KR0155273B1 - Phase shifting apparatus with the band pass filter function and method thereof - Google Patents

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KR0155273B1 KR1019950013079A KR19950013079A KR0155273B1 KR 0155273 B1 KR0155273 B1 KR 0155273B1 KR 1019950013079 A KR1019950013079 A KR 1019950013079A KR 19950013079 A KR19950013079 A KR 19950013079A KR 0155273 B1 KR0155273 B1 KR 0155273B1
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Abstract

본 발명은 대역 통과 필터링 기능을 겸비한 위상 변위 장치 및 방법을 공개한다. 그 장치는 마이크로파 신호를 입력하여 180°만큼 위상 변위 및 필터링을 수행하는 결합 전송 선로와, 필터링 만을 수행하는 π형 회로망과, 이를 선택적으로 수행하기 위한 제1선택단자와, 선택적으로 입력된 신호를 90°위상 변위시키는 교차 접합부와 이를 선택적으로 수행하는 제2선택단자와, 선택적으로 입력된 신호를 45°위상 변위시키는 지연 선로와, 이를 선택적으로 수행하기 위한 제3선택단자로 구성되어 필터링과 위상 변위를 동시에 수행에 수행하는 것을 특징으로 하고, 그러므로, 수동 소자의 적은량만으로 두가지 기능을 수행할 수 있어 제품의 원가절감과, 소형화의 효과가 있다.The present invention discloses a phase shift device and method with bandpass filtering. The device comprises a combined transmission line for inputting a microwave signal to perform phase shift and filtering by 180 °, a π-type network for performing filtering only, a first selection terminal for selectively performing this, and an optionally input signal. It consists of a cross junction to displace the 90 ° phase, a second selection terminal for selectively performing it, a delay line for shifting the selectively input signal to 45 ° phase, and a third selection terminal for selectively performing the filtering and phase. It is characterized in that the displacement is performed at the same time, and therefore, two functions can be performed with only a small amount of passive elements, resulting in cost reduction and miniaturization of the product.

Description

대역 필터 통과 필터 기능을 겸비한 위상 변위 장치 및 그 방법Phase shift device with bandpass filter and method

제1도는 본 발명에 의한 대역 통과 필터링 기능을 겸비한 위상 변위장치를 설명하기 위한 블럭도이다.1 is a block diagram illustrating a phase shift device having a band pass filtering function according to the present invention.

제2도는 제1도에 도시된 위상 변위장치의 필터링 및 위상 변위 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining a filtering and phase shifting method of the phase shift device shown in FIG.

제3도는 본 발명에 의한 위상 변위장치의 일실시예를 설명하기 위한 블럭도이다.3 is a block diagram illustrating an embodiment of a phase shift device according to the present invention.

제4도는 제3도에 도시된 교차 접합 선로의 크기를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the size of the cross-junction line shown in FIG.

본 발명은 레이다 송수신기의 경우, 레이다에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위한 위상 변위장치에 관한 것으로, 특히, 다른 시스템과의 영향을 최소화하기 위해 사용되는 대역통과 필터, 사용하는 신호의 대역만을 통과시키는 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift device for electronically controlling the direction of a beam emitted from a radar. In particular, the bandpass filter used to minimize the influence of other systems and the band of the signal to be used. The present invention relates to a phase shifting device having a function of passing a bay and a method thereof.

레이다에서 사용되는 위상변위기(Phase shifter)의 경우, 사용하는 대역폭이 광 대역(약 500㎒이상)이다. 그리고, 위상변위기는 대역내에서 삽입손실 및 위상의 에러가 매우 작아야 할 뿐만 아니라, 빠르게 위상을 변위시키고, 고전력에 사용될 수 있어야 하고, 가볍고 소형이며 수명이 길어야 한다.In the case of the phase shifter used in the radar, the bandwidth used is a wide band (about 500 MHz or more). In addition, the phase shifter must not only have very small insertion loss and phase error in the band, but also must be able to quickly shift the phase, be used for high power, and be light, compact, and have a long service life.

