KR100327533B1 - 유전체 도파관을 포함하는 비가역 회로 소자 및 그것을 포함하는 무선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 비가역 회로 소자 및 그 것을 포함하는 무선 장치를 제공하며, 본 발명의 구성에 따르면, 유전체 스트립(strip)이 삽입되는 홈(grooves)은 두개의 도체판의 대향면에 형성되고; 상기 유전체 스트립의 폭은 상기 유전체 스트립의 중심에서 상기 도체판의 도체 평면을 따른 방향으로 증가되며; 그 폭이 넓어진 위치에서, 공간부는 상기 홈의 측벽과 페라이트 시트의 측면 사이에서 형성된다.

Description

유전체 도파관을 포함하는 비가역 회로 소자 및 그것을 포함하는 무선 장치 {Nonreciprocal Circuit Device Including Dielectric Wave Guide and Radio Device including Same}

본 발명은, 유전체 도파관(wave guide)을 포함하는 비가역 회로 소자 및 상기 비가역 회로 소자를 포함하는 무선 장치에 관한 것이다.

비-방사형 유전체 도파관(이하, 'NRD 가이드'라 함)을 포함하는 종래의 서큘레이터(circulator)는, 전자 정보통신 학회지 EMCJ92-54, MW92-94(1992-10) '60㎓ 대역 NRD 가이드 건(Guun) 발진기' 및 전자 정보통신 논문지 C-I Vol.J77-C-INo.11pp. 592-598 1994년 11월 'NRD 가이드를 사용한 60㎓ 대역 FM 건 발진기'에 설명되어 있다.

도 13은 상기 NRD 가이드를 포함하는 종래의 서큘레이터의 구조를 도시한다. 도 13에서, 3개의 유전체 스트립(strip) 3~5는, 도체판 1과 2 사이에 배치되어 NRD 가이드를 형성한다. 페라이트 시트 6,7은, 3개의 유전체 스트립들이 함께 맞부딪치는 부분에 배치된다. 자석 8,9는, 페라이트 시트 6,7을 사이에 끼워 넣도록 도체판 1,2의 외측에 배치된다.

페라이트 시트 6,7을 포함하는 페라이트 공진기는, 상기 유전체 스트립을 통하여 전송되는 전자파(electromagnetic wave)에 의해 여자(excited)된다. 직류 자계는 페라이트 시트 6,7의 표면에 수직으로 인가된다. 이러한 경우, 상기 페라이트 시트의 강자성(ferromagnetic) 특성에 기인하여, 상기 페라이트의 투자율(permeab-ility)는 고주파 자계의 회전 방향에 따라 달라지고, 그 결과 편파면(polarized wave faces)이 회전하고, 서큘레이터로서 작용된다.

상기 서큘레이터와 같은 유전체 도파관을 포함하는 비가역 회로 소자에서, 상기 유전체 스트립은 상기 서큘레이터의 중심으로부터 방사형으로 연장되도록 배치된다. 따라서, 다른 회로 유니트의 유전체 스트립은 상기 유전체 스트립에 선형적으로 접속될 수 없다. 상기 유전체 도파관을 갖는 회로를 구성하기 위하여, 일정 부분에서 상기 유전체 스트립의 밴딩(bending)이 절대적으로 필요하다. 그러나, 상기 유전체 스트립의 밴딩된 부분에서, 주 전송 모드(mode)인 LSM01 모드는 수평 방향에 대하여 비대칭이 된다. 따라서, LSM01 모드에서 LSE01 모드로 전환이 발생된다. 따라서, 모든 전력이 상기 밴딩 부분의 종단에서 LSM01 모드로 완전히 전환되도록, 상기 밴딩 부분이 설계되는 것이 바람직하지만, 상기 밴딩 부분은 소정의 밴딩 각 및 곡률 반경을 갖도록 형성될 수 없다는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 출원인은 일본 특허출원 7-257803에서, LSM01 모드의 차단 주파수(cut-off freque-ncy)가 유전체 도파관의 전파(propagation) 범위에서 LSE01 모드의 차단 주파수보다 낮아지도록, 유전체 스트립이 끼워지는 홈을 도체판에 형성하고; 비-전파 범위에서는, 상기 전파가 LSM01 모드에서 단독으로 수행될 수 있도록 상기 도체판의 도체 평면 사이의 간격을 좁게 형성한 NRD 가이드(이하, '하이퍼(hyper) NRD 가이드'라 함)를 출원하였다.

