목차
1. 집중 정수와 분포 정수
2. Microstrip Line
3. Microstrip Circuit 
4. 집중 정수 부품(Chip Component)의 한계 

5. 집중 정수 회로와 분포 정수 회로의 특성 비교

이번 단원의 마지막으로, 집중정수회로와 분포정수회로의 특성을 비교해볼까요? 비교대상으로서 구성이 단순한 회로인 BEF (Band Elimination Filter)를 사용해보겠습니다. 이것은 특정 주파수만 통과하지 못하도록 차단하는 기능을 하게 됩니다. 집중정수와 분포정수의 BEF 회로를 <그림 3-11>에 나타내었습니다. (a)의 회로는 단순한 직렬공진회로이므로 특별한 설명은 필요없을 것 같습니다. 그런데, (b)의 분포정수회로인데, Open stub의 길이는 중심주파수에 대해 λ/4 로 설정되어 있습니다. 이 때문에 중심주파수(fo)에 대해 stub의 끝에서는 전압의 진폭이 최대가 되고, stub의 시작부에서는 전압의 진폭은 0이 됩니다. fo 에 대해 stub이 마치 GND처럼 동작하기 때문에, BEF처럼 작용합니다.

자, 그럼 이제 각 회로의 통과특성을 보도록 하지요. 집중정수회로의 경우의 특성은 <그림 3-12>에, 분포정수회로의 특성은 <그림 3-13>에 나타내었습니다. 중심주파수 fo = 500MHz 로 설계되어 있으며, 집중정수는 기생성분이 고려되어 있습니다. 분포정수는 500MHz로 90° 의 전기장 길이(λ/4 )를 가지는 이상적인 open stub으로 시뮬레이션한 결과입니다.
[주] 기생 성분의 값은, 바로 전의 Ⅲ－4에서 사용한 값을 설정했습니다.

 <그림 3－11> BEF 회로

 <그림 3－12> 집중정수 BEF 통과특성 ①

 <그림 3－13> 분포정수 BEF 통과특성 ①

<그림 3-12>의 집중정수회로는 500MHz인 곳에서만 BEF 특성을 나타내고 있습니다. 한편, <그림 3-13>의 분포정수회로는 2GHz까지의 범위에서 500MHz와 1500MHz에서 BEF 특성을 볼 수 있습니다. <그림 3-13>을 보면, 1GHz 마다 같은 특성이 반복되고 있는 것을 볼 수 있지요? 그렇다면 분포정수의 회로 결과만 5GHz까지 다시 봅시다. 시뮬레이션 결과를 <그림 3-14>에 나타내었습니다.

 <그림 3－14> 분포정수 BEF 통과특성 ②

1GHz마다 깔끔하게 BEF의 특성을 반복하고 있습니다. 왜일까요?
500MHz에서 만들어진 λ/4 의 open stub은, 1500MHz에서는 3λ/4 에 해당합니다. 즉 1500MHz에서도 Stub 시작점의 전압진폭은 0이라는 뜻입니다. 이것은 2500MHz에서도, 3500MHz에서도 마찬가지입니다. 이런 이유들로 인해, 분포정수회로를 설계하는 경우에는 사용주파수의 3배정도의 주파수 특성까지는 확인해볼 필요가 있습니다. 그와 함께 집중정수로도 5GHz까지의 결과를 보도록 하겠습니다.

 <그림 3－15> 집중정수 BEF 통과특성 ②

불과 5GHz 부근에서만 야악간 기생성분의 영향이 나타나고 있습니다. 이를 통해 집중정수 회로는 그 주파수에서만 특성을 나타내는 반면, 분포정수회로는 그 구조적 특성으로 인해 주기적인 주파수 특성을 가진다는 점을 알 수 있습니다.

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