KR100198429B1 - Microwave isolator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3중 비대칭 공진기를 갖는 마이크로파용 아이솔레이터에 관한 것이다. 그 목적은 동일한 주파수에서 슬롯의 길이를 더욱 자유롭게 조절가능하게 함으로써 마이크로스트립 아이솔레이터를 더욱 소형화하고, 자계 결합량을 조절함으로써 특성을 향상시키는 데에 목적이 있다. 그 특징은 페라이트 기판, 상기 페라이트 기판의 상단에 형성된 마이크로스트립 패턴, 상기 페라이트 기판의 하단에 형성된 접지전극, 상기 페라이트 기판의 상부에 위치한 상층 영구자석, 상기 페라이트 기판의 하부에 위치한 하층 영구자석, 상기 상층 영구자석과 상기 마이크로스트립 패턴 사이에 삽입된 얇은 테프론 및 상기 하층 영구자석과 상기 페라이트 기판 사이에 삽입된 얇은 철판으로 구성되는 마이크로파용 아이솔레이터에 있어서, 3중 비대칭 공진기를 갖는 공진기 패턴과, 상기 공진기의 가장자리에 위치하여 상기 공진기의 소형화 및 특성을 향상시키는 소정개수의 자계결합 조절용 슬롯과, 미세한 자계결합을 조절하는 공진기 중심슬롯 및 상기 공진기 중심슬롯과 함께 연계하여 미세한 자계결합을 조절하는 부하저항으로 구성되는 데에 있다.The present invention relates to a microwave isolator having a triple asymmetric resonator. The purpose is to further miniaturize the microstrip isolator by making the length of the slot more freely adjustable at the same frequency, and to improve the characteristics by adjusting the amount of magnetic coupling. The ferrite substrate, a microstrip pattern formed on the top of the ferrite substrate, a ground electrode formed on the bottom of the ferrite substrate, an upper permanent magnet located on the upper portion of the ferrite substrate, a lower permanent magnet located on the lower portion of the ferrite substrate, A microwave isolator comprising a thin teflon inserted between an upper permanent magnet and the microstrip pattern, and a thin iron plate inserted between the lower permanent magnet and the ferrite substrate, comprising: a resonator pattern having a triple asymmetric resonator, and the resonator It is located at the edge of the resonator to reduce the size and characteristics of the predetermined number of magnetic coupling coupling slots, the resonator center slot for controlling the fine magnetic coupling and the load resistance for controlling the fine magnetic coupling in conjunction with the resonator center slot Configured There.
Description
본 발명은 3중 비대칭 공진기를 갖는 마이크로파용 아이솔레이터에 관한 것으로서, 특히 3중 비대칭 공진기를 갖는 공진기 중심에 자계 결합 조절용 슬롯과 3중 비대칭을 갖는 공진기의 가장자리에 슬롯을 형성함으로써 아이솔레이터의 소형화 및 특성 향상을 꾀할 수 있는 마이크로파용 아이솔레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a microwave isolator having a triple asymmetric resonator, and in particular, a slot for forming a magnetic coupling in the center of the resonator having a triple asymmetric resonator and a slot at the edge of the resonator having a triple asymmetry, thereby improving the miniaturization and characteristics of the isolator. The present invention relates to a microwave isolator that can be designed.
일반적으로, 마이크로파용 아이솔레이터는 영구자석과 페라이트의 비가역성을 이용한 소자로서, 현재 CT(Cordless Telephone) 및 휴대용 전화기에 같은 무선 시스템의 이동국 및 기지국의 RF 송수신부에 소자보호, 임피던스정합 등을 위해 널리 사용되고 있다. 이러한 아이솔레이터로 자이에이터를 사용한 아이솔레이터와 접합형 아이솔레이터(Junction isolator)로 나눌수 있으나, 최근에는 접합형 아이솔레이터 중에서도 3단자의 마이크로스트립 아이솔레이터가 주로 사용되고 있다.In general, the microwave isolator is a device using the irreversible characteristics of permanent magnets and ferrites, and is widely used for element protection and impedance matching to RF transceivers of mobile stations and base stations of wireless systems such as CT (cordless telephone) and portable telephones. have. Such isolators can be divided into isolators using gyrators and junction isolators, but recently, three-terminal microstrip isolators have been mainly used among bonded isolators.
제1a도는 종래의 3단자 마이크로스트립의 아이솔레이터의 평면도이고, 제1b도는 측면도이며, 제1c도는 전극 패턴도이다. 제1a∼c도를 참조하여 종래의 3단자 마이크로스트립의 아이솔레이터를 설명하면 다음과 같다.FIG. 1A is a plan view of a conventional three-terminal microstrip isolator, FIG. 1B is a side view, and FIG. 1C is an electrode pattern diagram. Referring to Figs. 1A to C, a conventional three-terminal microstrip isolator will be described.
