Ka-Band용 Half-Height Waveguide 전력 합성기 설계

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본 논문에서는 half-height W/C(Waveguide)를 이용하여 Ka-band 대역의 위성통신용 전력합성기를 설계하였다. 낮은 삽입 손실과 포트간 아이솔레션 특성이 좋은 방향성 겨랗ㅂ기를 위성 통신용 전력합성기로서 채택하였다. half-height W/C를 이용하여 설계된 전력합성기는 full-height W/G를 사용하여 설계된 전력삽성기에 비하여 작은 부피와 무게를 가지기 때문에 크기와 무게면에서 많은 이점을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 FDTD(Finite-Difference Time-Domain)를 이용하여 half-height W/G 전력 합성기를 분석하고 설계 하였으며 full-height W/G로 구성된 전력 증폭기와 성능을 비교하였다. 또한 최적의 차수로 설계된 half-height 전력합성기를 제작하여 측정하였다. 설계된 half-height 전력합성기는 Ka-band 위성 통신용 대역(20.255~21.255 GHz)에서 삽입손실 0.3dB 이하, 반사손실 20 dB 이상, 포트간 분리도 20 dB 이상, 출력 포트간 위상차가 5$^{circ}$ 이내의 특성을 만족하도록 설계되었다.

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A half-height waveguide power combiner is designed and analyzed for Ka-band satellite application. The branch line directional coupler is utilized as a power combiner to achieve high port-to-port isolation and low insertion loss. The half height waveguide is adopted to reduce the volume and mass of a power combiner. In this paper a half height waveguide power combiner is designed and analyzed by FDTD and its performance is compared with that of a full-height waveguide power combiner. The designed half-height combiner having optimum order is manufactured and tested. The measurement shows that the designed half-height power combiner satisfies all the performance requirements (insertion loss less than 0.3 dB, reflection loss more than 20dB, port to port isolation more than 20 dB, and port to port phase difference within 5$^{circ}$) in the satellite communication frequency band of 20.255 GHz to 21.255 GHz.

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