Slot 폭의 조절을 이용하여 향상된 방향성을 갖는 CPW 방향성 결합기의 설계

본 논문에서는 finite-extent backed conductor를 가지는 CPW(Coplanar waveguide) 방향성 결합기에서, 방향성의향상을 위해 접지면과 전송선 사이의 slot 폭을 확장하는 보상구조를 제안하였다. 제안된 구조는 적절한 slot의 길이와 폭을 가질 경우, 결합기에서의 변화되는 정전용량과 추가된 인덕턴스로 인해 각 모드의 위상속도 차이가 없어지므로 우수한 방향성 특성을 갖게 한다. 제안된 보상구조를 이용하여 1 GHz를 중심주파수로 하는 finite-extent backed conductor를 가지는 CPW 방향성 결합기를 보통의 결합도를 갖는 6 dB 결합기와 높은 결합도를 갖는 3 dB 결합기 형태로 구현하였다. 설계된 CPW 방향성 결합기는 MoM(Method of Moments) 방식의 EM solver계산 결과, 중심주파수에서 목적하는 결합도를 가지면서 각각 55 dB와 58 dB의 우수한 방향성을 가지며, 정합특성 역시 우수하다. 측정결과는 계산결과와 매우 유사하며, 이를 통하여 제안된 보상구조의 유용성을 확인하였다.