페라이트 기판(1)의 상단에는 마이크로스트립 패턴(2)을 형성하고, 하단에는 마이크로스트립 접지전극(3)을 형성한다. 페라이트 기판(1)의 상부에는 상층 영구자석(4)이 위치하며, 하부에는 하층 영구자석(5)이 위치한다. 상층 영구자석(4)과 마이크로스트립(2) 사이에는 얇은 철판(7)이 삽입되어 구성된다. 이 때에 마이크로스트립(2)의 전극패턴은 제1c도와 같이 중앙부에 일정한 주파수에서 공진하는 원형 공진기(8)가 형성되고, 원형 공진기(8)가 외부회로와 연결되도록 원형 공진기(8)의 원주에서 서로 삼대칭을 이루며, 3개의 포트를 이루는 제1전극(9a), 제2전극(9b) 및 제3전극(9c)으로 구성되어 있으며, 제3전극(9c)에 50Ω저항을 연결하여 구성된다.The microstrip pattern 2 is formed on the top of the ferrite substrate 1, and the microstrip ground electrode 3 is formed on the bottom of the ferrite substrate 1. The upper permanent magnet 4 is located on the upper part of the ferrite substrate 1, and the lower permanent magnet 5 is located on the lower part of the ferrite substrate 1. A thin iron plate 7 is inserted between the upper permanent magnet 4 and the microstrip 2. At this time, the electrode pattern of the microstrip 2 is formed in the center of the circular resonator 8 so that the circular resonator 8 is resonated at a constant frequency in the center as shown in Fig. 1c, and the circular resonator 8 is connected to an external circuit. The first electrode 9a, the second electrode 9b, and the third electrode 9c forming three symmetry with each other and forming three ports are connected by connecting a 50Ω resistor to the third electrode 9c. .
위와 같은 구성을 지닌 마이크로스트립 아이솔레이터에서는, 페라이트 기판(1) 상의 마이크로스트립(2) 형상과 상층 영구자석(4) 및 하층 영구자석(5)의 비가역 특성에 의해, 외부회로의 신호가 시계방향으로 제1포트를 이루는 제1전극(9a)에서 제2포트를 이루는 제2전극(9b)으로 전달되고, 마찬가지로, 제2전극(9b)에서 제3전극(9c)으로 신호가 전달되어 부하 저항을 통하여 신호가 소멸된다. 즉 제1전극(9a)에서 제2전극(9a)로 전달되나 제2전극(9b)에서 제1전극(9a)로 전달되지 않음으로써, 아이솔레이터로서의 작용을 수행하게 된다. 이 때에 신호전달 방향을 반시계 방향으로 설정할 수도 있다. 그러나, 상술한 형태의 원형 공진기(8)를 이용한 종래의 마이크로스트립 아이솔레이터에서는 원형 공진기(8)의 크기는 공진 주파수에 반비례하지만, 이동통신이나 개인통신용 주파수인 UHF대에 사용하기 위해서는 원형 공진기(8)의 크기를 작게 하는데 제한을 받아, 소형의 아이솔레이터를 제조하기가 어렵다는 단점이 있었다. 상기 단점을 해결하기 위하여 통신 시스템의 개발과 시스템의 소형화 추세에 따라 이동통신이나 개인통신용 주파수인 UHF대에서도 효과적으로 사용될 수 있도록 아이솔레이터의 소형화를 이루는 마이크로스트립을 지닌 아이솔레이터가 계속 개발되어 왔다.In the microstrip isolator having the above configuration, due to the shape of the microstrip 2 on the ferrite substrate 1 and the irreversible characteristics of the upper permanent magnet 4 and the lower permanent magnet 5, the signal of the external circuit is clockwise. The first electrode 9a constituting the first port is transferred to the second electrode 9b constituting the second port, and similarly, a signal is transferred from the second electrode 9b to the third electrode 9c to reduce the load resistance. The signal disappears. That is, the first electrode 9a is transferred from the second electrode 9a to the second electrode 9a but not transferred from the second electrode 9b to the first electrode 9a, thereby serving as an isolator. At this time, the signal transmission direction may be set counterclockwise. However, in the conventional microstrip isolator using the above-described circular resonator 8, the size of the circular resonator 8 is inversely proportional to the resonant frequency, but the circular resonator 8 is used for use in the UHF band, which is a frequency for mobile communication or personal communication. Limited by reducing the size of), it was difficult to manufacture a small isolator. In order to solve the above disadvantages, according to the development of communication systems and miniaturization of the system, isolators having microstrips that make the isolator miniaturized to be effectively used in the UHF band, which is a frequency for mobile communication or personal communication, have been developed.
