KR100280568B1

KR100280568B1 - Frequency phase controller

Info

Publication number: KR100280568B1
Application number: KR1019980029571A
Authority: KR
Inventors: 백락준; 황인수; 권덕식; 김신재
Original assignee: 구관영; 주식회사에이스테크놀로지
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR20000009284A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

주파수 위상 제어기Frequency phase controller

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 요지2. The technical gist of the invention

본 발명은 무선통신 시스템에 사용되는 주파수 위상 제어기에 관한 것으로서 알에프(RF)신호의 위상을 미세하게 제어하여 신호를 효율적으로 합성 또는 제거할 뿐만 아니라 신호의 변조, 안테나의 빔 패턴 제어를 위해 선로가 50Ω의 임피던스를 유지하며 360°의 위상 가변 범위 내에서 위상이 가변되며 구조물의 외관 형태가 시스템에서 요구되는 소형화가 가능하도록 하는 주파수 위상 제어기를 제공함에 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency phase controller used in a wireless communication system, and finely controls the phase of an RF signal to efficiently synthesize or remove the signal, as well as to modulate the signal and control the beam pattern of the antenna. It is an object of the present invention to provide a frequency phase controller that maintains an impedance of 50 ohms and has a phase variable within a 360 ° phase variable range and allows the external form of the structure to be miniaturized as required by the system.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은 무선통신 시스템에 사용되는 주파수 위상 제어기에 있어서 신호의 입력과 출력을 위한 입·출력 콘넥터; 선로의 역할을 하는 내·외부 도체관 ; 상기 내·외부 도체관을 U자 형태로 서로 삽입하고 트롬본 형태로 구성하여 전기적 길이를 가변함으로써 위상을 변화시키기 위한 테이퍼 선로 ; 상기 내부 도체관을 이동시킬 수 있는 슬라이딩 장치 ; 및 상기 슬라이딩 장치를 고정시키기 위한 잠금 장치를 갖는 주파수 위상 제어기를 제공한다.The present invention provides an input / output connector for inputting and outputting a signal in a frequency phase controller used in a wireless communication system; Internal and external conductors acting as tracks; A taper line for changing the phase by inserting the inner and outer conductor pipes in a U-shape and forming a trombone to change electrical lengths; A sliding device capable of moving the inner conductor pipe; And a locking device for locking the sliding device.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

무선 통신 시스템에 사용되는 주파수 위상 제어기에 있어서 일자형 도체관의 길이를 가변하여 위상을 제어하는 종래 기술에 따른 위상 제어기는 기구적 구성상 소형화가 곤란하며, 500MHz 이하의 낮은 주파수 대역에서 충분한 위상 제어 특성을 갖지 못한다고 하는 단점이 있었으나, 이를 해결하기 위하여 도체관을 U자 형태의 다중 구조로 제작하여 500MHz 이하의 주파수 대역에서 원하는 위상 제어값을 갖게 하였고, 또한 U자 형태의 다중 구조를 증가하거나 감소시키면 30GHz 가량의 고주파와 500MHz 이하의 저역 주파수에서 충분한 위상 제어값을 얻을 수 있으며, U자 형태의 도체관을 적절히 배치하면 기구적으로 소형화가 가능하여 시스템 구성을 용이하게 하는 효과를 갖도록 하기 위한 것임.The phase controller according to the prior art, which controls the phase by varying the length of the straight conductor tube in the frequency phase controller used in the wireless communication system, is difficult to miniaturize due to the mechanical configuration, and has sufficient phase control characteristics in the low frequency band of 500 MHz or less. However, in order to solve this problem, in order to solve this problem, the conductor tube is made of a U-shaped multi-structure to have a desired phase control value in the frequency band below 500 MHz, and also to increase or decrease the U-shaped multi-structure. It is possible to obtain sufficient phase control value at high frequency of about 30GHz and low frequency below 500MHz, and to arrange the U-shaped conductor tube properly to make it mechanically small and to have the effect of facilitating the system configuration.

