본 논문에서는 디지털 TV 중계기용 고출력 광대역의 3-Way 전력결합기를 설계.제작하였다. 대역폭 증가와 고출력을 동시에 이루기 위하여 Wilkinson 형태의 전력분배기를 채택하였다. 우선 Wilkinson 전력분배기를 균등(1 : 1) 및 비균등(2 : 1) 분배시켜, 동위상 4 포트 전력결합기를 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과에 따라서 두께 120 mil인 유전체 기판을 사용하여 제작된 전력결합기는 디지털 TV 중계기 주파수 470~806 MHz 대역에서 삽입손실 -6.53dB 이하, 반사계수 -13dB 이하, 포트 간 분리도 -15 dB 이하, 출력 포트 간 위상차가 13˚이하의 특성을 보였다. 새롭게 만든 전력결합기는 회로에서의 고 임피던스로 인한 마이크로스트립 선로 폭의 한계와 고출력의 경우 선로간의 상호작용으로 인한 전력의 손실 및 협대역의 문제를 동시에 개선이 가능함을 알 수 있었다. 나아가서, 제작된 3-Way 결합기의 삽입손실, 반사계수, 포트간의 분리도 및 위상차가 디지털 TV 중계주파수 470~806 MHz에서 양호한 특성을 나타내는 것을 확인함으로써 고출력 및 광대역화가 실현가능하다는 것을 알 수 있었다.

본 연구에서는 방향성 결합기의 특성과 PIN다이오드의 특성을 이용하여 가변 감쇠기를 구현하였다. 기존의 Even-Odd Mode해석법이 아닌 간단한 2-port 기법으로 감쇠기를 분석하였으며, 산란 파라미터는 결합포트의 종단 임피던스가 동일한 경우와 동일하지 않은 경우에 있어서의 감쇠기의 동작특성을 평가하였다. 방향성 결합기의 결합포트는 가변종단을 HP사의 전류제어 소자인 HSMP-3864 PIN다이오드를 사용하였다. 구현된 가변감쇠기는 PCS 송신주파수 1.9 GHz에서 감쇠 범위가 30 dB 이상, 삽입손실 5 dB 이하, 입·출력 반사계수 -25 dB 이하의 특성을 나타내었으며, 이는 PCS와 셀룰러 이동통신 기지국용 전력 증폭기를 온도 등과 같은 외부의 환경변화에 따라서 이득을 가변 시킬 수 있으며, 또한 증폭기의 선형성을 향상시킬 것으로 사료된다.

CATV(Cable Television)시스템용 집중정수형 방향성 결합기의 새로운 해석법을 제안하였다. 본 논문에서는 결합선로형 방향성결합기에 대한 우·기 모드 해석법을 변성기형 방향성 결합기에 적용하였다. 측정된 우·기 모드 반사계수만을 사용하여 구한 S-파라미터의 결과와 계산치를 비교함으로서 제안된 해석법의 타당성을 입증하고, 제안된 해석법을 적용하여 설계·제작한 신호분기기는 5 MHz ~ 4,000 MHz까지 광대역화 됨을 보였다.

CATV(Cable Television) 및 MATV(Master Antenna TV) 시스템용 신호분기기(Tap-Off)의 광대역설계법을 새로운 방법으로 제안한다. 먼저 결합선로형 방향성결합기의 이론을 도입하여 변성기형 방향성결합기에 적용하여 해석하였다. 제안한 해석방법의 타당성을 입증하기 위하여 시뮬레이션한 결과와 실험결과를 비교 검토하였고 전송선로의 임피던스를 매칭시켜 반사계수 20dB, isolation 25dB(5∼1600MHz)을 만족하는 신호분기기(14dB)의 광대역화(5∼2150MHz)를 실현하였다.

Abroad-band design method of a lumped-element 3 dB quadrature hybrid without magnetic coupling is proposed and discussed, where techniques of cascading fundamental hybrids via second-order delay equializers and adding matching sections are adopted. It is shown that the designed broad-band lumped-element 3 dB quadrature hybrid can be easily constructed and its bandwidth reaches up to 54%. Furthermore, the experiments have been carried out, the results of which agree with the theoretical ones, and hence, the validity of the broad-band design method proposed here was confirmed.