KR100235400B1 - 마이크로파발진회로와 그 회로를 사용한 다운콘버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체기판에 접착하기 위한 특수한 전처리를 불필요하게 해서, 생산효율을 높여서 코스트를 내리고, 또 마이크로스트립라인과 유전체공진기와의 거리에 의해서 결정되는 결합도를 자유롭게 설정가능하게 함으로써, 염가이고 신뢰성이 높은 마이크로파발진회로 및 이 마이크로파발진회로를 구비한 다운콘버터를 제공한다.

금속판(8)위에 밀착 배치한 유전체기판(2)위에 실장된 마이크로파발진용 FET(3)의 게이트단자(3g)에 마이크로스트립라인(5)의 일단부를 접속하고, 마이크로스트립라인(5)의 타단부는 저항기(6)를 개재해서 접지한다. 유전체기판(2)의 상부를 덮는 금속제의 시일드케이스(1)의 내벽면에 스페이서(10)를 개재해서 유전체 공진기(11)를 일반적인 접착제를 사용하여 고정하고, 마이크로스트립라인(5)과 결합시킴으로써, 소망의 발진주파수출력을 FET(3)의 소스단자(12)로부터 안정되게 인출해낼 수 있다.

Description

마이크로파발진회로와 그 회로를 사용한 다운콘버터

제1a도는 종래의 마이크로파발진회로의 구성을 표시한 분해사시도.

제1b도는 도1(a)의 그 A-B단면도.

제2a도는 본 발명의 일실시예의 마이크로파발진회로의 구성을 표시한 평면도.

제2b도는 제2a도의 그 A-B단면도.

제3도는 본 발명의 마이크로파발진회로를 사용한 다운콘버터의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 시일드케이스 2 : 유전체기판

3 : 마이크로파발진용 FET(Feld Effect Transistor)

3d : 드레인단자 3g : 게이트단자

4 : 오픈스터브 5 : 마이크로스트립라인

6 : 종단저항 7 : 관통구멍

8 : 금속판 9 : 비스

10 : 스페이서 11 : 유전체공진기

12 : 소스단자 13 : 마이크로파신호입력부

14, 15 : 저잡음증폭기 16 : 대역통과필터

17 : 주파수변화용 다이오드 18 : 저역통과필터

19, 20 : 중간주파증폭기 21 : 중간주파신호출력부

본 발명은 위성방송 및 위성통신용의 다운콘버터 등에 사용되는 마이크로파발진회로와 그 회로를 사용한 다운콘버터에 관한 것이다.

최근, 위성방송은 보급기를 맞이하여, 통신위성을 이용하는 CS방송도 서비스를 개시하고, 일반 가정에서 복수의 위성을 직접 수신하는 기회가 증가하여 왔다. 그에 따라 다운콘버터를 조립해 넣은 수신용 안테나의 소형화, 저코스트화를 요구하게 되어 왔다.

이하에 위성방송 및 위성통신용의 다운콘버터 등에 사용되는 종래의 마이크로파발진회로에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.

도 1(a)는 종래의 마이크로파발진회로의 구성을 표시한 분해사시도이며, 도(b)는 그 A-B단면도이다. 도 1(a), 도 1(b)에 있어서, 금속판(8)위에, 예를 들면 폴리불화에틸렘 등의 불화수지제의 유전체기판(2)의 뒷??면을 밀착해서 배치한다. 그리고 유전체기판(2)의 표면에는, 금속반도체 전계효과트랜지스터(이하 MESFET)나 고전자이동성 트랜지스터(이하 HEMT)등의 마이크로파발진용 전계효과트랜지스터(이하 FET)(3)가 실장되어 있다. 또 유전체기판(2)의 표면은 오픈스터브(4), 마이크로스트립라인(5), FET(3)의 게이트단자(3g), FET(3)의 드레인단자(3d), FET(3)의 소스단자(12)가 형성되어 있다.

오픈스터브(4)는 FET(3)의 드레인단자(3d)에 접속되어 있다. 마이크로스트립라인(5)의 일단부는 FET(3)의 게이트단자(3g)에 접속되고, 마이크로스트립라인(5)의 타단부는 종단저항(6)을 개재하여 관통구멍(7)에 의해서 금속판(8)에 접지되어 있다. 소스단자(12)로부터는 FET(3)의 발진출력을 인출해낼 수 있다.

유전체기판(2)의 표면에는 마이크로스트립라인(5)을 피하여 세라믹 등의 절연물로 이루어진 스페이서(10)를 개재해서 대역저지특성을 표시하는 유전체공진기(11)가 접착제에 의해서 고정되어 있다.

