SIW filter along the conventional filter design method. In this paper, two kinds of a three-stage 10 GHz SIW bandpass filter of fractional bandwidth 10 % are designed using 3D EM simulator HFSS based on the recently presented EM filter design method. Two types of a modified CPW to SIW transition is proposed and employed as a SIW to microstrip transition necessary for measurement. The transitions provide an easy measurement with commercial test fixture by TRL calibration. The two proposed transitions are included in the SIW filters. The fabricated filters shows the center frequency of 10 GHz, fractional bandwidth 10 %, a return loss of about 12 dB, and insertion loss of about 0.8 dB.

참고자료

· 없음