대 면적 기판 집적 PDN의 위상차 문제를 제거하기 위한 유전체 나사를 이용한 가변 기판 집적 도파관

Abstract

본 논문에서는 대 면적 기판 집적 도파관 전력 분배 네트워크(Substrate Integrated Waveguide Power Distribution Network: SIW PDN)의 출력 단자 간 위상차를 제거하기 위해 유전체 나사를 적용한 가변 기판 집적 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide)을 제안한다. 본 제안 구조는 가변 기판 집적 도파관에 비 도금된 비아 홀에 부분적으로 유전체 나사를 삽입하여 S-parameter의 크기에 거의 영향을 주지 않고 위상 천이를 이룬다. 이로써, 유전체 나사가 삽입되지 않은 가변 기판 집적 도파관이 적용된 대 면적 SIW PDN(<TEX>$370\;mm{\times}195\;mm$</TEX>)의 측정된 <TEX>${\pm}33.9^{\circ}$</TEX>의 위상 차이가 본 제안 구조를 통하여 <TEX>${\pm}4.65^{\circ}$</TEX>까지 크게 감소되었다. 본 논문에서 제안된 유전체 나사를 이용한 가변 SIW는 향후 초경량, 고성능 기판 집적 위상 배열 시스템 및 대 면적 SIW 회로 응용에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. In this paper, we propose a tunable SIW(Substrate Integrated Waveguide) using dielectric screws for eliminating the phase imbalance of large size power distribution networks(PDN). Alumina screws partially inserted into several through holes of the tunable SIW section effectively change the phase shift without S-parameter degradation. <TEX>${\pm}33.9^{\circ}$</TEX> measured phase imbalance of a large conventional 9 GHz SIW-PDN of <TEX>$370\;mm{\times}195\;mm$</TEX> size has been greatly reduced to <TEX>${\pm}4.65^{\circ}$</TEX>. We expect that the proposed tunable SIW plays an important role for a light-weight, high performance substrate integrated phased array system(Si-PAS) and large size SIW circuit applications.