헤어핀 형태의 결합 선로를 이용한 소형화된 링 하이브리드의 설계

Abstract

본 논문에서는 두 마이크로스트립 라인으로 이루어진 헤어핀 형태의 결합 선로를 이용하여 특성이 개선된 링 하이브리드를 설계하였다. 제안한 구조는 링 하이브리드의 <TEX>$\lambda/4$</TEX> 라인에 헤어핀 형태의 결합 선로를 삽입하여 두 선로가 가까워짐에 따라 선로간의 커플링으로 세 개의 감쇠극이 생겨 넓은 저지대역을 갖는 결합 선로 구조를 이용하여 구성함으로써 링 하이브리드의 크기 감소뿐만 아니라 고조파 제거 특성도 부가하였다. 중심 주파수 2.55 GHz에서 일반적인 링 하이브리드와 특성이 같고 3차 고조파를 포함한 12 GHz까지 -20 dB 이하의 고조파 저지 특성을 가지고 있다. 또한 링 부분의 크기는 기존 링 하이브리드의 1/4 크기로 줄어들었다. 제작된 링 하이브리드의 측정된 주파수 특성 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다. In this paper, the coupled microstrip lines of hairpin type are applied to design a compact microstrip ring hybrid. When the gap decreases, three attenuation poles are created by coupling between the lines. The proposed structure can achieve a significant reduction of size and suppression of the harmonics. And it has the same frequency responses of conventional ring hybrid at 2.55 GHz. The harmonics are suppressed to below -20 dB up to 12 GHz, including the third harmonic. The ring part size of the proposed ring hybrid is reduced to one forth of the conventional ring hybrid. The measured frequency responses agree well with simulated ones.