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JKIEES, vol. 30, no. 6, pp.445-451, June, 2019
DOI. http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2019.30.6.445

High-Power Water-Cooled RF Load 고출력 마이크로파 수냉식 RF Load 설계

허예림․이철언․박수연․최진주 Ye-Rim Heo․Cheol-Eon Lee․Su-Yeon Park․Ju-Yeong Kang․Jin Joo Choi
광운대학교 전자융합공학과(Department of Electronic Convergence Engineering, Kwangwoon University)

This paper presents the design of a water-cooled radio-frequency(RF) load with simple structure, for use in the ultrahigh-frequency (UHF) band. After establishing a formula to obtain the physical properties that affect RF matching, we measure the permittivity and tanδ(Loss tangent) of tap water. Because the temperature of tap water increases upon applying high power, we measure the permittivity and tanδ for all changes in the temperature of tap water. In order to reduce the length of the water-load, molybdate with high tanδ is mixed with tap water. The loss tangent of the mixture is found to be approximately 26 times higher than that of tap water. Finally, we manufacture a water-cooled RF load and measure its characteristics. A reflection coefficient of ?19 dB and bandwidth of 15 % is obtained at 460 MHz.

본 논문은 고출력 RF load 중 간단한 구조를 갖는 UHF 대역의 수냉식 RF load를 설계하였다. RF 정합에 영향을 주는물성을 얻기 위한 수식을 정립 후, load에 채어줄 수돗물의 유전율과 tanδ(Loss tangent)을 측정하였다. 또한, 높은 출력의전자파가 인가될 경우, 수돗물의 온도가 올라가기 때문에 온도의 변화에 따른 유전율과 tanδ의 변화도 측정하였다. Water-load의 길이를 줄이기 위해 molybdate를 수돗물과 혼합시켜 주어 농도에 따른 물성 변화도 측정하였다. 측정 결과, 일반 냉각수에 비해서 혼합물의 경우 tanδ 값이 약 26배 증가함을 확인하였다. 이를 바탕으로 수냉식 RF load를 제작하였고, 주파수 460 MHz에서 반사계수 -19 dB, 대역폭 15 %의 우수한 결과를 얻었다.

Keyword : Permittivity, Loss Tangent, Water-Cooled RF Load

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