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2전극 Mach-Zehnder 변조기를 이용한 광섬유 무선 시스템의 광대역 Balun 평가

전문가 제언: ○ 광섬유 무선(RoF) 시스템이 무선 통신 시스템에 광범위하게 이용되며, RoF 시스템은 전기/광(E/O)변환 전에 무선주파수(RF)입력, 광/전기(O/E) 변환 후에 RF를 출력하는데 이들 입출력 포트는 현재까지 주로 불평형계(unbalanced)가 이용되었다. 그러나 RF 회로분야 특히 휴대용 단말기에서는 평형(balanced) 시스템이 이용되어 최근에는 밀리파에서도 평형 시스템이 이용되고 있다.

○ RoF 시스템은 전자계 정밀 측정에 사용되는데, 전자계 측정용 안테나는 다이폴 안테나에 의해 평형 시스템의 RoF 시스템의 RF 포트를 가지고 있다. 이 평형 시스템 포트를 가진 기기를 RoF 시스템의 불평형계 RF 포트와 접속하기 위해서는 Balun이 필요하게 된다.

○ Balun은 balanced-to-unbalanced의 합성어로 수동 소자이다. 즉 평형시스템 신호를 불평형계 신호로, 불평형계 신호를 평형 시스템 신호로 변환하는 역할을 하며 평형 안테나에 불평형계 급전선(동축케이블)으로 급전할 때 사용한다. 불평형계 신호는 PCB와 같이 신호선의 아래쪽이나 양옆에 그라운드가 존재하는 신호이고 평형 시스템 신호는 동축케이블과 같이 중심의 신호선 주위를 그라운드가 둘러싸고 있는 신호이다.

○ 기존에 사용되던 300Ω의 TV용 피더는 평형 시스템으로 이 선로의 양쪽 도체에 흐르는 신호는 접지전위에 대해서 위상이 180° 차이가 나지만 같은 진폭으로 측정된다. 그러나 동축케이블의 내부 도체와 외부 도체는 달라 외부 도체 쪽은 전기적으로 접지 전위를 유지하는 반면 내부 도체는 일정한 크기의 진폭(송신신호)이 측정되는 불평형계이다.

○ 이 글에서는 2전극형 Mach-Zehnder 변조기(DD-MZM)를 이용하여 평형 시스템의 입력 불평형계의 출력을 가진 RoF 연계용 광대역 Balun을 제안하고 주로 혼합모드 S 파라미터를 이용하여 평가하였다. 이 자료가 향후 Balun 특성을 연구하는 데 주요한 자료로 활용되기를 기대한다.

저자: Shingo Tanaka, Noritaka Taguchi and Yasunori Atsumi
자료유형: 학술정보