삼각 패치형 인공 전송 선로를 이용한 브랜치 라인 하이브리드

Abstract

본 논문에서는 슬롯을 갖는 삼각 패치형 인공 전송 선로를 이용한 브랜치 라인 하이브리드를 제안한다. 제안된 인공 전송 선로는 구조가 콤팩트하고 슬롯의 파라미터들을 변화시킴으로써 선로의 특성 임피던스와 전기적 길이를 조절하는 데 용이하여 일반적인 전송 선로를 소형화시키는 데 유용하다. 제안된 브랜치 라인 하이브리드는 이러한 직각 삼각형의 인공 전송 선로들을 이용하여 구현되었기 때문에 공간의 활용도가 높고 소형화되었다. 제작된 3 dB 브랜치 라인 하이브리드는 중심 주파수 2.45 GHz의 15 % 대역폭 내에서 <TEX>${\pm}0.5$</TEX> dB의 결합도 변화 특성과 두 출력 포트 간 <TEX>$91^{\circ}{\pm}4^{\circ}$</TEX>의 위상차 특성을 보였다. 또한, 제안된 브랜치 라인 하이브리드의 크기는 일반적인 브랜치 라인 하이브리드 크기의 38 %이다. A branch-line hybrid using microstrip artificial transmission lines(ATLs) with slotted-triangular patches is proposed. The proposed artificial transmission line is compact in structure as well as easy to adjust the characteristic impedance and electrical length of equivalent transmission line by changing the slot's parameters; hence, it is useful for miniaturizing conventional transmission lines. The designed branch-line hybrid, because of the use of the right angled isosceles triangular shaped artificial transmission lines as building blocks, has no useless empty space, and hence optimally miniaturized. A fabricated 3 dB branch-line hybrid shows the coupling variation of <TEX>${\pm}0.5$</TEX> dB and the phase difference between two output ports of <TEX>$91^{\circ}{\pm}4^{\circ}$</TEX> within 15 % bandwidth at 2.45 GHz center frequency. The size of proposed branch-line hybrid is only 38% of the conventional branch-line hybrid.