[공학기술]5GHz에서의 브랜치라인커플러

소개

커플링과 커플러의 개념과 브랜치라인 커플러를 소개하고
5GHz에서 동작하는 브랜치라인 커플러를 ADS를 이용하여 설계한다.

목차

1. 커플링
2. 커플러
① 커플러가 필요한 경우?
② 커플러의 용도
3. 브랜치라인 커플러
① 90도 위상 결합 특성
② 90도 위상 결합 특성
③ 입의의 위상차를 가지는 두 개의 신호가 입력되는 경우에 대한 전력 결합특성
4. ADS를 이용한 5GHz의 브랜치라인 커플러설계
① SCHEMETIC 설계
② SCHEMETIC 결과
③ LAYOUT 설계
④ LAYOUT 결과

본문내용

☞ 커플링
커패시터는 고주파일수록 잘 통과시키는 특성을 가진다. 이 소자는 내부적으로 DC는 완전히 막혀있고, AC중에서 주파수가 높아질수록 잘 통과시키는 특성을 가진다. 그리고 커패시터의 구조는 양쪽에 금속판이 존재하고 그 사이에 유전체가 존재하는 형태를 가지는데, 이는 원하는값의커패시턴스를정확히가지도록설계된된이다.
즉, 금속과 금속 사이에 유전체가 존재하면 그 자체가 전부 커패시터가 될 수 있다는 것이다. 여기서 주파수가 올라갈수록 더 많은 신호가 전달되는데, 바로 이 문제가 고주파 설계를 어렵게 만드는 이유 중의 하나이다. 여기사 주파수가 올라갈수록 같은 C에서 신호가 잘 흐르는 가는 다음 수식을 통해 잘 알 수 있다.

결국 위 식에서 C값이 고정되어 있고, 주파수가 커지면 분모가 커지기 때문에 X값은 작아진다. 그리고 주파수가 클수록 임피던스(Z)의 리액턴스(X)가 작아져서 손실은 적어지고 통과하기가 쉬워진다
결국 우리가 흔히 커플링(coupling)이라고 불리는 개념은 바로 이러한 모든 금속 간에 존재하는 커패시턴스 개념에서 시작된다. 즉, 공간적으로 떨어져 있는데도 신호가 전달되어 버리는 현상이 일어나는 것이다. 이는 바로 고주파인 RF의 관점에서만 이해가 가능한 부분이다.
여기서 커패시턴스에 기초한 커플링 개념은 공간상의 전계(electric field)형성에 의존한 개념인데 이 외에도 선로 관점에서 자계(magnetic field)형성에 의한 커플링개념이 존재한다. 바로 상호인덕턴스에 의한 것이다.

참고자료

· 없음