종래의 위상변위기는 지연 선(delay line)만을 사용하거나 반사 형태로만 제작되었다. 즉, 단일 구조로만 제작되어 위상 변위기의 크기에 한계가 있는 문제점이 있었다.Conventional phase shifters are manufactured using only delay lines or only reflective shapes. That is, there is a problem in that the size of the phase shifter is limited because it is manufactured only in a single structure.

또한 일반적으로 레이다 송수신 시스템에서 사용되는 위상 변위장치는 대역 통과 필터와 함께 사용되는데 이럴 경우, 별도의 필터가 필요하게 되어 안테나에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위한 시스템의 부품 수량이 증가하고, 그에 따라 가격 또한 증가되는 문제점이 있었다.In addition, the phase shifter generally used in a radar transmission and reception system is used with a band pass filter. In this case, a separate filter is required, so that the number of parts of the system for electronically controlling the direction of the beam emitted from the antenna increases. As a result, the price also increased.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 소정의 수동소자 만으로 구성되어 다양한 위상들을 변화시킬 수 있고 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a phase shifting device having only a predetermined passive element capable of changing various phases and having a function of a band pass filter in order to solve the conventional problems as described above.

본 발명의 다른 목적은 동시에 대역 통과 필터링 및 위상 변위하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for simultaneously bandpass filtering and phase shifting.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이다 송수신기의 경우, 안테나에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위하여 사용되는 위상 변위장치는 제1제어신호에 응답하여 입력한 마이크로파 신호에서 사용하는 대역만을 통과시키고, 위상을 제1소정 각도 만큼 변위시켜 출력하는 제1위상변위수단과, 상기 제1위상 변위수단과 같은 필터 특성을 가지면서 상기 제1제어신호에 응답하여 입력한 상기 마이크로파 신호의 위상을 변위시키지 않고 원하는 대역만 필터링하는 필터수단과, 상기 제1위상변위수단 또는 상기 필터수단에서 출력된 신호를 제2제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 제2소정각도 만큼 변위시켜 출력하는 제2위상변위수단과, 상기 제1위상변위수단 또는 상기 필터수단에서 출력된 상기 신호를 상기 제2제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 변위시키지 않고 단순히 전송하는 제1전송수단과, 상기 제2위상 변위수단 또는 상기 제1전송수단에서 출력된 신호를 제3제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 제3소정 각도 만큼 변위시켜 출력하는 제3위상변위수단과, 상기 제2위상 변위수단 또는 상기 제1전송수단에서 출력된 신호를 상기 제3제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 변위시키지 않고 단순히 전송하는 제2전송수단과, 및 상기 제1, 2, 3제어신호를 발생하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the radar transceiver of the present invention, a phase shift device used to electronically control the direction of a beam emitted from an antenna passes only a band used by an input microwave signal in response to a first control signal. First phase displacement means for displacing the phase by a first predetermined angle and outputting the same; and the phase of the microwave signal input in response to the first control signal while having the same filter characteristics as the first phase displacement means. A filter means for filtering only a desired band, and a second phase for inputting a signal output from the first phase displacement means or the filter means in response to a second control signal and displacing the phase by a second predetermined angle for output. The displacement means and the signal output from the first phase displacement means or the filter means in response to the second control signal. And a first transmission means for simply transmitting the phase without shifting the phase, a signal output from the second phase displacement means or the first transmission means in response to a third control signal, and inputting the phase to a third predetermined angle. A third phase shifting means for displacing and outputting the second phase shifting means, a second phase shifting means or a signal output from the first transmission means in response to the third control signal and simply transmitting the phase without shifting the phase; And transmission means and control means for generating the first, second, and third control signals.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이다 송수신기의 경우, 안테나에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위하여 사용되는 위상 변위장치의 필터링 및 위상 변위 방법은 제1소정각도 만큼 마이크로파 신호를 위상 변위 시킬 것인가를 판단하는 제1판단단계와, 상기 제1판단단계를 만족하면 상기 마이크로파 신호를 상기 제1소정각도만큼 위상 변위 시키고, 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 제1위상변위단계와, 상기 제1판단단계를 만족하지 않으면 상기 마이크로파 신호를 위상변위 없이 상기 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 필터링 단계와, 상기 제1위상 변위단계와 상기 필터링단계후에 제2소정각도 만큼 신호를 위상 변위 시킬 것인가를 판단하는 제2판단단계와, 상기 제2판단단계를 만족하면 상기 신호를 상기 제2소정각도 만큼 위상변위시키는 제2위상 변이단계와, 상기 제2판단단계를 만족하지 않거나 상기 제2위상 변위단계후에 상기 신호를 제3소정각도 만큼 위상변위 시킬 것인가를 판단하여 만족하지 않으면 위상 변위와 필터링을 종료하는 제3판단단계와, 및 상기 제3판단단계를 만족하면 상기 신호를 상기 제3소정 각도 만큼 위상 변위시키는 제3위상 변위단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the radar transceiver of the present invention, a filtering and phase shifting method of a phase shifting device used to electronically control the direction of a beam radiated from an antenna is used to phase shift a microwave signal by a first predetermined angle. A first phase shifting step of determining whether or not to perform the step, and a first phase shifting step of shifting the microwave signal by the first predetermined angle when the first determination step is satisfied, and filtering only a signal having a desired band; If the determination step is not satisfied, the filtering step of filtering the microwave signal only the signal of the desired band without phase shift, and after the first phase shift step and the filtering step to determine whether to phase shift the signal by a second predetermined angle If the second determination step and the second determination step is satisfied, the signal is converted into the second predetermined angle. If the second phase shifting step and the second judging step are not satisfied or the second phase shifting step is not satisfied after the second phase shifting step, the phase shifting and filtering are performed. And a third phase shifting step of terminating the signal, and a phase shifting step of shifting the signal by the third predetermined angle when the third judgment is satisfied.

