광대역 격리 특성을 위한 Comb 구조를 적용한 기판 집적 도파관 다단 윌킨슨 전력 분배기

Abstract

윌킨슨 전력 분배기는 우수한 격리 특성과 출력반사손실을 가지기 때문에 마이크로 및 밀리미터 웨이브 시스템에서 중요한 소자이다. 위상 배열 안테나 시스템에서 배열 간의 상호간의 커플링을 막아줄 수 있는 역할을 하는 윌킨슨 전력 분배기는 마이크로 스트립이나 CPW로 구현된다. 이러한 전력 분배기는 높은 주파수 대역에서 높은 삽입손실을 가지는데 이유는 주로 개방형 선로에 의한 방사 손실이 크기 때문이다. 높은 주파수 대역에서의 손실을 줄이기 위해 구형 도파관이 사용되지만 waveguide를 이용한 divider는 나쁜 격리특성을 가진다. 한편 기판 집적 도파관(SIW)는 마이크로스트립에 비해 낮은 삽입손실과 구형 도파관에 비해 낮은 가격과 작은 사이즈를 가지는 장점을 가지기 때문에 관심 받고 있다. 기판 집적 도파관을 이용한 T-junction, Y-juction 전력분배기가 제안되었다. 하지만 이러한 전력분배기는 격리 특성 혹은 출력 반사손실이 좋지 못한 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하는 예로 기판 집적 도파관 윌킨슨 전력 분배기가 제안되었으며 향상된 격리특성을 가진다. 제안된 윌킨슨 전력 분배기들은 transformer를 사용하기 때문에 좁은 대역을 가진다. 본 논문에서는 Comb-HMSIW를 사용하여 넓은 대역의 격리 특성을 만족하는 SIW 다단 윌킨슨 전력 분배기를 제안한다. 광대역 특성을 가지기 위해 multi-section wilkinson power divider로 설계하였으며 comb-HMSIW 구조를 사용하여 임피던스 변환기를 구현하였다. 제안된 Comb 구조를 적용한 제안된 전력 분배기는 위상 배열 시스템 급전 회로에 적용됨에 따라 낮은 삽입 손실과 우수한 격리도의 장점을 바탕으로 배열 안테나 간의 간섭을 줄임으로써 시스템의 특성 향상에 기여할 것으로 기대된다.