상기 서큘레이터에 적용되는 하이퍼 NRD 가이드의 구조는, 예를 들면, 도 11에 도시한다. 도체판 1,2는 그것의 대향 표면에 각각 형성된 홈 21,22를 갖는다. 도체판 1,2는, 유전체 스트립 3~5 및 페라이트 시트 6,7이 상기 홈에 꼭 맞게 끼워지도록 조립된다. 페라이트 시트 6,7은, 페라이트 공진기로서 작용하고, 상기 유전체 스트립들 중 하나를 따라 LSM01 모드에서 전파된 신호와 결합하며, 동시에 상기 편파면을 회전시켜서 LSM01 모드에서의 신호를 다른 유전체 스트립으로 전파시킨다. 상기 하이퍼 NRD 가이드를 포함하는 서큘레이터의 상기 구조에 의하여, LSE01 모드로의 모드-전환이 발생되지 않고, 따라서, 상기 모드-전환에 따른 손실을 줄 일 수 있다.

도 12는, 도 11에 도시된 도체판 2의 홈 22에 맞게 끼워지는 페라이트 시트6,7 및 유전체 스트립 3~5의 상면도이다. 홈 21,22가 도체판 1,2에 각각 형성되고, 유전체 스트립 3~5 및 페라이트 시트 6,7이 홈 21,22에 꼭 맞게 끼워지는 상기 구조에서, 각 도체판 1,2의 홈 21,22의 측벽이 페라이트 시트 6,7의 측면에 매우 근접하게 형성되면, 페라이트 시트 6,7의 주변에서 전자계가 방해받는다. 그 결과, 페라이트 시트 6,7로 형성된 페라이트 공진기 및 유전체 도파관 3~5는 정합되지 않는다. 이러한 이유 때문에, 페라이트 시트 6,7의 접선 방향에 평행한 유전체 부분의 두께(도 12에 화살표로 도시)는 증가되므로, 페라이트 시트 6,7의 측면과 각 도체판 1,2의 홈들의 측벽 사이의 간격은 넓어진다.

그러나, 상기 구조에 의하여, 전자계파는 페라이트 시트 6,7의 주변의 상기 유전체 부분을 통하여 전파되어, 페라이트 시트 6,7의 자계 결합이 약해진다. 그 결과, 3개의 포트를 갖는 서큘레이터의 경우, 예를 들면 도 12에 도시된 바와같이, 전자계파는 하나의 포트에서 다른 두 포트 중 하나의 포트로 전파될 뿐아니라, 남은 포트로 누설된다. 즉, 비가역 회로 소자로서의 서큘레이터의 특성은 열화된다.

상기 문제는 하이퍼 NRD 가이드의 경우 뿐아니라, 홈이 도체판들에 형성되고 유전체 스트립들이 상기 홈들에 배치되는 소자의 경우에도 발생된다.

따라서 본 발명의 목적은, 유전체 스트립이 도체판에 형성된 홈들에 꼭 맞게 끼워지고, 비가역 특성의 악화를 방지하는 구조를 갖는 유전체 도파관을 포함하는 비가역 회로 소자 및 상기 비가역 회로 소자를 포함하는 무선 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 서큘레이터(circulator)의 분해 사시도이다.

도 2a 및 도2b는 각각 상기 서큘레이터의 횡단면도 및 평면도이다.

