무선통신 시스템을 위한 초광대역 마이크로스트립 대역저지 여파기 설계 :Ultra-wideband microstrip bandstop filters design for wireless communication systems

김창순

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 김창순 (광운대학교, 광운대학교 대학원)

지도교수: 손광철

발행연도: 2018

저작권: 광운대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수31

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

무선통신 시스템을 위한 초광대역 마이크로스트립 대역저지 여파기 설계

김창순 홀로그래피3D콘텐츠학과 2018.01 학위논문

SIR 기반 대칭 헤어핀 광대역 대역저지 여파기

김창순 , 이용일 한국인터넷방송통신학회 논문지 2018.01 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

최근 IT 산업이 고도화됨에 따라, 무선통신 기술이 비약적으로 발전하였다. 특히 모바일 디바이스 사용이 확대됨에 따라, 광대역 무선통신이 요구된다. 그러나 광대역 특성상 전파방해 및 간섭 문제가 발생한다. 따라서 다양한 여파기들 즉, 대역저지, 대역통과, 저역통과 및 고역통과 여파기들이 문제를 해결하기 위해 제시되고 있으며, 본 연구에서는 광대역 불필요 주파수 제거를 위한 초고주파용 광대역저지여파기 구현에 목적을 둔다.
본 논문에서는 계단 임피던스 공진 여파기, 대칭 상호작용 커패시터 여파기, 주파수 선택 결합 여파기, 대칭 주파수 선택 결합 여파기 4종류의 초광대역 대역저지 여파기를 구현하고, 성능평가를 하였다. 제안된 여파기는 임피던스 변환기 구조와 마이크로스트립 선로 (Microstrip line)를 이용하고, 계단 임피던스 공진기 구조 및 상호작용 커패시터 구조와 주파수 선택 결합 구조를 사용한다. 여파기들의 설계 및 시뮬레이션은 유전율 2.54, 유전체 손실율 0.002, 두께 0.54 ㎜인 테프론 (Teflon) 기판을 기반으로 하였다.
첫 번째로, 계단 임피던스 공진기와 개방형 스터브 구조를 이용한 개방형 스터브 여파기를 구현하였다. 측정결과는 중심주파수 6.5 GHz에서 저지대역폭 5.45 GHz를 나타내며, 전송계수 (S21)와 반사계수 (S11)는 각각 25.75dB와 0.205 dB를 나타낸다. 두 번째, 계단 임피던스 공진기와 상호작용 커패시터 구조를 이용한 대칭 상호작용 커패시터 여파기이다. 측정결과는 중심주파수 6.43 GHz에서 저지대역폭 4.67 GHz를 나타내며, 전송계수 (S21)와 반사계수 (S11)는 각각 16.52 dB와 0.53 dB를 나타낸다. 세 번째, 상호작용 커패시터와 주파수 선택 결합 구조를 이용한 주파수 선택 결합 구조 여파기이다. 측정결과는 중심주파수가 6.53 GHz에서 저지대역폭 4.237 GHz를 나타내고, 전송계수 (S21)와 반사계수 (S11)는 각각 34.25 dB와 0.37 dB를 나타낸다. 마지막으로, 상호작용 커패시터 구조와 주파수 선택 결합 구조 이용한 대칭 주파수 선택 결합 구조 여파기이다. 측정결과는 중심주파수 6.425 GHz에서 저지대역폭 4.72 GHz를 나타내고, 전송계수 (S21)와 반사계수는 (S11)는 각각 42.0 dB와 0.47 dB를 나타낸다.
제안된 여파기는 기존 여파기와의 비교결과 최소형이며, 저지대역폭 및 전송계수 (S21), 반사계수 (S11)는 관련논문과 비교하여 약 30% 성능향상을 보였다. 이는 C-대역 (4 GHz ∼ 8 GHz)의 무선통신 시스템과 EMI(Electro-Magnetic Interference : 전자파 방해) 저지장치 등에 사용될 것으로 기대된다.