제1도는 본 발명에 의한 대역 통과 필터링 기능을 겸비한 위상 변위 장치의 블럭도로서, 제1위상 변위부(100), 필터부(102), 제1스위치(104), 제2위상 변위부(106), 제1전송부(108), 제2스위치(105), 제3스위치(110), 제3위상 변위부(112), 제2전송부(114), 제4스위치(116), 제5스위치(118), 제6스위치(120) 및 제어부(122)로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram of a phase shift device having a band pass filtering function according to the present invention, and includes a first phase shift unit 100, a filter unit 102, a first switch 104, and a second phase shift unit 106. ), The first transmission unit 108, the second switch 105, the third switch 110, the third phase displacement unit 112, the second transmission unit 114, the fourth switch 116, the fifth The switch 118, the sixth switch 120, and the controller 122.

제2도는 본 발명에 의한 필터링 및 위상 변위를 동시에 수행하는 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.2 is a flowchart illustrating a method of simultaneously performing filtering and phase shift according to the present invention.

이하, 본 발명에 의한 대역 통과 필터링 기능을 겸비한 위상 변위장치 및 방법을 첨부한 도면들은 참조하여 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a phase shift device and a method having a band pass filtering function according to the present invention will be described in detail as follows.

레이다는 주로 수 ㎓(109㎐)대역의 마이크로파 신호를 사용하므로 마이크로 스트립(Micro Strip) 선을 이용하여 대역 통과 필터 기능을 갖는 위상 변위 장치를 설계할 수 있다.Radar mainly be ㎓ (10 9 ㎐) uses a microwave signal in the band, so it is possible to design the phase-shifting device having a band pass filter function with a microstrip (Micro Strip) line.

제1도에 도시된 입력단자 IN으로 마이크로파 신호가 입력되고, 입력된 마이크로파 신호는 제1스위치(104)에서 마이콤 같은 제어수단에 의해 구현되는 제어부(122)에서 발생되는 제1제어신호(X1)에 응답하여 선택적으로 제1위상 변위부(100)나 필터부(102)로 출력된다.The microwave signal is input to the input terminal IN shown in FIG. 1, and the input microwave signal is a first control signal (X 1 ) generated by the control unit 122 implemented by a control unit such as a microcomputer in the first switch 104. ) Is selectively output to the first phase displacement unit 100 or the filter unit 102.