도 3은 상기 서큘레이터의 일부 확대 사시도이다.

도 4는 도체판, 유전체 스트립(strip) 및 페라이트 시트 사이의 관계를 보여주는 상면도이다.

도 5는 다른 서큘레이터의 주요부의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.

도 6a, 도 6b 및 도 6c는, 상부 도체판이 제거된 경우, 다른 서큘레이터의 상면도이다.

도 7a 및 도 7b는 또 다른 서큘레이터의 횡단면도 및 평면도이다.

도 8a 및 도 8b는 4 포트(port) 유전체 도파관(wave guide) 비가역 회로 소자의 예를 보여주는 설명도이다.

도 9는 밀리파(millimeter wave) 레이다(radar) 모듈의 구조를 보여주는 설명도이다.

도 10은 상기 밀리파 레이다 모듈의 등가 회로도이다.

도 11은 종래의 서큘레이터의 예를 보여주는 설명도이다.

도 12는 종래 서큘레이터의 도체판, 유전체 스트립 및 페라이트의 관계를 보여주는 설명도이다.

도 13은 다른 종래의 서큘레이터의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1,2 ... 도체판 1a~1c ... 노치부(notch)

2a~2c... 노치부 1d ... 오목부

3,4,5... 유전체 스트립 6,7 ... 페라이트판 시트

8,9 ... 자석 10,11 ... 자성체 부재

10a~10c... 측벽 11a~11c ... 측벽

12 ... 공간부(space) 13 ... 오목부

14 ... 스페이서(spacer) 21,22 ... 홈(groove)

본 발명은, 중심으로부터 적어도 두 방향으로 방사상으로 연장되고, 평행 도체 평면을 구성하는 2개의 도체판 사이에 배치되는 유전체 스트립; 및 상기 유전체 스트립의 중심에 배치된 페라이트를 포함하는 비가역 회로 소자를 제공한다. 상기 유전체 스트립보다 낮은 유전율을 갖는 물질은 상기 페라이트의 적어도 한 측면과 상기 페라이트의 측면에 인접한 상기 도체판 사이에 배치된다. 따라서, 상기 페라이트의 공진 모드 및 상기 유전체 도파관의 모드의 정합(matching)이 용이하게 얻어지고, 또한, 상기 페라이트의 주변의 유전율이 줄기 때문에, 상기 페라이트에 대한 상기 자계 결합이 줄지 않고, 양호한 비가역 특성을 얻는다.

낮은 유전율을 갖는 물질을 형성하기 위하여, 상기 도체판의 중심에 오목부가 형성되고, 상기 유전체 스트립보다 낮은 유전율을 갖는 물질(예를 들면, 공간부)는 상기 페라이트의 주변에 배치된다. 또한, 도체판들에는, 유전체 스트립이 소정의 깊이로 삽입되는 홈이 형성되고, 상기 유전체 스트립의 폭은 상기 도체판의 상기 중심부에서 상기 도체판의 평행 도체 평면을 따른 방향으로 증가되며, 낮은 유전율을 갖는 물질(예를 들면, 공간부)는, 상기 유전체 스트립의 상기 넓어진 위치에서 상기 홈의 측벽과 상기 페라이트의 측면 사이에 배치된다.

또한, 본 발명은, 상기 유전체 스트립으로 형성된 상기 유전체 도파관을 포함하는 서큘레이터로서 비가역 회로 소자를 포함하며, 송신 신호 및 수신 신호는 상기 서큘레이터에 의해 분기되는 무선 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 무선 장치는, 소정의 유전체 도파관에 종단기(terminat-or)가 설치된 비가역 회로 소자를 포함하는 아이솔레이터(isolator)를 포함하며,그에 따라, 신호의 역전파(reverse propagation)는 상기 아이솔레이터에 의해 방지된다.

본 발명에 따른 제 1실시예의 서큘레이터 구조를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하고자 한다.