유전체기판(2)의 표면의 위쪽은 알루미늄다이캐스트 등의 금속에 의해서 형성되는 시일드케이스(1)에 의해서 덮히고, 시일드케이스(1)는 금속판(8)에 접지되어 있다. 이 시일드케이스(1)과 금속판(8)에 의해 상기의 회로부분은 외부로부터 정전적(靜電的)으로 차폐되어 있다.

시일드케이스(1)에 암나사를 형성하고 시일드케이스(1)에 배설한 발진주파수 미세조정용의 비스(9)를 비틀어박고, 이 비스(9)의 선단부는 유전체공진기(11)에 접근대향하고 있다.

이상과 같이 구성된 마이크로파발진회로의 동작에 대해서 도1을 참조하면서 설명한다. 유전체기판(2)위에 실장된 마이크로파발진용 FET(3)는 드레인 단자(3d)가 오픈스터브(4)에 의해서 고주파적으로 접지되어 있으며, 게이트단자(3g)에 일단부가 접속되고, 타단부는 종단저항(6)을 개재해서 관통구멍(7)에 의해서 금속판(8)에 접지된 마이크로스트립라인(3)과 대역저지특성을 표시하는 유전체공진기(11)를 결합시킴으로써, FET(5)는 발진해서 안정된 발진주파수출력이 마이크로파발진용 FET(3)의 소스단자(12)로부터 얻어진다. 또, 시일드케이스(1)에 배설된 비스(9)를 회전시킴으로써 유전체공진기(11)와의 거리를 변화시켜 발진주파수를 미세 조정할 수 있다.

그러나 상기의 종래예의 구성에서는, 마이크로파대역, 특히 10GHz에 사용하는 발진회로의 유전체기판(2)의 재료에는 고주파손실이 적은 예를 들면 폴리불화에틸렌 등의 불화수지가 많이 사용되나, 이 유전체기판(2)위에 세라믹의 스페이서(10)를 접착하기 위해서는 폴리불화에틸렌 등의 불화수지의 접착면을 금속나트륨등의 약품을 사용해서 특수한 전처리를 하는 것이 필요하게 되어 있으며, 일반적인 접착제로는 충분한 접착강도를 얻는 일이 곤란하기 때문에, 생산효율 및 코스트면에서 불리하였다.

또, 마이크로스트립라인(5)과 스페이서(10)와의 물리적치수상의 제약, 즉 유전체기판(2)위에 스페이서(10)를 접착할 때에 마이크로스트립라인을 피하지 않으면 안되기 때문에 유전체공진기(11)의 중심은 스페이서(10)의 반경분만큼 마이크로스트립라인(5)으로부터 떼어놓지 않으면 안되었다.

이 때문에, 발진의 안정성 및 발진출력을 결정하는 중요한 요소인 마이크로스트립라인(5)과 유전체공진기(11)와의 거리에 의해서 결정되는 결합도를 자유롭게 설정하는 것이 곤란하였다.

본 발명의 제1목적은 유전체공진기를 지지하는 스페이서를 유전체기판에 접착하기 위한 특수한 전처리를 불필요하게 해서, 생산효율을 높이고 코스트를 내리는데 있다.

제2의 목적은 마이크로스트립라인과 유전체공진기와의 거리에 의해서 결정되는 결합도를 자유롭게 설정가능하게 하는데 있다.

그리고, 염가이고 신뢰성이 높은 마이크로파발진회로 및 이 마이크로파발진회로를 구비한 다운콘버터를 제공한다.

본 발명의 마이크로파발진회로는 상기 목적을 달성하기 위하여, 금속판과, 뒷면이 상기 금속판과 밀착한 유전체기판과, 상기 유전체기판표면위에 실장되고, 그 드레인단자는 오픈스터브에 의해서 고주파적으로 접지된 마이크로발진용 FET와, 상기 유전체기판표면위에 실장되고, 일단부가 상기 마이크로파발진용 FET의 게이트 단자에 접속되고, 타단부는 종단저향을 개재해서 관통구멍에 의해서 상기 금속판에 접지된 마이크로스트립라인과, 상기 유전체기판위의 회로를 차폐하기 위한 시일드 케이스와, 상기 시일드케이스의 내벽내에 접착제에 이해서 고정된 대역저지특성을 표시하는 유전체공진기를 구비하고, 상기 유전체기판위의 마이크로스트립라인과 상기 유전체공진기를 결합시키고, 또 금속판의 나사에 걸어맞춤하여 유전체기판을 관통하는 비스가 유전체공진기와의 거리를 가변으로 함으로써 발진주파수를 미세조정하고, 상기 마이크로파발진용 FET의 소스단자로부터 발진주파수출력을 얻도록 구성한 것이다.

