플라즈마 및 전기전자공학 16

Mode convertor(TE10 → TEM)

Mode converter는 전자기파의 전파 경로에서 한 모드에서 다른 모드로 변환하는 장치입니다. 도파관이나 광섬유 시스템에서 특정 모드가 원하는 주파수 대역이나 전파 특성을 제공하지 않을 때 모드 변환기를 사용하여 원하는 모드로 변환할 수 있습니다. 모드 변환기는 다양한 설계와 원리를 기반으로 작동합니다.Mode Convertor의 주요 유형 및 원리위상 매칭 변환기 (Phase Matching Convertor):원리: 위상 매칭을 통해 한 모드의 전기장과 자기장을 다른 모드의 전기장과 자기장으로 변환합니다.특징: 주파수와 파장에 따라 설계되며, 주로 주파수 선택적인 변환에 사용됩니다.응용: 마이크로파 도파관 시스템에서 TE10 모드를 TE20 모드로 변환하는 경우 등.형상 변환기 (Shape Co..

전자기파의 모드와 Transverse mode

전자기파의 모드는 도파관 내에서 전자기파가 어떻게 전파되는지를 설명하고 분석하기 위해 도입되었습니다. 이는 전자기파의 분포와 전파 특성을 이해하고 제어하는 데 있어 중요한 개념입니다. 전자기파의 모드 도입 이유를 더 구체적으로 설명하면 다음과 같습니다.1. 전파 특성 분석도파관 내에서 전자기파가 어떻게 전파되는지를 분석하기 위해 모드 개념이 도입되었습니다. 도파관의 구조와 크기에 따라 전자기파는 다양한 형태로 전파될 수 있으며, 이를 모드로 분류하여 이해할 수 있습니다.2. 주파수 및 전파 방향 제어모드는 도파관 내에서 전파되는 전자기파의 주파수와 전파 방향을 제어하는 데 중요한 역할을 합니다. 특정 모드는 특정 주파수 대역에서만 전파될 수 있으며, 이를 통해 원하는 주파수 대역을 선택하고 제어할 수 있..

Guided Wavelength와 3 stub tuner(WR284 WR340 2.45GHz)

3-stub tuner를 도파관에 배치할 때, guided wavelength의 길고 짧음은 특정 응용과 요구사항에 따라 다르게 유리할 수 있습니다. 일반적으로 3-stub tuner는 도파관의 임피던스를 조정하고 정재파비(SWR)를 최소화하기 위해 사용됩니다. 아래는 guided wavelength가 긴 경우와 짧은 경우 각각의 장단점을 설명합니다.Guided Wavelength가 긴 경우정밀 조정이 용이: Guided wavelength가 길면 stub 간의 거리가 길어지므로, 각 stub를 이동시키며 임피던스를 조정할 때 더 정밀하게 튜닝할 수 있습니다. 이는 특히 저주파 응용에서 유리합니다.큰 물리적 공간 필요: 도파관 내에서 stub 간의 거리가 멀어지므로, 3-stub tuner를 배치하기 위..

도파관의 Guided wavelength(WR284 도파관 예시)

WR284 도파관은 직사각형 파동 가이드(rectangular waveguide)로, 주로 마이크로파 및 RF 신호 전송에 사용됩니다. 도파관에서의 guided wavelength (λ_g)는 전자기파가 도파관 내부를 전파할 때, 그 경로와 특성에 따라 달라집니다.도파관에서의 Guided Wavelength도파관에서의 guided wavelength는 자유 공간에서의 파장( $\lambda_g​$ )과 도파관의 cutoff wavelength( $\lambda_c$​ )에 의해 결정됩니다. 일반적으로 다음 공식으로 구할 수 있습니다: $$\lambda_g = \frac{\lambda_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{\lambda_0}{\lambda_c}\right)^2}}$$​​여기서:$\l..

도파관 엘보의 제작

도파관의 90도 엘보를 제작할 때 주의해야 할 점은 여러 가지가 있습니다. 주요한 주의사항을 아래에 정리해 보았습니다: 1.정밀한 치수 관리: •도파관의 치수는 전자파 전송 성능에 큰 영향을 미치기 때문에 정밀하게 제작해야 합니다. 특히 90도 엘보의 각도와 내부 곡률 반경이 정확해야 합니다. 2.곡률 반경: •도파관의 90도 엘보는 내부의 곡률 반경이 충분히 커야 전송 손실을 최소화할 수 있습니다. 곡률 반경이 너무 작으면 반사와 전송 손실이 증가할 수 있습니다. 3.도파관의 매칭: •엘보 부분이 다른 직선 도파관과 매칭될 때 임피던스가 잘 맞아야 합니다. 매칭이 잘못되면 반사 손실이 커질 수 있습니다. 4.재료 선택: •도파관 제작에 사용하는 재료는 전도성과 기계적 강도가 높아야 합니다. 일반적으로 ..