제2도는 종래의 아이솔레이터에 대한 마이크로스트립의 또 다른 패턴도이다. 제2도를 참조하여 종래의 또 다른 아이솔레이터에 대한 마이크로스트립을 설명하면 다음과 같다.2 is another pattern diagram of a microstrip for a conventional isolator. Referring to FIG. 2, a microstrip for another conventional isolator will be described.
종래의 아이솔레이터의 마이크로스트립은 전극 패턴으로 원형 공진기(10)가 중앙부에 형성되고, 자계 결합량을 조절하기 위하여 원형 공진기(10)의 원주에서 중심방향으로 3개의 스롯(slot)(11)이 형성되며, 공진기(10)의 원주에는 공진기(10)를 외부회로와 연결하기 위한 3대칭의 포트를 구성하는 제1전극(12a), 제2전극(12b), 제3전극(12c) 및 부하저항이 부설되어 구성된다. 이러한 구성을 지닌 종래의 마이크로스트립 아이솔레이터는, 마이크로스트립의 슬롯(11)에 자계벽이 형성되므로, 제1도의 마이크로스트립에 비하여 동일한 주파수에서 슬롯(11)의 길이를 조절함으로써, 아이솔레이터의 소형화를 추구할 수 있다는 장점을 지니고 있었다. 그러나, 그러한 동일한 주파수에서 슬롯(11)의 길이를 조절하는 것에 한계가 있었고 그에 따라 소형화도 한계가 있었다는 문제점이 있었다.In the microstrip of the conventional isolator, the circular resonator 10 is formed at the center of the electrode pattern, and three slots 11 are formed in the center direction of the circumference of the circular resonator 10 to adjust the magnetic coupling amount. In the circumference of the resonator 10, the first electrode 12a, the second electrode 12b, the third electrode 12c, and the load resistor, which constitute a three symmetrical port for connecting the resonator 10 with an external circuit, are provided. It is laid and constructed. In the conventional microstrip isolator having such a configuration, since a magnetic field wall is formed in the slot 11 of the microstrip, the miniaturization of the isolator is pursued by adjusting the length of the slot 11 at the same frequency as compared to the microstrip in FIG. It had the advantage of being able to. However, there was a limitation in adjusting the length of the slot 11 at such the same frequency and accordingly there was a limitation in miniaturization.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 동일한 주파수에 슬롯의 길이를 더욱 자유롭게 조절가능하게 함으로써 마이크로스트립 아이솔레이터를 더욱 소형화하는 데에 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems has an object to further miniaturize the microstrip isolator by making the length of the slot more freely adjustable at the same frequency.
또한, 본 발명은 자계 결합량을 조절함으로써 특성을 향상시키는 데에 그 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to improve the characteristics by adjusting the amount of magnetic field binding.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 페라이트 기판, 상기 페라이트 기판의 상단에 형성된 마이크로스트립 패턴, 상기 페라이트 기판의 하단에 형성된 접지전극, 상기 페라이트 기판의 상부에 위치한 상층 영구자석, 상기 페라이트 기판의 하부에 위치한 영구자석, 상기 상층 영구자석과 상기 마이크로스트립 패턴 사이에 삽입된 얇은 테프론 및 상기 하층 영구자석과 상기 페라이트 기판 사이에 삽입된 얇은 철판으로 구성되는 마이크로파용 아이솔레이터에 있어서, 3중 비대칭 공진기를 갖는 공진기 패턴과, 상기 공진기의 가장자리에 위치하여 상기 공진기의 소형화 및 특성을 향상시키는 소정개수의 자계결합 조절용 슬롯과, 미세한 자계결합을 조절하는 공진기 중심슬롯 및 상기 공진기 중심슬롯과 함께 연계하여 미세한 자계결합을 조절하는 부하저항으로 구성되는 데에 있다.Features of the present invention for achieving the above object is a ferrite substrate, a microstrip pattern formed on the top of the ferrite substrate, a ground electrode formed on the bottom of the ferrite substrate, an upper layer permanent magnet located on the upper portion of the ferrite substrate, of the ferrite substrate In the microwave isolator consisting of a permanent magnet located in the lower portion, a thin teflon inserted between the upper permanent magnet and the microstrip pattern, and a thin iron plate inserted between the lower permanent magnet and the ferrite substrate, a triple asymmetric resonator A magnetic field associated with the resonator pattern, a predetermined number of magnetic coupling adjustment slots located at the edge of the resonator to improve miniaturization and characteristics of the resonator, a resonator center slot for controlling fine magnetic coupling, and the resonator center slot To control the coupling It lies in consisting of the load resistors.
제1a도는 종래의 3단자 마이크로스트립의 아이솔레이터와 평면도.1A is a plan view of an isolator of a conventional three-terminal microstrip.