즉 제어부(122)는 제1소정각도 만큼 위상을 변위시킬 것인가를 판단하여(제200단계), 위상 변위시키고자 할 경우에 제1스위치(104)를 윗쪽으로 하여 입력된 마이크로파 신호가 제1위상 변위부(100)로 입력되도록 하고, 위상 변위시키지 않고자 할 경우는 제1스위치(104)를 아래로 하여 필터부(102)로 마이크로파 신호를 출력시킨다. 즉, 제200단계를 만족하면 제1위상변위부(100)는 입력된 신호를 제1소정각도만큼 위상 변위시킴과 동시에 원하는 대역의 신호만을 필터링한다(제202단계). 여기서 제어부(122)에 입력되는 3비트의 선택선 S1, S2 및 S3에 의해서 출력신호 X1~X6까지의 제어신호들이 고 또는 저레벨로 선택된다.That is, the controller 122 determines whether to shift the phase by the first predetermined angle (step 200), and when the phase shift is to be performed, the microwave signal inputted with the first switch 104 upward is set to the first phase. If it is to be input to the displacement unit 100 and not to be phase-shifted, the microwave signal is output to the filter unit 102 with the first switch 104 down. That is, when the step 200 is satisfied, the first phase shift unit 100 phase shifts the input signal by the first predetermined angle and filters only signals of a desired band (step 202). Here, the control signals of the output signals X 1 to X 6 are selected to a high or low level by the 3-bit selection lines S1, S2, and S3 input to the controller 122.

한편, 제200단계를 만족하지 않으면 필터부(102)에 입력된 신호는 위상 변위되지 않고 원하는 대역의 신호만이 필터링 된다(제204단계).On the other hand, if the step 200 is not satisfied, the signal input to the filter unit 102 is not phase shifted and only a signal of a desired band is filtered (step 204).

제어부(122)에서 발생되는 제2제어신호(X2)에 의해 제2스위치(105)는 제1위상 변위부(100)나 필터부(102)로부터 출력되는 신호들을 선택적으로 입력하여 출력하고, 제3스위치(110)는 제3제어신호(X3)에 응답하여 제2스위치(105)로부터 출력되는 신호를 선택적으로 제2위상변위부(106)나 제1전송부(108)로 출력한다. 제1제어신호(X1)와 마찬가지로 제어부(122)는 제2스위치(105)로부터 출력되는 신호를 제2소정각도 만큼 위상 변위시킬 것인가를 판단하는(제206단계) 제3제어신호(X3)를 결정한다. 제2소정각도 만큼 위상 변위시키고자 할 경우는 제2스위치(105)로부터 출력되는 신호가 제2위상 변위부(106)로 입력되도록 제3스위치(110)가 윗쪽으로 향하고, 제2소정각도 만큼 위상 변위 시키지 않고자 할 경우는 제3스위치(110)가 아래로 향하여 제1전송부(108)로 입력된다. 제206단계를 만족하면 제2위상변위부(106)는 입력한 신호를 제2소정 각도 만큼 위상 변위시켜 제4스위치(116)로 출력하고(제208단계), 제206단계를 만족하지 않으면 제1전송부(108)에 입력된 신호는 단순히 제4스위치(116)로 전송된다.The second switch 105 selectively inputs and outputs signals output from the first phase shift unit 100 or the filter unit 102 by the second control signal X 2 generated by the controller 122. The third switch 110 selectively outputs a signal output from the second switch 105 to the second phase shift unit 106 or the first transmission unit 108 in response to the third control signal X 3 . . Similar to the first control signal (X 1), the control unit 122 is the second to the signal outputted from the switch 105 will be phase displaced by the second predetermined angle is determined (the step 206) to the third control signal (X 3 Is determined. In order to shift the phase by the second predetermined angle, the third switch 110 is directed upward so that the signal output from the second switch 105 is input to the second phase displacement part 106, and the second predetermined angle is adjusted. If the phase shift is not performed, the third switch 110 is input downward to the first transmission unit 108. If the step 206 is satisfied, the second phase shift unit 106 phase shifts the input signal by a second predetermined angle and outputs the result to the fourth switch 116 (step 208). The signal input to the first transmitter 108 is simply transmitted to the fourth switch 116.

