KR0164348B1 - 방향성 결합기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

방향성 결합기

제1도는 종래 기술에 의한 방향성 결합기의 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 방향성 결합기의 단면도.

제3도는 제1도에 따른 방향성 결합기에서 짝수모드 일때의 E-필드 분포도.

제4도는 제1도에 따른 방향성 결합기에서 짝수모드 일때의 캐패시턴스 분포도.

제5도는 제1도에 따른 방향성 결합기에서 홀수모드 일때의 E-필드 분포도.

제6도는 제1도에 따른 방향성 결합기에서 홀수모드 일때의 캐패시턴스 분포도.

제7도는 제2도에 따른 방향성 결합기에서 짝수모드 일때의 E-필드 분포도.

제8도는 제2도에 따른 방향성 결합기에서 홀수모드 일때의 E-필드 분포도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 테프론 기판 W : 결합선로의 폭

S : 결합선로의 갭

본 발명은 방향성 결합기에 관한 것으로, 특히 RF(Radio Frequency) 시스템을 구성하는 전압제어 감쇠기, 밸런스 증폭기, 밸런스 혼합기, 및 위상 시프터 등에 채용되어 있는 3-dB 방향성 결합기 선로의 폭과 갭을 설계자에 필요에 따라 가변시킬 수 있는 방향성 결합기에 관한 것이다.

일반적으로 3-dB 방향성 결합기는 그 특성이 결합선로의 짝수모드 임피던스(Zoe)와 홀수모드 임피던시(Zoo)의 값에 따라 결정된다. 이때, 결정되는 짝수모드 임피던스(Zoe)와 홀수모드 임피던스(Zoo)는 상기 3-dB 방향성 결합기의 결합선로를 구성하는 폭과 갭에 따라 변동된다. 종래 기술에 의한 3-dB 방향성 결합기의 단면도는 제1도에 도시되어 있는 바, 선택모드가 짝수모드와 홀수모드 일때의 E-필드 분포도는 제3도 및 제5도에 각각 도시되어 있고, 캐패시턴스 분포도는 제4도 및 제5도에 도시되어 있다. 상기 3-dB 방향성 결합기의 결합인수(C')는 다음 〈식1〉에 기술되어 있다.

또한, Zoe와 Zoo의 관계식은 다음 〈식2〉와 같다.

상기 〈식1〉,〈식2〉에서 Zoe와 Zoo를 구하면 다음 〈식3〉과 같다.

이때, 짝수모드 캐패시턴스(Ce)와 홀수모드 캐패시턴스(Co)는 제4도 및 제6도에 의하여 다음 〈식4〉,〈식5〉와 같이 표시된다.

상기 〈식4〉,〈식5〉에서 Cp는 결합선로와 접지면 사이의 평면 캐패시턴스, Cf와 Cf'은 결합선로의 외변과 접지면 사이의 캐패시턴스, Cgg와 Cgd는 결합선로간의 윗면과 아랫면에 분포되어 있는 캐패시턴스를 나타낸다.

그리고, 상기 짝수모드 임피던스(Zoe)와 홀수모드 임피던스(Zoo)는 임피던스 정의에 의해 다음 〈식6〉,〈식7〉의 형태로 표시된다.

(단, C는 자유공간에서의 속도)

제4도 및 제6도는 제1도에 도시된 종래기술에 의한 방향성 결합기를 구성하는 결합선로의 폭(W)과 갭(S)에 따라, Ce와 Co의 값이 결정되는 것을 보여주는 분포도이다.

상기와 같은 관계식들에 의해서 Zoe와 Zoo의 값이 결정되며 Ce와 Co의 값에 따라 Zoe와 Zoo가 변화될 수 있다는 사실을 알 수 있다. 그러나, 제1도에 도시된 종래의 방향성 결합기를 구성하는 결합선로의 폭(W) 및 갭(S)의 값은 테프론기판에서 실제로 구현하기에 어려운 값(0.1㎜ 이하)이 산출되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서 방향성 결합기를 구성하는 통상적인 테프론 기판의 접지면을 에칭하고 결합선로상에, 유전체의 양면이 도체인 기판을 부착하여 짝수모드와 홀수모드의 캐패시터값을 변화시킴으로써 결합선로의 폭과 갭을 구현하기 쉽도록 한 방향성 결합기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 테프론 기판의 위면에 형성되어 있는 결합선로의 사이에 양면이 도체이고 가운데가 유전체로 형성된 소정높이의 기판을 부착하고, 이와 같은 테프론 기판의 소정 접지면을 에칭하여 3-dB 방향성 결합기의 짝수모드 캐패시턴스와 홀수모드 캐패시턴스의 값에 만족하는 결합선로의 폭과 갭을 구현하기 쉽도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술하기로 한다.

