I-Laboratory 고주파회로교실 [ III. 분포 정수 회로 (Distributed Circuit) ] 1. 집중 정수와 분포 정수

I-Laboratory 고주파회로교실 ~ RFDH version ~
[ III. 분포 정수 회로 (Distributed Circuit) ]

3. Microstrip Circuit

혹시 실제로 마이크로스트립을 이용한 고주파 회로기판을 보신적이 있으신가요? 우리가 일상에서 쉽게 접할 수 있는 것으로, 위성방송수신장비인 BS, CS 컨버터(밑그림 참조) 안에 수십GHz의 신호를 다루는 실제 마이크로스트립 기판을 볼 수 가 있습니다. 만약 쓸모없게 되 버린 위성수신기가 있다면, 한번 분해해보시기 바랍니다. 내부에 있는 Amp, Filter, Mixer, 국부발진회로 등을 볼 수가 있지요.

<그림 3-3> BS 위성 수신 파라볼릭 안테나

분포정수회로에서는, 선로의 폭, 길이, 배치, 구조 등에 의해 여러 가지 소자와 회로를 형성할 수 있습니다. 즉 마이크로스트립 자체가 '회로'로서 사용되기도 한다는 것이죠. 여러 가지 형태의 마이크로스트립 소자나 회로로 어떤 것이 있는지 아래에 예를 들어보았습니다.

<그림 3-4> Microstrip Circuits

<각 회로의 간단한 설명>

(a) OPEN Stub (개방 스터브)
스터브(툭 튀어나온 모양 그자체를 일컫는 영어)의 길이 L＜ λ/4의 범위에서는 캐패시터로서,
λ/4＜ L＜λ/2 의 범위에서는 인덕터로서 동작합니다.

(b) SHORT Stub (단락 스터브)
스터브의 길이 L＜ λ/4 의 범위에서는 인덕터로서, λ/4＜L＜ λ/2 의 범위에서는 캐패시터로서 동작합니다. (open stub과 정 반대)

(c) Coupler (결합기)
신호의 분배, 모니터링 등 여러가지 곳에서 사용됩니다. 선로 간격으로 커플링(결합도) 양이 조절되며, 커플링되는 부분의 선로길이를 중심 주파수의 λ/4 로 한 것이 가장 기본적인 구성입니다.

(d) Hybrid (하이브리드)
신호전력의 배분과 합성에 사용됩니다. 다른 소자와 조합하여 여러가지 다른 기능의 회로를 구현할 수도 있습니다. (예 : PIN 다이오드와 조합하여 위상천이기로 구성가능) 　　

(e) Power Divider(Splitter), Combiner
신호의 배분(균등 또는 차등), 합성에 사용됩니다. 고출력을 얻기 위해 PA(전력증폭기)를 병렬 접속하는 경우에, 입력 신호의 분배와 출력 신호의 합성에 자주 사용됩니다.

(f) Parallel Coupler BPF
(c)의 Coupler를 여러개 연결한 형태로 구성되어 있습니다. 수GHz 이하의 낮은 주파수에서는 구조가 너무 커지기 때문에 그리 많이 사용되지는 않습니다.
(주파수가 높은 BS, CS컨버터 등 위성수신기의 기판으로는 종종 사용됩니다)

☆ 여기서 소개한 회로나 그 외의 여러가지 회로의 해설은 단원 Ⅳ를 참조하시기 바랍니다 ☆

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