Description

Frequency phase controller

본 발명은 무선통신 시스템에 사용되는 주파수 위상 제어기에 관한 것으로서 종래의 위상 제어 방식은 내부 도체관과 외부 도체관을 서로 일자형으로 연결하여 도체관의 길이를 가변함으로써 가변된 길이만큼 위상이 지연되어 원하는 신호의 위상을 제어하였다. 이와 같은 종래 기술에 따른 위상 제어기는 외부 도체관에 내부 도체관이 일자형으로 삽입되어 있어서 위상을 제어하고자 할 때 내부 도체관과 외부 도체관을 동시에 움직여 전기적 길이를 변경하기 때문에 시스템에서 요구하는 적절한 형태의 구조물 설계가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 저역 주파수에서 원하는 위상 제어값을 얻기 위해서는 도체관의 길이가 매우 길게 제작되어야 하므로 소형화가 불가능하며, 500MHz 이하의 낮은 주파수 대역에서 충분한 위상 제어 특성을 갖지 못하므로 사용상 제약이 따른다고 하는 단점이 있었다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency phase controller used in a wireless communication system. In the conventional phase control method, a phase is delayed by a variable length by connecting inner and outer conductors in a straight line to vary the length of the conductors. The phase of the signal was controlled. Such a phase controller according to the related art has an inner conductor tube inserted into the outer conductor tube in a straight shape so that when the phase is controlled, the inner controller changes the electrical length by simultaneously moving the inner conductor and the outer conductor tube. Not only is it not easy to design the structure of the structure, but also it is impossible to miniaturize because the length of the conductor tube must be made very long to obtain the desired phase control value at low frequency, and it does not have sufficient phase control characteristics in the low frequency band below 500MHz. There was a disadvantage that the use restrictions.

따라서, 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기는 상기와 같은 종래 기술에 따른 위상 제어기의 단점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서 무선 통신 분야에서 신호의 위상을 제어하여 신호를 합성 또는 효율적으로 제거할 뿐만 아니라 신호의 변조, 안테나의 빔 패턴 제어에 이용하기 위하여 각종 무선통신 시스템에 적합한 다양한 구조물과 위상 제어 방법의 간략화 등을 구현할 수 있도록 위상 가변 범위 내에서 50Ω의 임피던스를 유지하며 360°까지의 위상 변화가 가능하고 구조물의 외관 형태가 시스템에서 요구되는 소형화가 가능하도록 하는 주파수 위상 제어기를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the frequency phase controller according to the present invention is designed to compensate for the shortcomings of the phase controller according to the prior art as described above. It is possible to change the phase up to 360 ° while maintaining the impedance of 50Ω within the phase variable range to implement various structures and phase control methods suitable for various wireless communication systems for modulation and beam pattern control of antennas. It is an object of the present invention to provide a frequency phase controller that allows the appearance of the structure to be miniaturized as required by the system.

도1은 종래 기술에 따른 위상 제어기의 구성도.1 is a block diagram of a phase controller according to the prior art.

도2는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 구성도.2 is a block diagram of a frequency phase controller according to the present invention;

도3a는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 전면 내부 구조도.Figure 3a is a front internal structure diagram of the frequency phase controller according to the present invention.

도3b는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 배면 내부 구조도.3b is a rear internal structure diagram of a frequency phase controller according to the present invention;

도4는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 잠금 장치의 구조도.4 is a structural diagram of a locking device of a frequency phase controller according to the present invention;

도5는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 일실시예를 나타내는 외관도.5 is an external view showing an embodiment of a frequency phase controller according to the present invention;

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing

11, 21, 31. 입력 콘넥터 12, 22, 32, 42. 외부 도체관11, 21, 31.Input connectors 12, 22, 32, 42.External conductor

13, 23, 33, 43. 테이퍼 선로 14, 24, 34, 44. 내부 도체관13, 23, 33, 43. Taper track 14, 24, 34, 44. Internal conductor

15, 25, 35. 출력 콘넥터 26, 36, 46. 하우징15, 25, 35. Output connectors 26, 36, 46. Housing