도 1은 상기 서큘레이터의 분해 사시도이다. 도 1에 도시된 도체판 1,2의 대향면은 실질적으로 서로 평행한 도체 평면을 구성한다. 홈 21,22는 두 도체판 1,2의 대향면에 각각 형성된다. 유전체 스트립 3에서, 3개의 유전체 스트립 부분 3a~3c는 일체(一體)로 형성되고, 120°간격의 방사형으로 연장된다.

도 3은 도체판 1,2의 분해 사시도이고, 각 부재들은 도체판 1,2의 사이에 끼워진다. 오목부는 유전체 스트립 3의 중심의 상부면 및 하부면에 형성된다. 페라이트 시트 6,7은, 상기 오목부에 꼭 맞게 끼워지고, 상부측 및 하부측에 위치된 도체판 1, 2 사이에 각각 끼워지며, 그에 따라, LSM01모드에서 신호를 전파하는 3개의 하이퍼 NRD 가이드 및 HE 모드에서 공진하는 페라이트 공진기가 형성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 원주-모양 자석 8,9를 수납하기 위한 오목부는 도체판 1,2의 외부면에 형성된다. 오목부 1d는 상부 도체판 1에 형성된다. 자성체 부재 10,11은 각각의 측벽 10a~10c 및 11a~11c을 갖는다.

이들 부품을 조립하는 경우에, 유전체 스트립 3 및 페라이트 시트 6,7은 도체판 1,2 사이에 각각 끼워진다. 자석 8,9는, 도체판 1,2의 오목부에 수납되고, 또한, 바깥쪽에 배치된 자성체 부재 10,11 사이에 각각 끼워지므로, 이들 부품은 일체로 된다.

노치부(notch) 1a~1c 및 2a~2c는 도체판 1,2에서 각각 120°로 형성되고, 각 노치부는 유전체 스트립 3a~3c로 이뤄지는 각 쌍 사이에 형성된다. 자성체 부재 10,11의 측벽은 그에 대응하는 노치부와 걸어맞춘다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 서큘레이터가 조립된 상태를 도시한다. 도 2b는 상기 서큘레이터의 상면도이고, 도 2a는 도 2b의 A-A선에 따른 횡단면도이다. 상부 및 하부 도체판 1,2의 대향면은 각각 상기 도체 평면을 이루고, 상기 도체 평면 및 그 사이에 배치된 상기 유전체 스트립은 상기 하이퍼 NRD 가이드를 구성한다. 이러한 경우, 도체판 1,2의 대향면 사이의 간격은 λ/2보다 좁게 설정되고, 여기서, λ는 전송되는 전자계파인 밀리파의 파장을 나타내며, 그에 따라, 유전체 스트립이 없는 상기 도체 평면 부분에서, 상기 도체 평면에 평행한 편파면을 갖는 전자계파의 전파는 차단된다. 또한, 도체판 1,2의 대향면 사이의 간격 및 유전체 스트립 3의 높이는 LSM01 모드의 차단-주파수가 LSE01 모드의 차단-주파수보다 낮도록 설정된다.