또 본 발명의 다운콘버터는 상기과 같이 구성한 마이크로파발진회로를 사용하여, 상기의 마이크로파발진회로에 있어서의 마이크로파발진용 FET의 소스단자로 부터의 발진주파수출력을 대역통과필터를 개재해서 국부발진주파수출력으로 하고 주파수변환용 다이오드에 의해서 입력신호에 혼합해서 입력신호를 중간주파수로 변환하도록 구성한 것이다.

본 발명은 상기 구성에 의해서 마이크로스트립라인과 결합하는 유전체공진기를 스페이서를 개재해서 시일드케이스에 고정시키므로, 테플론 등의 유전체기판에 스페이서를 접착하는 이제까지의 방법과 같이 특수한 전처리를 필요로 하지 않고 일반적인 접착제(예를 들면, 에폭시계접착제)를 사용해서 고정하기 때문에, 매우 생산성이 높고, 염가이고 고신뢰성의 마이크로파발진회로 및 위성전파수신용 다운 콘버터를 실현할 수 있다.

또 유전체공진기를 마이크로스트립라인의 상부의 임의의 위치에 배치할 수 있기 때문에 소망의 결합도를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도2(A)는 본 발명의 일실시예의 마이크로파발진회로의 구성을 표시한 평면도, 도2(B)는 그 A-B단면도이다. 도2에 있어서, 종래예의 도1에 표시한 각 부재와 동일한 것에는 동일부호를 붙이고 있다.

도2(a), 도2(b)에 있어서, 금속판(8)위에, 예를 들면 폴리불화에틸렌 등의 불화수지제의 유전체기판(2)의 뒷면을 밀착해서 배치한다. 그리고 유전체기판(2)의 표면에는, MESFEET나 HEMT등의 마이크로파발진용 FET(3)가 실장되어 있다. 또 유전체기판(2)의 표면은 오픈스터브(4), 마이크로스트립라인(5), FET(3)의 게이트 단자(3g), FET(3)의 드레인단자(3d), FET(3)의 소스단자(12)가 형성되어 있다.

오픈스터브(4)는 FET(3)의 드레인단자(3d)에 접속되어 있다. 마이크로스트립라인(5)의 일단부는 FET(3)의 게이트단자(3g)에 접속되고, 마이크로스트립라인(5)의 타단부는 종단저항(6)을 개재하여, 관통구멍(7)에 의해서 금속판(8)에 접지되어 있다. 소오스단자(12)로부터는 FET(3)의 발진출력을 빼낼 수 있다.

유전체기판(2)의 표면의 위쪽은 알루미늄다이캐스트 등의 금속으로 형성되는 시일드케이스(1)에 의해서 덮히고, 시일드케이스(1)는 금속판(8)에 접지되어 있다. 이 시일드케이스(1)와 금속판(8)에 의해 상기의 회로부분은 외부로부터 정전적으로 차폐되어 있다.

여기서 상기 종래예의 제1도와 다른 것은, 대역저지특성을 표시하는 유전체 공진기(11)는 스페이서(10)를 개재해서 유전체기판(2)의 대면에 위치하는 시일드케이스(1)의 내벽면에 특수한 처리를 필요로 하지 않는 일반적인 접착제(예를 들면, 에폭시계수지재)를 사용해서 고정되어 있다.

그리고, 발진주파수의 미세조정용으로 사용되는 비스(9)가 금속판(8)쪽에 배치되고, 금속판(8)에 형성된 암나사에 걸어맞춤하여 유전체기판(2)을 관통해서 유전체공진기(11)와 대향해서 그 거리를 가변할 수 있도록 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 마이크로파발진회로의 동작을 제2도를 참조하면서 설명한다. 유전체공진기(11)와 마이크로스트립라인(5)을 결합시키고, 비스(9)를 회동해서 비스(9)의 유전체공진기(11)와의 거리를 변경함으로써 발진주파수의 미세조정을 행하고, 안정된 발진주파수출력을 마이크로파발진용 FET(3)의 소스단자(12)로부터 얻을 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 종래예와 다르고 유전체기판위에 형성한 마이크로스트립라인과 결합하는 유전체공진기를 시일드케이스쪽에 설치하였으므로 스페이서를 개재해서 고정하는 경우에 종래와 같이 폴리불화에틸렌 등의 불화수지제의 유전체기판과 스페이서를 접착하는 일없이 특수한 전처리를 할 필요가 없기 때문에, 매우 생산성이 높고, 염가이며 고신뢰성의 마이크로파발진회로를 실현할 수 있다. 또 유전체공진기를 시일드케이스에 고정하므로, 종래와 같이 유전체기판위의 마이크로스트립라인을 피할 필요가 없고 스페이서의 치수에 의한 제약을 받는 일없이 유전체공진기를 마이크로스트립라인의 상부의 임의의 위치에 배치할 수 있기 때문에 소망의 결합도를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 스페이서(10) 및 유전체공진기(11)는 유전체기판(2)의 대면에 시일드케이스(1)의 내벽에 설치하도록 설명하고 있으나 시일드케이스(1)의 측벽에 설치해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.