제어부(122)는 제208단계후 또는 제206단계를 만족하지 않으면 제5제어신호(X5)를 제어하여 제3소정 각도 만큼 제4스위치(116)로부터 출력된 신호를 위상 변위시킬 것인가를 판단한다(제210단계). 제210단계를 만족하면 제어부(122)는 제5스위치(118)를 윗쪽으로 하여 제4스위치(116)로부터 출력되는 신호가 제3위상 변위부(112)로 입력되도록 하고, 제210단계를 만족하지 않으면 제5스위치(118)를 아래쪽으로 하여 제4스위치(116)로부터 출력되는 신호가 제2전송부(114)로 선택적으로 출력되도록 한다. 제3위상 변위부(112)에 입력된 신호는 제3소정 각도 만큼 위상 변위되고(제212단계), 제2전송부(114)에 입력된 신호는 단순히 제6스위치(120)로 전송된다.The controller 122 determines whether to phase shift the signal output from the fourth switch 116 by the third predetermined angle by controlling the fifth control signal X 5 after the step 208 or the step 206 is not satisfied. (Step 210). If the step 210 is satisfied, the controller 122 causes the signal output from the fourth switch 116 to be input to the third phase shifter 112 with the fifth switch 118 upward, and satisfies the step 210. Otherwise, the fifth switch 118 is turned downward to selectively output the signal output from the fourth switch 116 to the second transmission unit 114. The signal input to the third phase shifter 112 is phase shifted by a third predetermined angle (step 212), and the signal input to the second transmitter 114 is simply transmitted to the sixth switch 120.

제1도에 도시된 제1위상 변위부(100)와 필터부(102)의 필터 특성은 이상적으로 동일하고, 즉, 진폭특성이 동일하고, 위상만 반대가 되도록 구성되야 한다.The filter characteristics of the first phase shift portion 100 and the filter portion 102 shown in FIG. 1 are ideally identical, i.e., the amplitude characteristics are the same and only the phases are reversed.

제3도는 본 발명에 의한 위상 변위장치의 일실시예를 설명하기 위한 블럭도로서, 결합된 선로(Coupled line)(300), π형 회로망(302), 교차 접합 전송선로(Cross junction transmission line)(304), 기준 선로(306 및 310), 지연 선(Delayed line)(308) 및 제1~6스위치들(104, 105, 110, 116, 118 및 120)로 구성된다.3 is a block diagram illustrating an embodiment of a phase shifting device according to the present invention, and includes a coupled line 300, a π-type network 302, and a cross junction transmission line. 304, reference lines 306 and 310, delayed line 308, and first through sixth switches 104, 105, 110, 116, 118, and 120.

이하, 제3도를 참조하여 본 발명에 의한 위상 변위장치의 일실시예를 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a phase shift device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

상술한 제1, 2 및 3소정 각도는 각각 180°, 90°및 45°라 가정한다.It is assumed that the first, second and third predetermined angles described above are 180 degrees, 90 degrees and 45 degrees, respectively.

제3도에 도시된 결합된 선로(300)는 마이크로파의 필터로 많이 사용되는 것으로서, π형 회로망(302)과는 위상이 180°차이가 나고 진폭 특성을 동일하다.The combined line 300 shown in FIG. 3 is widely used as a microwave filter, and is 180 degrees out of phase with the π-type network 302 and has the same amplitude characteristics.

π형 회로망(302)은 세개의 수동 소자 Z1, Z2 및 Z3으로 구성되며, 각 수동 소자의 값을 가변하여 대역 통과 필터를 구현할 수 있다. 한편, 제1~6스위치들은 저전력의 시스템에서 이용되는 핀(PIN:P+ - Intrinsic Region - N+)다이오드를 이용한 단극 이중 통과(SPDT:Single Pole Double Thru 이하 SPDT)스위치로 디지탈 신호의 고/저 레벨의 신호만으로 스위치의 접속 방향을 제어할 수 있다.The π-type network 302 is composed of three passive elements Z1, Z2, and Z3, and may implement a band pass filter by varying the value of each passive element. On the other hand, the first to sixth switches are a single pole double thru (SPDT) switch using a pin (PIN: Intrinsic Region-N +) diode used in a low-power system, and a high / low level of the digital signal. You can control the connection direction of the switch only with the signal of.