WR284, WR340, N, DIN 규격과 최대 Power

WR284 (웨이브가이드) •주파수 범위: 2.6 GHz ~ 3.95 GHz •치수: 내부 치수 2.84인치 x 1.34인치 •용도: S-밴드 애플리케이션, 레이더 시스템 및 일부 통신 시스템에 주로 사용 •특징: 중간 크기의 웨이브가이드로, 전력 처리 능력과 주파수 범위 사이에서 좋은 균형을 제공 WR340 (웨이브가이드) •주파수 범위: 2.2 GHz ~ 3.3 GHz •치수: 내부 치수 3.40인치 x 1.70인치 •용도: 일반적으로 C-밴드 레이더 시스템 및 통신 링크에 사용 •특징: 더 낮은 주파수와 좋은 전력 처리 능력을 허용하는 더 큰 웨이브가이드 N 커넥터 •유형: 동축 RF 커넥터 •주파수 범위: 최대 11 GHz (표준 버전); 고성능 버전은 최대 18 GHz까지 가능 •용도: 무선 통..

Circulator and Isolator

서큘레이터(Circulator)와 아이솔레이터(Isolator)는 주로 마이크로파 및 RF(Radio Frequency) 시스템에서 사용되는 두 가지 중요한 패시브 소자입니다. 이 둘의 주요 차이점과 특성을 설명하겠습니다. 서큘레이터(Circulator) 1. 정의: 서큘레이터는 다수의 포트를 가지며, 신호를 한 방향으로만 순환시키는 소자입니다. 2. 포트 수: 일반적으로 3포트 또는 4포트 형태로 제공됩니다. 3. 동작 원리: 입력된 신호는 인접한 다음 포트로 전달되며, 한 방향으로만 흐릅니다. 예를 들어, 3포트 서큘레이터의 경우, 포트 1로 들어간 신호는 포트 2로 나가고, 포트 2로 들어간 신호는 포트 3으로 나가며, 포트 3로 들어간 신호는 포트 1로 나갑니다. 4. 용도: 주로 송신기와 수신기..

스미스 차트란?

스미스 차트(Smith Chart)는 주로 고주파 회로와 전자기학 분야에서 사용되는 그래프 도구입니다. 이 차트는 복소 임피던스와 반사 계수를 시각적으로 표현하는 데 매우 유용합니다. 스미스 차트는 원형 그래프로, 임피던스 또는 어드미턴스의 변화에 따라 그래프 위에서 위치를 표현할 수 있게 합니다. 다음은 스미스 차트의 주요 구성 요소와 사용 방법에 대한 설명입니다.스미스 차트의 주요 구성 요소임피던스 서클 (Impedance Circles):차트의 수평 중심선은 실수 임피던스 (저항) 값에 해당하며, 수직 중심선은 허수 임피던스 (리액턴스) 값에 해당합니다.동일한 실수 임피던스를 가지는 점들을 연결한 원들이 차트 위에 그려져 있습니다.어드미턴스 서클 (Admittance Circles):임피던스의 역수..

무손실 전송선로와 손실 전송선로

무손실 전송선로(Lossless Transmission Line)는 실제로 저항과 유전체 손실이 없는 이상적인 전송선로를 말합니다. 이 전송선로는 신호를 전송하는 동안 에너지를 잃지 않으며, 주로 고주파 신호를 전송할 때 사용되는 개념입니다. 무손실 전송선로의 특성과 주요 개념을 설명하겠습니다.무손실 전송선로의 특성무손실 전송선로에서는 저항($R$)과 컨덕턴스($G$)가 0으로 가정됩니다. 따라서 무손실 전송선로의 특성은 다음과 같이 요약될 수 있습니다:저항( $R$ ) = 0컨덕턴스( $G$ ) = 0주요 파라미터무손실 전송선로의 주요 파라미터는 다음과 같습니다:1. 특성 임피던스 ($Z_0$​)무손실 전송선로의 특성 임피던스는 다음과 같이 정의됩니다:$Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$여기..

전송선 이론과 특성 임피던스

전송선 이론은 장거리 전도체를 통해 전기 신호가 전파되는 방식을 이해하는 데 필수적이며, 주로 통신, 전력 분배 및 고속 디지털 회로에 사용됩니다. 다음은 이 이론에 대한 포괄적인 설명입니다:기본 개념전송선 기본:신호의 파장에 비해 회로가 매우 길어 전압 및 전류의 분포가 전송선 상에 위치에 따라서 다르게 나타납니다. 아래 그림이 전송선 이론의 개념을 잘 나타냅니다.  분포 파라미터:단순 회로가 집합된 파라미터(저항, 인덕턴스, 커패시턴스, 도전성)를 사용하는 것과 달리, 전송선은 분포 파라미터를 사용하여 분석됩니다.이 파라미터는 선의 길이에 따라 분포되며 다음을 포함합니다:R (단위 길이당 저항): 도체의 저항으로 인한 전력 손실을 야기합니다.L (단위 길이당 인덕턴스): 도체 주변에 형성된 자기장을 ..