연결된 결합 선로를 갖는 소형 브랜치 선로 결합기

Abstract

본 논문은 연결된 결합 선로를 이용하여 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 기존 마이크로스트립 브랜치 선로 결합기에 사용되는 <TEX>${\lambda}/4$</TEX> 선로를 같은 특성을 갖는 연결된 결합 선로로 대신한 방법이다. 연결된 결합 선로는 우-기 모드 해석 방법을 기반으로 Z 파라미터와 T 등가 회로로 분석하였다. 이 결과를 이용하여 연결된 결합 선로를 갖는 브랜치 선로 결합기를 중심 주파수 2.4 GHz에서 FR4 기판으로 설계하고 제작하였다. 실험 결과는 이론값과 잘 일치했다. 그리고 실험 결과, 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 37 % 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동 통신 빔 형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다. A method of miniaturizing branch line coupler with connected coupled lines is presented. The quarter-wavelength transmission lines in the typical microstrip branch line coupler are replaced with the connected coupled lines with same characteristics of ones for compact size. The connected coupled line is analyzed by T-equivalent circuit and Z parameters based on the even-odd mode analysis. The proposed branch line couplers with connected coupled line are designed and fabricated on FR4 substrate at 2.4 GHz. The measured results show good agreement with theoretical prediction. And the experimental results show that the size of coupler is 37 precent smaller than conventional coupler. This minimized coupler is suitable for Butler Matrix as feeder for mobile communication beam forming antenna.