단락 개방 Calibration 방법을 이용한 분포 정수 소자의 기생 소자 추출 및 대역 통과 필터에의 응용

Abstract

본 논문에서는 단락 개방 calibration(SOC) 방법을 이용하여 결함 접지 면을 갖는 전송 선로(DGS)와 short-circuited comb line section의 기생 소자 값들을 추출하였다. Microstrip 선로들로 구성된 단락, 개방, 분포 정수 소자의 산란 파라미터 행렬들은 전자기 시뮬레이터 및 벡터 네트웍 분석기를 이용하여 측정하였다. 제안된 구조의 전자기 영향들은 주파수 독립적인 소자들로 구성된 II형 또는 T형 등가 회로로 각각 표현하였고, 2 포트 네트웍 해석을 수행함으로써, 측정된 산란 파라미터들과 등가회로 소자들 간의 관계를 보였다. 또한, 2차 버터워스 프로토 타입을 갖는 2.4 GHz 대역 통과 필터 설계에 이를 적용하였다. 그 결과, 중심 주파수에서 측정된 <TEX>$S_{11}$</TEX>과 <TEX>$S_{21}$</TEX>은 각각 -20 dB, -1.3 dB 이고, <TEX>$0.5{\sim}5\;GHz$</TEX>에서 예상했던 결과와 5 % 이내의 오차를 보였다. In this paper, we extract the parasitic elements of the transmission line with the defected ground structure(DGS) and the short-circuited comb line section using the Short-Open Calibration(SOC). The scattering matrixes of short, open and the distributed elements in microstrip line are measured by full electro-magnetic(EM) simulator and Vector Network Analyser(VNA). The electro-magnetic effects of the proposed structures are considered by the II and T equivalent circuits with frequency independent elements, and the relations between the measured scattering parameters and the elements in the circuits are shown by performing 2 port network analysis. Moreover, to design the 2.4 GHz bandpass filter with second order butterworth prototype, the proposed methods are applied. As results, the measured <TEX>$S_{11}$</TEX> and <TEX>$S_{21}$</TEX> indicate -20 dB and -1.3 dB at center frequency, and these are shown within 5 % error compare to the predicted results at <TEX>$0.5{\sim}5\;GHz$</TEX>.