THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. 216 Jan.; 27(1), 17. http://dx.doi.org/1.5515/kjkiees.216.27.1.1 ISSN 1226-3133 (Print)ISSN 2288-226X (Online) Switch 1.5 GHz Cavity Tunable Filter High Power Cavity Type Tunable Filter Using Switch for 1.5 GHz Band 안세훈 이민호 박종철 정계택 Sehoon AhnMinho LeeJongcheol ParkGyetaek Jeong 요약 1.5 GHz Cavity., Coupler,. 412.75 GHz 4 db, Coupler 4 db Coupling Value 55 db Coupling Isolation. 1,495.91,51.9 MHz Bypass Mode.88 db, 1,495.91,5.9 MHz Fil Mode 3.29 db 1,498.4 MHz 132 W 1 ms. Abstract In this paper, the tunable filter based on high power cavity using mechanical switch for 1.5 GHz band is presented. The LPF is inserted to eliminate the spurious wave, coupler is embeded to extract the output power, and then the tunable filter system is configured using mechanical switch. The LPF obtains attenuation over 4 db between 4 GHz and 12.75 GHz, Coupler is satisfied with coupling value 4 db and coupling isolation over 55 db. The tunable filter system using mechanical switch obtains insertion loss.88 db at bypass mode between 1,495.9 MHz and 1,51. 9 MHz, 3.29 db at fil mode between 1,495.9 MHz and 1,5.9 MHz. It is also satisfied with output power of 132 W at the center frequency 1,498.4 MHz, and switching time below 1 ms. Key words: Bandpass Filter, Low Pass Filter, Coupler, Tunable Filter, High Power Filter, Mechanical Switch. 서론,., [1].. [2]. 1.5 GHz LTE(Long Term Evolution). 1.5 GHz 4, 1.5 GHz (ATC) (148475). ()(Department of R&D Center, Wave-Tech Corp.) Manuscript received July 9, 215 ; Revised November 9, 215 ; Accepted November 2, 215. (ID No. 21579-9S) Corresponding Author: Gyetaek Jeong (e-mail : gtjeong@wave-tech.co.kr) c Copyright The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science. All Rights Reserved. 1
THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. vol. 27, no. 1, Jan. 216. [3]. Cavity.,, Cavity,, [4].,, MEMS.,,,,. MEMS,,,,, [5],[6]. SPDT(Sing Pole Double Throw),,,, PIMD [7] RF 2, Q Cavity.. 필터설계 Cavity Block Diagram 1,., Coupler. 1, 1 Genesys Circuit Simulation Tool. 그림 1. Fig. 1. Block diagram. 표 1. cavity Table 1. Target specifications of cavity based on high-power tunable filter. TX Bypass TX Fil 1 1,495.91,51.9 MHz 1,495.91,5.9 MHz 2 1.1 db max 5. db max 3.25 db max 2.2 db max 2-1 저역통과필터설계 (LPF : Low Pass Filter), [8]. Cavity (Channel Interference).., SIR(Stepped Impedance). SI 2. References [5] ( ) 2
Switch 1.5 GHz Cavity Tunable Filter 그림 2. Fig. 2. Equivalent circuit of low pass filter. 그림 4. Fig. 4. Low pass filter design. 그림 3. SI Fig. 3. Low pass filter of SI structure. ( ) Series L, ( ) Shunt C. 3 - SI.., T- ABCD Z (1), (2). -. tan sin (1) (2) 4 412.75 GHz EM Simulation, 5 EM Simulation. EM Simulation Tool CST MWS. 412.75 GHz S 21 4 db Cavity. S parameters [db] -2-4 -6-8 -1-12 2 4 6 8 1 12 14 Frequency [GHz] 그림 5. S-parameter EM Fig. 5. S-parameter EM simulation of low pass filter. 2-2 Coupler 설계 Coupler, (input) (through), (coupled out) 3 Port. Cavity Coupler EM 6. 3.,.8 mm,.35 mm, loss tangent.9 Teflon Microstrip 4 db coupler, loss tangent Air Type. 7 Coupler EM Simulation. Coupler 3
THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. vol. 27, no. 1, Jan. 216. LC (3) 그림 6. Coupler Fig. 6. Coupler design. S parameters [db] -1-2 -3-4 -5-6.8 1. 1.2 1.4 1.6 1.8 2. 2.2 Frequency [GHz] 그림 7. Coupler S-parameter EM Fig. 7. S-parameter EM simulation of coupler., 4 db Coupling Value 55 db Coupling Isolation. 2-3 대역통과필터설계 RF Cavity.,.,,. [9]. S31 S32 S33..,.., LC. L C, L C, LC, LC. Cavity Open, Short L, C Q, 8 Cavity. RX 7 2 Notch, TX Bypass 그림 8. Cavity Fig. 8. Equivalent circuit of cavity cylindrical resonator. (4) (5) 4
Switch 1.5 GHz Cavity Tunable Filter 그림 9. Bypass mode Fig. 9. Bypass mode simulation. S parameters [db] -2-4 -6-8 -1-12 -14-16 TX -18 RX Col 1 vs Col 4-2 14 142 144 146 148 15 152 154 156 158 Frequency [MHz] 그림 1. Fil mode Fig. 1. Fil mode simulation. mode 6 2 Notch 1 Pole Notch, TX Fil mode 4 2 Notch. 91 S-parameter, TX Fil mode,.8 db Circuit Simulation.. 필터의제작및측정결과. 1,495.9 1,51.9 MHz 1,495.91,5.9 MHz. 11 Cavity, Body. (a) (a) Filter top (b) (b) Controller 그림 11. Fig. 11. Fabricated frequency tunable filter. 11(a) TX Bypass TX Fil. 11(b) S parameters S parameters -1-2 -3-4 -5-6 S22-7 1485 149 1495 15 155 151 1515 152-1 -2-3 -4 Frequency [MHz] (a) TX Bypass mode (a) TX Bypass mode insertion loss -5 S22-6 149 1492 1494 1496 1498 15 152 154 156 158 Frequency [MHz] (b) TX Fil mode (b) TX Fil mode insertion loss 그림 12. Fig. 12. Measured insertion loss. 5
THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. vol. 27, no. 1, Jan. 216.. 1 ms.. 결론 그림 13. cavity Fig. 13. Output power of cavity based on high-power tunable filter., 5 V. 12 Cavity., TX Bypass mode.88 db, TX Fil mode 3.29 db, TX Bypass mode. TX Fil mode. 13, TX Fil mode 1,498.4 MHz 132 W(51.2 dbm) RF. 14 Indcator : 6 ms 그림 14. : 6 ms Fig. 14. Switching speed : 6 ms. Control : 24 V. Bypass mode 15 MHz, Fil mode 5 MHz,, Cavity., Coupler, PIMD. 1,495.91,51.9 MHz Bypass Mode.88 db, 1,495.91,5.9 MHz Fil Mode 3.29 db, 1,498.4 MHz 132 W 1 ms.. References [1] J. N. Eric, L. Juseop, P. Dimitrios, and J. C. William, "Extended passband bandstop filter cascade with continous.856.6 GHz coverage", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., pp. 21-29, Jan. 212. [2] Ji-Seon Ju, Sang-min Han, "Reconfigurable bandpass filter design with a wide frequency tuning range", Journal of Korean Institude of Information Technology, vol. 11, no. 6, pp. 63-68, Jun. 213. [3] (29), "3.9 ", 213 3. [4], " TE11-mode cavity bandpass filter ", 1998, 21(1), pp. 225-6
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