제1b도는 종래의 3단자 마이크로스트립의 측면도.Figure 1b is a side view of a conventional three-terminal microstrip.
제1c도는 종래의 3단자 마이크로스트립이 전극 패턴도.Figure 1c is a conventional three-terminal microstrip electrode pattern diagram.
제2도는 종래의 아이솔레이터에 대한 마이크로스트립의 또 다른 패턴도.2 is another pattern diagram of a microstrip for a conventional isolator.
제3도는 본 발명에 따른 3중 비대칭 공진기를 갖는 마이크로파용 아이솔레이터의 패턴도.3 is a pattern diagram of a microwave isolator having a triple asymmetric resonator according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 페라이트 기판 2 : 마이크로스트립1 ferrite substrate 2 microstrip
3 : 접지전극 4 : 상층 영구자석3: earthing electrode 4: upper permanent magnet
5 : 하층 영구자석 6 : 테프론5: lower layer permanent magnet 6: teflon
7 : 얇은 철판 8 : 원형공진기7: thin iron plate 8: circular resonator
9a : 전극 9b : 전극9a: electrode 9b: electrode
9c : 전극 10 : 원형공진기9c: electrode 10: circular resonator
11 : 슬롯 12a : 전극11: slot 12a: electrode
12b : 전극 12c : 전극12b: electrode 12c: electrode
101 : 3중 비대칭 공진기 102a : 외부회로 연결용 전극101: triple asymmetric resonator 102a: electrode for external circuit connection
102b : 외부회로 연결용 전극 102c : 외부회로 연결용 전극102b: electrode for external circuit connection 102c: electrode for external circuit connection
103a : 자계 결합 조절용 슬롯 103b : 자계 결합 조절용 슬롯103a: slot for adjusting the magnetic coupling 103b: slot for adjusting the magnetic coupling
103c : 자계 결합 조절용 슬롯103c: slot for adjusting magnetic coupling
104 : 자계 결합 조절용 공진기 중심 슬롯104: resonator center slot for magnetic field coupling adjustment
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들 중의 하나를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail one of the preferred embodiments according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 3중 비대칭 공진기를 갖는 마이크로파용 아이솔레이터의 패턴도이다. 제3도를 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 3중 비대칭 공진기를 갖는 마이크로파용 아이솔레이터를 설명하면 다음과 같다.3 is a pattern diagram of a microwave isolator having a triple asymmetric resonator according to the present invention. Referring to FIG. 3, a microwave isolator having a triple asymmetric resonator of an embodiment according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 마이크로파용 아이솔레이터는 3중 비대칭 공진기를 갖는 공진기의 크기조절, 삽입손실 및 아이솔레이션 등의 특성을 향상시키는 3중 비대칭 자계 결합 조절용 슬롯 및 미세한 자계결합 조절용 공진기 중심 슬롯, 부하저항과 공진기에 부설되어 외부회로와 연결하기 위한 복수개의 연결용 전극(102a,102b,102c)으로 구성된다. 이 때에 상기한 본 발명의 마이크로스트립은 3단자 이상을 지닌 다단자 형태로 구성할 수 있으며, 또한 공진기 형태는 여러 형상으로 구성 될 수 있다.Microwave isolator according to the present invention is a triple asymmetric magnetic coupling coupling slot for improving the characteristics of the resonator having a triple asymmetric resonator, insertion loss and isolation and the like, the center slot for fine magnetic coupling control, the load resistance and resonator A plurality of connecting electrodes 102a, 102b, and 102c for connecting with an external circuit are provided. At this time, the microstrip of the present invention described above may be configured in a multi-terminal form having three or more terminals, and the resonator may be configured in various shapes.
상술한 바와 같은 본 발명은 3중 비대칭 자계결합 조절용 슬롯으로 크기를 조절할 수 있어 소형화 및 삽입손실 및 아이솔레이션 특성을 향상할 수 있다. 따라서, 본 발명은 개인통신, CT 및 위성통신에서의 시스템 및 단말기의 소자보호와 임피던스 정합 등을 위하여 사용할 수 있으며, 시스템 및 단말기의 소형화를 실현할 수 있다는 데에 그 효과가 있다.The present invention as described above can be adjusted in size with a triple asymmetric magnetic coupling adjustment slot can be reduced in size and insertion loss and isolation characteristics. Accordingly, the present invention can be used for device protection and impedance matching of systems and terminals in personal communication, CT, and satellite communication, and has the effect that the system and the terminal can be miniaturized.
Claims (5)
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| KR1019960061031A KR100198429B1 (en) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Microwave isolator |
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Family Applications (1)
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| KR1019960061031A KR100198429B1 (en) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Microwave isolator |
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1996
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| KR19980043238A (en) | 1998-09-05 |
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