제4도는 제3도에 도시된 교차 접합 선로(304)의 크기를 나타내는 도면으로, 임피던스는 31Ω이고, 횡측 및 종축의 길이는 각각 λ(파장)/2 및 λ/4 이다.4 is a diagram showing the size of the cross junction line 304 shown in FIG. 3, the impedance is 31 Ω, and the length of the lateral and vertical axes is lambda (wavelength) / 2 and lambda / 4, respectively.

제3도에 도시된 교차 접속 선로(304)는 제4도와 같이 실시되어 입력단자 IN으로 입력한 신호를 90°위상 변위시켜 출력단자 OUT로 출력한다. 기준 선로(306)의 경우, 9~12㎓ 대역의 X밴드에서, 유전율 εr=2.15, h=0.598, t=0.0018인 데플론(Teflon) 기판을 사용하여 제작할 경우, 50Ω 임피던스선은 약 73밀(단위 mil=1/1000인치) 정도가 되므로 75밀 전송선을 (3/4) λ길이가 되도록 한다.The cross connection line 304 shown in FIG. 3 is implemented as shown in FIG. 4 and outputs the signal input to the input terminal IN by 90 ° out of phase. In the case of the reference line 306, when fabricated using a Teflon substrate having permittivity ε r = 2.15, h = 0.598, and t = 0.0018 in the X band of the 9 to 12 GHz band, the 50 Ω impedance line is about 73 Since it is about a mil (unit mil = 1/1000 inch), make the 75 mil transmission line (3/4) λ long.

한편, 마지막 45°위상 변위단에서는 지연선(308)과 기준선(310)의 길이를 조절하여 45°의 위상변이를 시킨다. 길이에 의한 위상 변위는 다음 식(1)과 같이 된다.On the other hand, in the last 45 ° phase displacement stage, the phase shift of 45 ° by adjusting the length of the delay line 308 and the reference line 310. The phase shift by the length becomes as follows.

여기서 L1과 L2는 각각 기준선(310)과 지연선(308)의 길이를, f는 주파수, VP는 위상 속도를 나타낸다.Where L1 and L2 are the lengths of the reference line 310 and the delay line 308, respectively, f is frequency and V P is phase velocity.

식(1)에서 기준선(310)과 지연선(308)의 차이만큼 위상이 천이됨을 알 수 있다. 실제로 구현시에는 위상 변위장치의 크기가 가장 작아지도록 두 선의 길이를 설정한다.In Equation (1), it can be seen that the phase shifts by the difference between the reference line 310 and the delay line 308. In practice, the length of the two lines is set so that the size of the phase shifter is the smallest.

그러므로, 제1~6스위치가 모두 아래로 향하도록 제어부(122)가 제어할 경우, 제1도에 도시된 입력단자 IN으로 입력되는 마이크로파 신호는 위상 변위되지 않고 대역 통과 필터링만 되고, 각 스위치를 제어하여 본 발명에 의한 장치는 최대 315°에서 최소 45°까지 위상을 변위시킬 수 있으며, 본 발명에 의한 장치를 다수개 직렬로 접속하여 원하는 위상을 0~360°까지 다양하게 변위시킬 수 있다.Therefore, when the control unit 122 controls all of the first to sixth switches to face downward, the microwave signal inputted to the input terminal IN shown in FIG. 1 is only band pass filtering without phase shift, and each switch is By controlling, the device according to the present invention can displace the phase from a maximum of 315 ° to a minimum of 45 °, and a plurality of devices according to the present invention can be connected in series to variously displace the desired phase from 0 to 360 °.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 대역 통과 필터 기능을 겸비한 위상 변위장치 및 그 방법은 대역 통과 필터의 기능과 위상 변위의 기능을 동시에 수행할 수 있으므로, 레이다 송수신기의 안테나에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위한 시스템의 부품수를 줄일 수 있고, 가격은 낮출 수가 있으며, 어느 값으로나 위상을 변위시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the phase shift device and the method having the band pass filter function according to the present invention can simultaneously perform the function of the band pass filter and the phase shift, so that the direction of the beam emitted from the antenna of the radar transceiver The number of parts of the system for electronic control can be reduced, the cost can be lowered, and the phase can be shifted to any value.

