Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Experimental Extraction of Effective Permittivity on the Structures of Coplanar Waveguides

코프래너 도파로 구조에서 S-파라메터를 이용한 유효유전상수 실험적 도출

  • 지용 (서강대학교 공과대학 전자공학과)
  • Published : 2004.11.01
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Abstract

This paper proposed a very simple method of extracting an effective permittivity from the data of scattering parameters measured on the transmission line of coplanar waveguides in the frequency range of microwave or millimeter waves. This is an extracting method of an effective permittivity $\varepsilon$$_{eff}$ in the case of $\beta$$\ell$ =n$\pi$ (n=integer), where the value of S$_{11}$ changes abruptly following the operating frequency. The experimental value of the effective permittivity $\varepsilon$$_{eff}$ on a dielectric substrate of Rogers 4003$^{TM}$ material of $\varepsilon$$_{r}$ =3.38 showed the value of 2.042, which differs in the error of -3.4% to 8% from those calculated from the previously reported formulae. This result showed that the measurement method was very simple, as well as applied directly to the fabricated circuit patterns, even though the circuit patterns might be complicated or on the substrate of different dielectric materials.s.als.

본 논문에서는 초고주파나 밀리미터파 대역에서 코프래너 도파로 구조로부터 S-파라메타를 이용하여 유효유전상수를 도출하는 간단한 방법을 제시하였다. 이 방법은 특성임피던스 Z/sub o/와 전송선 길이 ℓ로 주어진 전송선이 주파수가 변화함에 따라 나타나는 S/sub 11/ 값으로부터 βℓ =nπ 에서 극한적으로 바뀌는 것을 이용하여 유효유전상수 ε/sub eff/를 도출하는 기법이다. ε/sub r/=3.38의 Rogers 4003/sup TM/ 기판 위에서 실험적으로 얻어진 유효유전상수 값은 2.042로 나타났으며, 기존의 공식으로부터 얻어진 ε/sub eff/ 값은 -3.4%에서 8% 범위의 오차를 보여 주었다. 코프래너 도파로 구조의 유효유전상수 값이 간단한 측정 방법으로 뿐만 아니라 제작된 회로 구조 위에서 직접 측정될 수 있어, 복잡한 회로 구조를 지닌 다른 유전체 재질의 기판 위에서도 측정이 보다 정확하고 간단하게 이루어 질 수 있음을 보여 주었다.

Keywords

References

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