37, 47. 유전체 38, 48. 잠금 장치37, 47. Dielectric 38, 48. Lock

39, 49. 조정 손잡이 39-1. 가이드 홈39, 49. Adjustment knob 39-1. Guide home

41. 샤프트 45. 테프론 와셔41.Shaft 45.Teflon Washer

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무선통신 시스템에 사용되는 주파수 위상 제어기에 있어서 신호의 입력과 출력을 위한 입·출력 콘넥터 ; 선로의 역할을 하는 내·외부 도체관 ; 상기 내·외부 도체관을 U자 형태로 서로 삽입하여 트롬본 형태로 구성하여 전기적 길이를 가변함으로써 위상을 변화시키기 위한 테이퍼 선로 ; 상기 내부 도체관을 이동시킬 수 있는 슬라이딩 장치 ; 및 상기 슬라이딩 장치를 고정시키기 위한 잠금 장치를 갖는 주파수 위상 제어기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an input / output connector for inputting and outputting a signal in a frequency phase controller used in a wireless communication system; Internal and external conductors acting as tracks; A tapered line for changing the phase by varying the electrical length by inserting the inner and outer conductor tubes in a U-shape to form a trombone; A sliding device capable of moving the inner conductor pipe; And a locking device for locking the sliding device.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명의 각부 특성 및 동작 원리를 상세히 설명한다. 도1은 종래 기술에 따른 위상 제어기의 구성도로서 일반적으로 외부 도체관(12)의 일측에 입력 콘넥터(11)가 접속되며 나머지 일측에는 내부 도체관(14)이 일자형으로 삽입되고 상기 내부 도체관(14)의 일측에는 출력 콘넥터(15)가 접속되어 내부 도체관(14)이 길이 방향으로 이동함으로써 위상값을 조절하게 된다.Hereinafter, the characteristics and operating principles of each part of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a configuration diagram of a phase controller according to the prior art. In general, an input connector 11 is connected to one side of an outer conductor tube 12, and an inner conductor tube 14 is inserted into the other side in a straight line. An output connector 15 is connected to one side of 14 to move the inner conductor tube 14 in the longitudinal direction to adjust the phase value.

이와는 달리 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기는 도2에 나타낸 바와 같이 외부 도체관(22)과 내부 도체관(24)을 U자형 구조로 구성하여 상기 외부 도체관(22)의 일단에 테이퍼 선로(23)를 구성하고 상기 테이퍼 선로(23)에 내부 도체관(24)이 삽입된다. 도3a 및 도3b는 각각 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 전면 내부 구조도와 배면 내부 구조도를 나타낸 것으로서 입력 콘넥터(31)에 접속된 외부 도체관(32)의 일측에 테이퍼 선로(33)가 구성되고, 상기 테이퍼 선로(33)에는 U자형의 내부 도체관(34)이 끼워지며, 여기에 다시 U자형의 외부 도체관(32)이 연속적으로 연결되어 최종단에 출력 콘넥터(35)가 접속된다. 또한, 상기 내부 도체관(34)은 하우징(36) 내에서 가이드 홈(39-1)을 따라 슬라이딩이 가능하도록 구성된 유전체(37)의 일측 홈에 끼워져 조정 손잡이(39)를 좌우로 돌림으로써 상기 유전체(37)가 이동함에 따라 전체 선로의 길이가 미세하게 변화된다. 이와 같은 동작에 의해 위상값이 조절되면 잠금 장치(38)를 이용하여 고정시킨다. 이러한 동작에 있어서 U자형의 도체관을 서로 연결하여 내부 도체관(34)을 움직임으로써 도체관의 전기적 길이를 가변시키면 도체의 표면에서 전달되는 RF 신호는 입력측에서의 시간 지연만큼 위상이 지연되어 출력측에서 검출된다. 이때 전기적 길이의 가변을 위하여 사용되는 외부 도체관(32)과 내부 도체관(34)의 지름이 서로 상이하여 도체들의 접속 부분의 불연속으로 인하여 50Ω의 임피던스가 유지되지 않는다. 이것은 외부 도체관(32)의 지름은 설계할 때 50Ω에 정합되지만 내부 도체관(34)은 지름의 변동으로 인하여 50Ω을 유지할 수 없기 때문에 발생되며 이를 해결하기 위하여 내부 도체관(34)의 양면에 특정한 유전율값을 갖는 아크릴 소재의 유전체(37)를 구비하여 임피던스를 유지하도록 하였다.In contrast, the frequency phase controller according to the present invention has a U-shaped structure of the outer conductor tube 22 and the inner conductor tube 24 as shown in FIG. 2 to taper the line 23 at one end of the outer conductor tube 22. ) And an inner conductor tube 24 is inserted into the tapered track 23. 3A and 3B show a front internal structure diagram and a rear internal structure diagram of the frequency phase controller according to the present invention, respectively, and a tapered line 33 is formed on one side of the outer conductor pipe 32 connected to the input connector 31. The U-shaped inner conductor pipe 34 is inserted into the tapered line 33, and the U-shaped outer conductor pipe 32 is continuously connected thereto, and the output connector 35 is connected to the final end thereof. In addition, the inner conductor pipe 34 is fitted into one groove of the dielectric 37 configured to be slid along the guide groove 39-1 in the housing 36, thereby turning the adjustment knob 39 left and right. As the dielectric 37 moves, the length of the entire line changes slightly. When the phase value is adjusted by such an operation, the locking device 38 is fixed using the locking device 38. In this operation, when the U-shaped conductors are connected to each other to move the inner conductor 34 to change the electrical length of the conductor, the RF signal transmitted from the surface of the conductor is delayed in phase by the time delay at the input side. Is detected. At this time, since the diameters of the outer conductor pipe 32 and the inner conductor pipe 34 used for varying the electrical length are different from each other, the impedance of 50Ω is not maintained due to the discontinuity of the connection portion of the conductors. This occurs because the diameter of the outer conductor tube 32 is matched to 50 ohms in design, but the inner conductor tube 34 cannot maintain 50 ohms due to a change in diameter. An acrylic dielectric 37 having a specific dielectric constant was provided to maintain impedance.

