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2GHz 대역 초소형 Diplexer 설계

Design of the Miniaturized Diplexer at 2GHz Band

초록/요약

본 논문에서는 다층구조를 이용하여 초소형으로 설계 된 Diplexer 에 대해 소개한다. 제안한 Diplexer는 FDD를 이용하는 밴드 B2(1850-1990 MHZ)와 TDD를 이용하는 밴드 B40(2300-2400 MHz)을 동시에 통과시키는 초소형 Diplexer를 목표로 하고 있다. 제안한 Diplexer는 저주파 대역과 고주파 대역의 간격이 310MHz로 매우 근접하여 있다. 이러한 이유로 효율적인 설계를 위해 합성하였을 때 각 상대대역에 영향을 끼치지 않기 위해 전송영점을 최대한 상대 대역 차단주파수에 가져다 놓았다. 다층구조를 이용하기 전 구현이 어려움이 있는 한 쪽이 접지된 직렬 공진기의 경우 병렬 공진기로 등가화를 시켰다. 또한, 용량이 큰 소자 값을 줄이기 위해 파이-델타 등가회로를 이용하여 소자 값을 감소시켰다. 소자의 라인 등가화를 위해 사용한 구조의 크기에 따른 데이터를 확립하였다. 그리고 두 회로를 합성했을 때 회로간의 커플링을 줄이기 위한 방법을 제안한다. 최종 결과는 통과대역 내에서의 삽입손실은 두 대역 모두 1.5 dB 이하의 손실과 반사손실은 13 dB 이상의 반사손실을 가지며 두 대역의 격리도 특성은 19.5 dB 이상으로 설계 되었다. 또한, 최종 크기는 1.45 mm x 2.2 mm x 2.15 mm 이고 다층구조는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 공정 기술을 적용할 수 있도록 하였다. 본 결과는 현재 상용화된 diplexer의 성능과 크기를 만족하며, 제시된 설계기법으로 조직적으로 설계할 수 있다.

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