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The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems Vol.24 No.2 pp.123-134
DOI : https://doi.org/10.12815/kits.2025.24.2.123
DOI : https://doi.org/10.12815/kits.2025.24.2.123
A Millimeter-Wave Ka-band Coupled Line Coupler for 5G Systems
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Abstract
This paper proposes an design and analysis of a Ka-band coupled line coupler operating in the 27–32 GHz frequency range. The proposed Ka-band coupler utilizes a coplanar waveguide with ground (CPWG) technology, which is suitable for millimeter-wave frequencies. This study focused on the theoretical analysis, design, and simulation of the CPWG-based Ka-band coupled line coupler. The key design parameters, including the line width, length, and gap distance, were optimized systematically to achieve the desired coupling ratio and operating frequency. The proposed coupler exhibited excellent coupling characteristics, rendering it suitable for 5G systems. Its compact size, low loss, and high isolation render it an appealing choice for integrated millimeter-wave circuitry.
5G 시스템을 위한 밀리미터파 Ka-밴드 결합선로 커플러
초록
본 논문에서는 27–32 GHz의 주파수 대역에서 동작하는 Ka-대역 결합선로 커플러에 대한 설계 및 해석을 제안한다. 제안된 Ka-대역 커플러는 밀리미터파 주파수에 적합한 구조인 접지 형 동평면 도파관(coplanar waveguide with ground, CPWG) 기술을 기반으로 하였다. 본 연구에 서는 CPWG 기반 Ka-대역 결합선로 커플러에 대한 이론적 해석, 설계 및 시뮬레이션을 중점적 으로 다룬다. 커플링 비율와 목표 동작 주파수 특성을 만족시키기 위해 선폭, 선로 길이 및 선 로 간 간격 등 주요 설계 변수들이 체계적으로 최적화되었다. 제안된 커플러는 우수한 결합 특성을 나타내며, 5G 시스템에 적합한 특성을 가진다. 소형화, 낮은 손실, 높은 격리도 특성으 로 인해 밀리미터파 집적 회로에 적합하다.