제2도는 본 발명에 의한 방향성 결합기의 단면도이다.

제2도에 의하면, 본 발명에 의한 방향성 결합기는 테프론 기판(A)의 위면에 형성되어 있는 결합선로의 사이에 양면이 도체(1)이고 가운데가 유전체(4)로 형성된 소정높이의 기판을 부착하고, 이와 같은 테프론 기판(A)의 소정접지면(2, 3)을 에칭하여 짝수모드 캐패시턴스(Ce)와 홀수모드 캐패시턴스(Co)의 값을 만족하는 결합선로의 폭(W)과 갭(S)을 구현하기 쉽도록 구성한다. 또한, 상기 방향성 결합기는 테프론 기판(A)이 아닌 다른 모든 유전체 기판에 의해서도 고정된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도에 의하면, 통상의 테프론 기판(A)의 위면에 형성되어 있는 결합선로 폭(W)의 사이, 즉 갭(S)에 양면이 도체(1)이고 가운데가 유전체(4)인 소정높이의 기판을 부착함으로써 제7도에 도시되어 있듯이 짝수모드의 E-필드 분포가 변화하게 된다. 상기와 같은 변화에 의해 종래의 결합선로의 짝수모드 캐패시턴스(Ce)값이 변화한다.

이때,

이다. 상기 〈식8〉에서 Cf 및 Cf'의 변화는 미소하지만 Cp의 변화는 접지면을 에칭한 면적에 따라 변화하게 된다.

제8도에 도시되어 있듯이 홀수모드 캐패시턴스(Co)의 변화는 하기 〈식9〉와 같다. 즉,

이다. 이때 상기 〈식9〉의 성분중 Cp 및 Cga의 값이 변화됨을 알 수 있다. 상기 Cga 값은 제2도의 도체(1)에 의해서 증가되며 Cp는 접지면의 에칭부분(2, 3)에 의해서 감소된다.

상기와 같이 결합선로의 폭(W) 및 갭(S)을 실제로 구현할 수 있는 값으로 고정(예를 들어 W=2㎜, S=0.2㎜)시킨 뒤에 제2도에 도시된 1, 2, 3 부분을 변화시켜 원하는 방향계수를 갖는 결합선로의 짝수모드 임피던스(Zoe), 홀수모드 임피던스(Zoo)를 얻을 수 있다. 이때의 Zoe, Zoo 값은 상기 〈식6〉,〈식7〉에 의해서 결정된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 통상의 테프론 기판을 이용하여 결합선로의 폭 및 갭을 설계자의 필요에 따라 고정시킬 수 있고, 결합선로의 양면이 도체이고 가운데가 유전체인 기판을 부착하고 접지면의 일부를 에칭함으로써 W와 S의 한계값 이상으로 결합선로의 폭과 갭을 설정할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 테프론 기판(A)의 위면에 형성되어 있는 결합선로의 사이에 양면이 도체(1)이고 가운데가 유전체(4)로 형성된 소정높이의 기판을 부착하고, 이와 같은 테프론 기판(A)의 소정접지면(2, 3)을 에칭하여 짝수모드 캐패시턴스(Ce)와 홀수모드 캐패시턴스(Co)의 값에 만족하는 결합선로의 폭(W)과 갭(S)을 구현하기 쉽도록 구성함을 특징으로 하는 방향성 결합기.
2. 제1항에 있어서, 상기 테프론 기판(A)의 소정접지면(2, 3)은 설계자의 필요에 따라 에칭폭을 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 방향성 결합기.
3. 제1항에 있어서, 상기 방향성 결합기가 테프론 기판이 아닌 다른 모든 유전체 기판에서도 고정되는 것을 특징으로 하는 방향성 결합기.

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