가변 슬로프파라미터를 이용한 Reconfigurable 능동 대역통과 여파기 설계
Design of a Reconfigurable Active Bandpass Filter Based on a Controllable Slope Parameter
- 주제(키워드) reconfigurable 대역통과 여파기 , reconfigurable filter , tunable filter
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 윤상원
- 발행년도 2012
- 학위수여년월 2012. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000047451
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작원 보호를 받습니다.
초록/요약
본 논문은 가변 슬로프 파라미터를 기반으로 한 중심 주파수와 대역폭을 가변시킬 수 있는 능동 reconfigurable 대역통과 여파기를 제안한다. reconfigurable 대역통과 여파기들에 대한 연구는 별로 없고, 중심주파수만이 변화하는 가변 대역통과 여파기에 대한 연구에 집중되었다. 최근 멀티밴드/멀티모드 단말기의 개발 필요성이 대두됨으로써 연구가 시작되었다고 볼 수 있다. 현재까지 제안된 reconfigurable 대역통과 여파기들은 완성도에 있어서 미진한 부분이 많은 결과들이며, 설계에 있어서도 대개 공진기간 결합 계수를 조절하여 통과대역의 대역폭을 조절하는 방법을 주로 사용하였다. 그러나 공진기간 결합 계수를 조절하여 여파기의 대역폭을 조절하는 방법은 좁은 대역폭 가변 범위를 갖는다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해, 공진기간 결합 계수를 조절하는 기존 여파기들과 달리, 공진기의 슬로프 파라미터를 조절함으로써 넓은 대역폭 가변 범위를 갖는 reconfigurable 대역통과 여파기를 제안한다. 슬로프 파라미터가 조절가능한 공진기는 인덕턴스와 캐패시턴스를 동시에 가변할 수 있는 공진기를 사용하여 구현한다. 또한 제안된 여파기는 가변 소자로서 바렉터 다이오드를 사용하여 중심주파수와 대역폭을 선형적으로 가변시킬 수 있다. 여파기의 대역폭과 중심 주파수를 동시에 가변하기 위해, 불가피하게 추가되는 바렉터 다이오드들로 말미암은 손실은 부성저항을 갖는 능동 캐패시턴스 회로를 적용하여 보상한다. 본 논문에서는 제안된 방법을 증명하기 위해, 2차 reconfigurable 대역통과 여파기를 설계 제작하였다. 제작된 여파기는 2 GHz에서 2.6 GHz까지 중심주파수가 600 MHz 가변되며, 2 GHz를 중심 주파수로 할 때 통과대역폭이 120 MHz에서 300 MHz, 2.15 GHz를 중심 주파수로 할 경우 통과대역폭이 160 MHz에서 350 MHz, 그리고 2.6 GHz를 중심 주파수로 할 때 통과대역폭이 160 MHz에서 350 MHz의 가변범위를 갖는다. 삽입손실은 전체 가변 범위에서 1.3 dB에서 2.8 dB까지의 값을 갖는다.
more초록/요약
In this thesis, reconfigurable active bandpass filter controlling both center frequencies and bandwidths is proposed based on a controllable slope parameter. In conventional reconfigurable bandpass filters, bandwidths of the filters can be adjusted by varying coupling coefficients between resonators. However, reconfigurable bandpass filters using the method have narrow tuning ranges of the bandwidth. To overcome this problem, reconfigurable bandpass filter with a wide tuning range is proposed using resonators with a controllable slope parameter. The resonators with the controllable slope parameter are achieved through the resonators controlling both the inductance and the capacitance. Moreover, both the bandwidth and the center frequency can be continuously changed using varactor diodes as the tuning elements. Loss resulting from varactor diodes added to control both the bandwidth and the center frequency of filter is compensated by applying active capacitance circuits with negative resistance. To demonstrate the effectiveness of the proposed method, this thesis describe the design and testing of a two-pole reconfigurable filter. The fabricated filter has tuning ranges in the center frequency of 2.0-2.6 GHz and 3 dB bandwidths of 120-300 MHz at 2 GHz, 127-598 MHz at 2.15 GHz, and 160-350 MHz at 2.6 GHz. The insertion loss of 1.3-2.8 dB over whole frequency ranges is shown.
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