Recently, wireless communication has developed rapidly with advancement of the IT industry. Especially, the demand of wireless communication with wide bandwidth is required with extensive use of mobile devices. However, problems of frequency jamming and interference occurred due to the wide bandwidth characteristics. Therefore, various kinds of filters such as bandpass filter (BPF), bandstop filter (BSF), lowpass filter (LPF), and highpass filter (HPF) are required to solve the problem and this dissertation aims to realize the wideband bandstop filters for eliminating the unnecessary frequency.
In this dissertation, four types of bandstop filter are realized and evaluated their performances; these are stepped impedance resonator (SIR) filter, symmetric inter-digital capacitor filter, frequency selective coupling filter, and symmetric frequency selective coupling filter. The proposed BSFs were realized using impedance inverter and microstrip line, SIR structure and inter-digital capacitor structure, and frequency selective structure. The design and simulation of these BSFs are based on Teflon substrate with dielectric constant of 2.54, thickness of 0.54 mm and a dielectric loss of 0.002.
The first bandstop filter with SIR and open stub structure was fabricated. The bandwidth of 5.45 GHz at the center frequency of 6.5 GHz was achieved in the measurement result. The measurement results of transmission coefficient (S21) and reflection coefficient (S11) were 25.75 dB and 0.205 dB, respectively. The second BSF with SIR and inter-digital capacitor structure was fabricated. The bandwidth of 4.67 GHz at the center frequency of 6.43 GHz was achieved in the measurement result. The measurement results of transmission coefficient (S21) and reflection coefficient (S11) were 16.52 dB and 0.53 dB respectively. The third BSF with inter-digital capacitor and frequency selective coupling structure was fabricated. The bandwidth of 4.237 GHz at the center frequency of 6.53 GHz was achieved in the measurement result. The measurement results of transmission coefficient (S21) and reflection coefficient (S11) were 34.25 dB and 0.37 dB, respectively. The last BSF with inter-digital capacitor and symmetric frequency selective coupling filter was also fabricated. The bandwidth of 4.72 GHz at the center frequency of 6.425 GHz was achieved in the measurement result. The measurement results of transmission coefficient (S21) and reflection coefficient (S11) were 42.0 dB and 0.47 dB, respectively.
The proposed BSFs were miniaturized as compared to the existing BSFs and the rejected bandwidth, transmission coefficient (S21), and reflection coefficient were also improved by 30% as compared to the related literatures. These realized BSF can be implemented to the C-band (4 ? 8 GHz) wireless communication system and the electro-magnetic interference (EMI) blocking devices.

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 초광대역 여파기 3
2.1 임피던스 변환기 구조 3
2.2 계단 임피던스 공진기 구조 14
2.2.1 기본 구조 14
2.2.2 고주파 특성 17
2.3 상호작용 커패시터 구조 19
2.3.1 기본 구조 19
2.3.2 고주파 특성 20
2.4 주파수 선택 결합 구조 21
2.4.1. 기본 구조 21
2.4.2 고주파 특성 23
Ⅲ. 여파기 설계와 시뮬레이션 27
3.1 개방형 스터브 여파기 27
3.1.1 설계 및 시뮬레이션 27
3.1.2 등가회로 및 전류밀도 32
3.2 대칭 상호작용 커패시터 여파기 35
3.2.1 설계 및 시뮬레이션 35
3.2.2 등가회로 및 전류밀도 40
3.3 주파수 선택 결합 구조 여파기 44
3.3.1 설계 및 시뮬레이션 44
3.3.2 등가회로 및 전류밀도 47
3.4 대칭 주파수 선택 결합 구조 여파기 50
3.4.1 설계 및 시뮬레이션 50
3.4.2 등가회로 및 전류밀도 53
Ⅳ. 제작 측정결과 및 고찰 57
4.1 개방형 스터브 여파기 57
4.1.1 여파기의 측정 57
4.1.2 시뮬레이션 및 실제측정, 비교분석 59
4.2 대칭 상호작용 커패시터 여파기 62
4.2.1 여파기의 측정 62
4.2.2 시뮬레이션 및 실제측정, 비교분석 64
4.3 주파수 선택 결합 구조 여파기 67
4.3.1 여파기의 측정 67
4.3.2 시뮬레이션 및 실제측정, 비교분석 69
4.4 대칭 주파수 선택 결합 구조 여파기 72
4.4.1 여파기의 측정 72
4.4.2 시뮬레이션 및 실제측정, 비교분석 74
4.5 고찰 77
4.5.1 제작된 여파기의 특성 비교분석 77
4.5.2 제작된 여파기의 다른 연구와 비교분석 79
Ⅴ. 결론 83
참고문헌 85

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)