도 4는 상부 도체판 1을 제거한 경우, 상기 서큘레이터의 상면도이다. 도체판 2에 형성된 홈 22의 폭은 실질적으로 유전체 스트립부 3a~3c의 폭과 동일하다. 도체판 2의 중심에서, 공간부 12는, 유전체 스트립 3보다 낮은 유전율을 갖는 매체로서, 홈 22의 측벽과 페라이트 시트 7의 측면 사이에 형성된다. 이러한 구조에 의하여, 상기 페라이트 시트와 상기 도체판 사이의 간격은 넓게 유지 될 수 있고, 한편, 상기 페라이트 시트의 주변의 상기 유전체 스트립의 폭은 크게 증가되지 않는다. 따라서, 상기 페라이트 시트의 공진 모드와 상기 유전체 도파관의 모드 사이의정합을 용이하게 얻을 수 있고, 또한, 상기 페라이트 시트 주변의 유전율이 줄기 때문에, 상기 페라이트 시트에 대한 자계 결합을 약하게 하지 않고 양호한 비가역 회로 특성을 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 제 2실시예의 서큘레이터 구조를 도시한다. 제 1실시예에서 설명된 유전체 스트립은 일체로 된 세 갈래 모양을 갖는다. 도 5에 도시된 실시예에서, 3개의 독립적으로 분리된 유전체 스트립 3~5가 사용되고, 중심으로부터 120°간격의 세 방향에서 방사형으로 연장되도록 배치된다. 상기 도체판의 중심에서 페라이트 시트 6,7을 유지하기 위하여, 유전체 스페이서(spacer) 14가 사용되고, 스페이서 14의 상부 및 하부 측에 페라이트 시트 6,7이 각각 고정된다. 또한, 이러한 경우, 공간부는 도체판 1,2의 홈의 측벽과 페라이트 시트 6,7 사이에 각각 형성된다. 공간부 12는 도체판 2에 형성되고, 유사한 공간부도 도체판 1에 형성된다.

도 6a 내지 도 6c는 공간부 12의 가능한 다른 모양을 도시한다. 도 6a의 예에서, 상기 공간부는 평면 형상이 실질적으로 사각형 모양으로 형성된다. 도 6b의 예에서, 상기 공간부는 삼각형 모양으로 형성된다. 또한, 도 6c의 예에서, 상기 공간부는 곡선과 직선을 조합시킨 모양으로 형성된다. 또한, 상기 공간부의 다른 모양도 사용될 수 있다. 어느 경우에도, 페라이트 시트 6,7의 주변과 상기 도체판 사이의 거리는 확보되고, 게다가, 페라이트 시트 6,7의 주변에서 전자계파의 전파는 방지될 수 있다. 따라서, 양호한 비가역 회로 특성을 얻을 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 제 3실시예의 서큘레이터 구조를 도시한다. 도 7b는 상부 도체판이 제거된 경우, 상기 서큘레이터의 상면도이다. 도 7a는 도 7b의 A-A선을 따른 횡단면도이다. 이 실시예에서, 오목부 13은 도체판 1,2의 중심에 형성되고, 즉, 공간부는 페라이트 시트 6,7의 주변에 각각 형성된다. 상기 구조에 의해, 페라이트 시트 6,7의 측면과 상기 도체판 사이의 거리뿐 아니라, 페라이트 시트 6,7의 상부측 및 하부측과 상기 도체판 사이의 거리가 확보될 수 있다. 따라서, 상기 페라이트 시트로 형성된 페라이트 공진기의 모드와 상기 유전체 도파관의 LSM01 모드의 정합을 용이하게 얻을 수 있다.