Claims (9)

레이다 송수신기의 경우, 안테나에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위하여 사용되는 위상 변위장치에 있어서, 제1신호에 응답하여 입력한 마이크로파 신호에서 사용하는 대역만을 통과시키고, 위상을 제1소정 각도 만큼 변위시켜 출력하는 제1위상변위수단; 상기 제1위상 변위수단과 같은 필터 특성을 가지면서 상기 제1제어신호에 응답하여 입력한 상기 마이크로파 신호의 위상을 변위시키지 않고 원하는 대역만 필터링만 하는 필터수단; 상기 제1위상변위수단 또는 상기 필터수단에서 출력된 신호를 제2제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 제2소정각도 만큼 변위시켜 출력하는 제2위상변위수단; 상기 제1위상변위수단 또는 상기 필터수단에서 출력된 상기 신호를 상기 제2제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 변위시키지 않고 단순히 전송하는 제1전송수단; 상기 제2위상 변위수단 또는 상기 제1전송수단에서 출력된 신호를 제3제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 제3소정 각도 만큼 변위시켜 출력하는 제3위상 변위수단; 상기 제2위상 변위수단 또는 상기 제1전송수단에서 출력된 신호를 상기 제3제어신호에 응답하여 입력하고, 위상을 변위시키지 않고 단순히 전송하는 제2전송수단; 및 상기 제1, 2, 3제어신호를 발생하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.In the case of a radar transceiver, a phase shift device used to electronically control the direction of a beam radiated from an antenna, wherein only a band used by an input microwave signal is passed in response to a first signal, and the phase is determined by a first predetermined angle. A first phase shifting means for displacing and outputting the same; Filter means having the same filter characteristics as the first phase shifting means and filtering only a desired band without shifting a phase of the microwave signal input in response to the first control signal; Second phase shifting means for inputting a signal output from the first phase shifting means or the filter means in response to a second control signal, and shifting and outputting a phase by a second predetermined angle; First transmission means for inputting the signal output from the first phase shifting means or the filter means in response to the second control signal and simply transmitting the phase without shifting the phase; Third phase displacement means for inputting a signal output from the second phase displacement means or the first transmission means in response to a third control signal and displacing the phase by a third predetermined angle; Second transmission means for inputting the signal output from the second phase displacement means or the first transmission means in response to the third control signal and simply transmitting the phase without shifting the phase; And a control means for generating the first, second, and third control signals. 제1항에 있어서, 상기 위상 변위장치는 상기 제1제어신호에 응답하여 상기 마이크로파 신호를 상기 제1위상 변위수단이나 상기 필터수단으로 선택적으로 출력하는 제1선택수단; 상기 제2제어신호에 응답하여 상기 제1위상 변위수단이나 상기 필터수단에서 출력된 신호를 선택적으로 상기 제2위상 변위수단이나 상기 제1전송수단으로 출력하는 제2선택수단; 상기 제3제어신호에 응답하여 상기 제2위상 변위수단이나 상기 제1전송수단에서 출력된 신호를 선택적으로 상기 제3위상 변위수단이나 상기 제2전송수단으로 출력하는 제3선택수단; 및 상기 제어수단에서 발생되는 제4제어신호에 응답하여 상기 제3위상 변위수단이나 상기 제2전송수단으로부터 출력되는 신호를 선택적으로 출력하는 제4선택수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the phase shift device further comprises: first selection means for selectively outputting the microwave signal to the first phase shift means or the filter means in response to the first control signal; Second selection means for selectively outputting a signal output from the first phase displacement means or the filter means to the second phase displacement means or the first transmission means in response to the second control signal; Third selecting means for selectively outputting a signal output from the second phase displacement means or the first transmission means to the third phase displacement means or the second transmission means in response to the third control signal; And fourth selecting means for selectively outputting a signal output from the third phase displacement means or the second transmission means in response to a fourth control signal generated by the control means. Phase shifter with functions. 제1항에 있어서, 상기 제1위상 변위수단은 상기 제1소정각도의 값은 180°이고, 결합된 전송선로로 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.The phase shifting device as claimed in claim 1, wherein the first phase shifting means has a value of the first predetermined angle of 180 ° and can be implemented as a coupled transmission line. 