도3은 본 발명의 일실시예에 있어서의 다운콘버터의 회로구성을 표시하며, 도면중 파선(a)에 의해 둘러싸인 상기 마이크로발진회로의 각 부호는 상기 도2와 대응하고 있다. 여기서, 도면중 파선(b)에 둘러싸인 다운콘버터는, 예를 들면, 위성전파수신용 다운콘버터이며, 도면중, (13)은 마이크로파신호입력부, (14), (15)는 저잡음증폭기, (16)은 대역통과필터, (17)은 주파수변환용 다이오드, (18)은 저역통과필터, (19),(20)은 중간주파증폭기, (12)은 중간주파신호출력부이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 위성전파수신용 다운콘버터의 동작을 도3을 참조하면서 설명한다. 마이크로발진회로(a)의 동작은, 도2에서 설명한 바와 같은 것이며, 마이크로파발진용 FET(3)의 소스단자(12)로부터 안정된 국부발진주파수 출력(예를 들면 11.2GHz)이 얻어지고 있다. 이 국부발진주파수출력은 대역통과필터(16)를 개재해서 주파수변환용 다이오드(17)에 가해진다. 한편, 마이크로파신호입력부(13)에 입력된 12GHz대역의 신호(예를 들면, 11.75GHz∼12.75GHz)는, 저잡음증폭기(14) 및 (15)에 의해서 증폭되고 주파수변환용 다이오드(17)에 의해 국부발진주파수출력과 혼합되어 1GHz대역의 중간주파수로 변환된다. 1GHz 대역의 중간주파수로 변환된 신호는, 저역통과필터(18)를 통과하고, 중간주파증폭기(19) 및 (20)에 의해서 소망의 레벨로 증폭되어, 중간주파신호출력부(21)로부터 인출된다.

이상의 각 실시예에서 사용한 수치는 일례이며, 이 값에 한정되는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유전체기판위에 구성되는 마이크로파발진용 FET의 게이트단자에 접속된 마이크로스트립라인과 결합시키기 위한 유전체공진기를, 유전체기판의 대면의 시일드케이스에 스페이서를 개재하여 접착에 의해서 장착함으로써, 종래와 같이 유전체공진기를 스페이서를 개재해서 접착에 의해서 장착함으로써, 종래와 같이 유전체공진기를 스페이서를 개재해서 유전체기판에 접착하기 위한 특수한 전처리가 필요없고, 일반적인 접착제이면 되고, 생산효율 및 코스트면의 문제점을 해결할 수 있고, 또, 마이크로스트립라인과 유전체공진기와의 거리에 의해서 결정되는 결합도를 자유로 설정하는 것이 가능하게 도며, 염가이고 신뢰성이 높은 마이크로파발진회로 및 이 마이크로파발진회로를 구비한 다운콘버터를 실현할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 금속판과, 뒷면이 상기 금속판과 밀착한 유전체기판과, 상기 유전체기판표면위에 실장되고, 그 드레인단자는, 오픈스터브에 의해서 고주파적으로 접지된 마이크로파발진용 FET와, 상기 유전체기판표면위에 실장되고, 일단부가 상기 마이크로파발진용 FET의 게이트단자에 접속되고, 타단부는 종단저항을 개재해서 관통구멍에 의해서 상기 금속판에 접지된 마이크로스트립라인과, 상기 유전체기판위의 회로를 차폐하기 위한 시일드케이스와, 상기 마이크로스트립라인과 결합되고 또한 대역저지특성을 표시하는 유전체 공진기와, 유전체공진기와의 거리를 가변함으로써 발진주파수를 미세조정할 수 있는 비스와, 발진주파수출력을 얻는 마이크로파발진용 FET의 소스단자를 구비한 마이크로파발진회로에 있어서, 상기 비스는 금속판의 나사에 걸어맞춤하여 유전체기판을 관통하고, 상기 유전체공진기는, 스페이서를 개재해서 상기 유전체기판의 대면에 위치한 시일드케이스의 내벽면에 접착제에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 마이크로파발진회로.
2. 마이크로파발진회로를 구성하는 마이크로파발진용 FET의 소스단자로부터의 발진주파수 출력을 대역통과필터를 개재해서 국부발진주파수출력으로 하고, 주파수 변환용 다이오드에 의해서 입력신호에 혼합해서 입력신호를 중간주파수로 변환하는 다운콘버터에 있어서, 상기 마이크로파발진회로는 제1항에 기재된 마이크로파발진회로를 사용하는 것을 특징으로 하는 다운콘버터.