Journal of the Microelectronics and Packaging Society (마이크로전자및패키징학회지)

The Korean Microelectronics and Packaging Society (한국마이크로전자및패키징학회)
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Error Analysis for Microwave Permittivity Measurement using Post Resonator Method

Post Resonator 방법에 의한 마이크로파 유전율 측정에서의 오차 분석

  • Cho, Mun-Seong (Department of Electronic Engineering, Korea National University of Transportation) ;
  • Lim, Donggun (Department of Electronic Engineering, Korea National University of Transportation) ;
  • Park, Jae-Hwan (Department of Electronic Engineering, Korea National University of Transportation) ;
  • Park, Jae-Gwan (Nanophotonics Research Center, Korea Institute of Science and Technology)
  • 조문성 (한국교통대학교 전자공학과) ;
  • 임동건 (한국교통대학교 전자공학과) ;
  • 박재환 (한국교통대학교 전자공학과) ;
  • 박재관 (한국과학기술연구원 나노포토닉스연구센터)
  • Received : 2012.08.22
  • Accepted : 2012.09.22
  • Published : 2012.09.30
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Abstract

Errors of relative permittivity calculation caused by the variation of sample aspect ratio (diameter/height) and measuring geometry were analyzed by computer simulation and measurement. Firstly, the $S_{21}$ spectrum of the sample (permittivity 38) was simulated in the post resonator measuring apparatus by HFSS simulation. Then, the relative permittivity was calculated from the $TE_{011}$ mode resonant frequency. The relative permittivity varied by ca. 0.3% with sample aspect ratio variation (D/H=0.8~1.6). The relative permittivity varied by ca. 1~10% when the 1~10% of air-gap was introduced in between the dielectric disk and upper conductor. All the simulation results showed consistent tendency with real measurement.

마이크로파 유전체의 비유전율 측정에 널리 사용되고 있는 post resonator 기법에서 시편의 형상과 기구물의 편차 등에 의해서 발생하는 비유전율 계산의 오차요인에 대해 시뮬레이션과 시편 실측을 통해 분석하였다. HFSS 시뮬레이션을 통하여 post resonator 측정 기구물에 놓여진 유전체(유전율 38) 디스크의 $S_{21}$ 파라메터 스펙트럼을 계산하고 $TE_{011}$ 모드 공진주파수로부터 비유전율을 계산하였다. 시편의 형상비(직경D/높이H)가 0.8~1.6 사이로 변화함에 따라 계산되는 비유전율 값의 오차는 약 0.3% 이내로 미미하였다. 시편과 상하부 도체 사이에 1~10% 정도의 공극이 존재할 경우, 비유 전율은 1~10% 정도의 높은 수준으로 오차가 발생하였다. 시편이 중심부에서 벗어나서 위치하는 것은 비유전율 측정에 오차를 유발하지 않았다. 이러한 시뮬레이션 결과는 제작 샘플의 실제 측정을 통해 유사한 경향성을 확인하였다.

Keywords

References

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