제1항에 있어서, 상기 필터수단은 각 단자의 소자값을 변이시켜 상기 대역 통과 필터의 기능을 수행할 수 있는 파이(π)형 네트워크로 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.The method of claim 1, wherein the filter means may be implemented as a pi (π) type network capable of performing the function of the band pass filter by varying the element values of each terminal. Combined phase shifter. 제1항에 있어서, 상기 제2위상 변위수단은 상기 제2소정각도의 값이 90°이고, 임피던스가 31Ω이고, 교차된 부분의 횡측 및 종축의 길이가 각각 λ(파장)/2 및 λ/4인 교차 접합 전송선로로 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.The second phase shift means has a value of the second predetermined angle of 90 degrees, an impedance of 31 Ω, and a length of the transverse side and the longitudinal axis of the intersected portion is lambda (wavelength) / 2 and lambda /, respectively. A phase shifter having the function of a bandpass filter, which can be implemented as a four-junction crossover transmission line. 제1항에 있어서, 상기 제3위상 변위수단은 상기 제3소정각도의 값이 45°이고, 지연된 선으로 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.The phase shifting device as claimed in claim 1, wherein the third phase shifting means has a value of the third predetermined angle of 45 ° and can be implemented by a delayed line. 제1항에 있어서, 다수개의 상기 위상 변위장치가 직렬로 접속되어 상기 마이크로파 신호의 위상을 여러가지로 변위할 수 있는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터의 기능을 겸비한 위상 변위장치.2. The phase shifter as claimed in claim 1, wherein a plurality of said phase shifters are connected in series so that the phase of said microwave signal can be varied in various ways. 레이다 송수신기의 경우, 안테나에서 방사되는 빔의 방향을 전자적으로 제어하기 위하여 사용되는 위상 변위장치의 필터링 및 위상 변위 방법에 있어서, 제1소정각도 만큼 마이크로파 신호를 위상 변위 시킬 것인가를 판단하는 제1판단단계; 상기 제1판단단계를 만족하면 상기 마이크로파 신호를 상기 제1소정각도 만큼 위상 변위 시키고, 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 제1위상 변위단계; 상기 제1판단단계를 만족하지 않으면 상기 마이크로파 신호를 위상변위 없이 상기 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 필터링 단계; 상기 제1위상 변위단계와 상기 필터링단계후에 제2소정각도 만큼 신호를 위상 변위 시킬 것인가를 판단하는 제2판단단계; 상기 제2판단단계를 만족하면 상기 신호를 상기 제2소정각도 만큼 위상 변위시키는 제2위상 변이단계; 상기 제2판단단계를 만족하지 않거나 상기 제2위상 변위단계후에 상기 신호를 제3소정각도 만큼 위상변위 시킬 것인가를 판단하여 만족하지 않으면 위상 변위와 필터링을 종료하는 제3판단단계; 및 상기 제3판단단계를 만족하면 상기 신호를 상기 제3소정 각도 만큼 위상 변위시키는 제3위상 변위단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터링 및 위상 변이방법.In the case of a radar transceiver, in a filtering and phase shifting method of a phase shifting device used to electronically control the direction of a beam emitted from an antenna, a first decision is made to determine whether to phase shift a microwave signal by a first predetermined angle. step; A first phase shifting step of shifting the microwave signal by the first predetermined angle and filtering only a signal having a desired band when the first determining step is satisfied; Filtering the microwave signal only the signal of the desired band without phase shift if the first determination step is not satisfied; A second judging step of judging whether to shift the phase by a second predetermined angle after the first phase shifting step and the filtering step; A second phase shift step of phase shifting the signal by the second predetermined angle when the second determination step is satisfied; Determining whether to shift the signal by a third predetermined angle after the second phase shifting step or not after the second phase shifting step ends the phase shifting and filtering; And a third phase shifting step of phase shifting the signal by the third predetermined angle when the third determining step is satisfied. 제8항에 있어서, 상기 제1, 2 및 3소정각도는 각각 180°, 90°및 45°인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터링 및 위상 변위방법.9. The method of claim 8 wherein the first, second and third predetermined angles are 180 °, 90 ° and 45 °, respectively.
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