도4는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 잠금 장치의 구조도로서 전술한 바와 같이 유전체(47)에 내부 도체(44)가 끼워지고 상기 유전체(47)의 하단에는 나사산이 구비되어 샤프트(41)에 구성된 나사산과 맞물려 있다. 상기 샤프트(41)는 테프론 와셔(45)에 의해 하우징(46)에 고정되어 있으며, 조정 손잡이(49)를 돌리면 상기 유전체(47)가 가이드 홈(39-1)을 따라 이동하고 위상값이 소정의 양만큼 조절되면 잠금 장치(48)를 이용하여 고정시킨다. 도5는 본 발명에 따른 주파수 위상 제어기의 일실시예를 나타내는 외관도이다.4 is a structural diagram of the locking mechanism of the frequency phase controller according to the present invention. As described above, the inner conductor 44 is fitted to the dielectric 47 and the lower end of the dielectric 47 is provided with a screw thread on the shaft 41. Meshes with configured threads. The shaft 41 is fixed to the housing 46 by a Teflon washer 45. When the adjusting knob 49 is turned, the dielectric 47 moves along the guide groove 39-1, and the phase value is predetermined. When the amount is adjusted by using the locking device 48 is fixed. 5 is an external view showing an embodiment of a frequency phase controller according to the present invention.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에 사용되어 전기적 길이를 가변하여 위상을 제어하는 주파수 위상 제어기에 있어서 도체관을 U자 형태의 다중 구성으로 제작하여 500MHz 이하의 주파수 대역에서도 원하는 위상 제어값을 갖게 하였고, 또한 U자 형태의 다중 구조를 증가하거나 감소하여 30GHz 가량의 고주파와 500MHz 이하의 저역 주파수에서 충분한 위상 제어값을 얻을 수 있으며, U자 형태의 도체관을 적절히 배치함으로써 기구적으로 소형화가 가능하여 시스템 구성을 용이하게 하며 하우징의 일측에 잠금 장치를 구비하여 위상값이 조절된 후에 외부 요인 등에 의해 위상값이 변화하지 않도록 하는 데에 그 효과가 있다.As described above, according to the present invention, in a frequency phase controller used in a wireless communication system to control a phase by varying an electrical length, a conductor is manufactured in a U-shaped multiple configuration to control a desired phase even in a frequency band of 500 MHz or less. In addition, the U-shaped multi-structure can be increased or decreased to obtain sufficient phase control at high frequencies of about 30 GHz and low frequencies below 500 MHz. It is possible to miniaturize to facilitate the system configuration and to have a locking device on one side of the housing so that the phase value does not change due to external factors after the phase value is adjusted.

Claims

A frequency phase controller used in a wireless communication system,

Input and output connectors for signal input and output;

Internal and external conductors acting as tracks;

A tapered line for changing the phase by varying the electrical length by inserting the inner and outer conductor tubes in a U-shape to form a trombone;

A sliding device capable of moving the inner conductor pipe;

And a frequency phase controller having a locking device for fixing the sliding device.

The method of claim 1,

Frequency phase, characterized in that the U-shaped inner and outer conductor tube consisting of a U-shape and the outer conductor tube and the inner conductor tube is connected in multiple, so that the electrical length can be changed to a desired range even in a miniaturized structure Controller

The method of claim 1,

In order to compensate for the discontinuity characteristics occurring at the connecting portions of the inner and outer conductor pipes, an impedance of an acrylic material is provided on both sides of the inner conductor pipe to maintain a constant impedance of the inner conductor pipe. Frequency phase controller

The method of claim 1,

A frequency phase controller comprising a locking device on one side of the housing so that the phase value does not change due to external factors after the phase value is adjusted.