수직 장착된 결합선로를 이용한 광대역 90° 쉬프만 위상천이기

Abstract

본 논문에서는 수직으로 장착된 결합 선로를 이용한 광대역 쉬프만 위상천이기를 제안하고자 한다. 제안된 쉬프만 위상천이기는 일반적인 결합 선로와 결합 선로 바로 위에 별도의 결합선로를 수직으로 장착한 구조로 이루어졌다. 전체 결합 선로의 두 독립적인 전송 모드인 우 모드와 기 모드 각각에 대한 임피던스와 위상 특성을 계산하여 제안된 쉬프만 위상천이기의 위상 특성을 해석하였다. 이를 기반으로 일반 결합 선로로는 구현이 어려운 높은 임피던스 비를 갖는 <TEX>$90^{\circ}$</TEX> 쉬프만 위상천이기를 제작하였다. 동작 중심 주파수는 2.4 GHz로 하였다. 실험 결과, 오차 <TEX>${\pm}5^{\circ}$</TEX>를 만족하는 최대 대역폭은 1.5~3.2 GHz로 70.8 %의 대역폭을 얻었다. 또한, 측정 반사 특성은 동작 대역에서 13.3 dB 이하이며, 삽입 손실은 1.2 dB 이하로 측정되었다. In this paper, an broadband Schiffman phase shifter is proposed using vertically installed coupled lines. It consists of the typical coupled lines and a extra coupled lines which is installed vertically on the original coupled lines plane. Phase responses of Schiffman phase shifter with vetically installed coupled lines are analyzed in consideration of the phase velocity of two independent transmission modes and the characteristic impedances. The <TEX>$90^{\circ}$</TEX> Schiffman phase shifters with high impedance ratio is realized at 2.4 GHz, which cannot be implemented with the conventional coupled lines. The measured results show that the bandwidth is 1.5~3.2 GHz(70.8 %) within the phase errors <TEX>${\pm}5^{\circ}$</TEX>. The measured return loss is found to be better than 12.4 dB and insertion loss is less than 1.2 dB over the operating frequency band.