상기 실시예들의 각 경우에서, 3 포트 서큘레이터가 예로서 설명된다. 그러나, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와같이, 유전체 도파관을 포함하는 4 포트 비가역 회로 소자가 형성될 수 있다. 도 8a는, 상기 상부 도체판이 제거된 경우, 유전체 도파관을 포함하는 4-포트 비가역 회로 소자의 상면도이다. 도 8b는 상기 회로 소자를 사용하여 형성된 아이솔레이터의 설명도이다. 따라서, 십자-모양 홈 및 공간부 12는 도체판 2에 형성된다. 상기 페라이트 시트는 유전체 스트립 부분 3a~3d로 구성된 십자-모양 유전체 스트립의 중심에서 상부면 및 하부면에 고정된다. 상기 유전체 스트립은 도체판 2의 홈에 꼭 맞게 끼워진다. 상기 홈에 꼭 맞게 끼워지는 유전체 스트립을 갖는 도체판 2의 상부측은 도체판 2와 동일 모양 및 동일 크기를 갖는 도체판으로 덮이므로, 유전체 도파관을 포함하는 4 포트 비가역 회로 소자가 형성된다. 상기 페라이트 시트의 중심으로부터 방사형으로 연장되는 상기 유전체 도파관중의 한 도파관으로부터의 입력 신호가, 반 시계 방향으로 인접한 유전체 도파관으로 출력되면, 즉, 상기 포트들 중 하나로부터의 입력 신호가 우측으로 인접하는 포트에 출력되면, 도 8b에 도시된 바와같이, 상기 유전체 도파관은 포트 #1 및 포트 #2을 접속시키고, 종단기는 다른 두 포트 #3,#4에 각각 접속된다. 따라서, 포트 #1로부터의 입력 신호는 포트 #2를 통하여 출력된다. 포트 #2로부터 입력된 신호는 포트 #3에서 상기 종단기에 의해 종단된다. 따라서, 전체적으로, 상기 소자는 아이솔레이터로서 작용된다. 위에서 설명한 바와 같은 유전체 도파관을 포함하는 4 포트 비가역 회로 소자는, 상기 두 개의 유전체 스트립들이 직교 구조로 배치되기 때문에, 상기 유전체 도파관의 회로 구조를 용이하게 얻을 수 있다는 이점이 있다.

이하, 밀리파 레이더 모듈에 적용되는 상기 유전체 도파관 비가역 회로 소자의 예를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하고자 한다.

도 9는 상기 상부 도체판이 제거된 경우, 밀리파 레이더 모듈 전체의 평면도이다. 도 10은 도 9의 등가 회로도이다. 상기 모듈은 주로 발진기 100, 아이솔레이터 101, 결합기(coupler) 102, 서큘레이터 104, 결합기 105, 혼합기(mixer) 106 및 1차 방사기(primary radiator) 107로 구성된다. 각 유니트는 전송 선으로서 NRD 가이드를 통하여 접속된다. 발진기 100은, 건 다이오우드 및 버랙터(varactor) 다이오드를 구비하며, 발진 신호를 아이솔레이터 101의 입력 포트로 출력시킨다. 아이솔레이터 101은 서큘레이터, 및 상기 서큘레이터로부터 반사된 신호가 출력되는 서큘레이터의 포트에 접속된 종단기 21을 포함한다. 상기 서큘레이터는 제 1 내지 제 3실시예들 중 하나에 따른 구조를 갖는다. 서로 근접하게 배치된 두 유전체 스트립을 포함하는 결합기 102는 Lo(국부;local) 신호를 출력시킨다. 서큘레이터 104는전송 신호를 1차 방사기 107측으로 출력하고, 1차 방사기 107로부터의 수신 신호를 결합기 105로 출력한다. 결합기 105는 상기 수신 신호와 Lo 신호를 결합시켜서 두 필요한 신호를 혼합기 106으로 인가한다. 혼합기 106은 평형형 (balanced-tpye) 방법으로 두 신호를 혼합하여 IF(중간 주파수;intermediate frequ-ency) 신호를 얻는다.

위에서 설명한 밀리파 레이더 모듈의 제어기는 FM-CW 시스템에 의해 발진기 100의 발진 주파수를 제어하고, IF 신호를 신호-처리하여 탐지 물체까지의 거리 및 탐지 물체에 대한 상대 속도를 결정한다.

위에서 설명한 실시예에서, 상기 도체판의 대향면들 사이의 간격을 밀리파 파장의 반보다 작게 설정하여, 전자계파의 전파를 유전체 스트립이 없는 상기 도체판의 일부에서 차단시킨다. 또한, 상기 도체판의 대향면들 사이의 간격 및 상기 유전체 스트립의 크기는 LSM01 모드의 차단 주파수가 LSE01 모드의 차단 주파수보다 낮도록 설정된다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상기 유전체 도파관은 상기 하이퍼 NRD 가이드 및 상기 NRD 가이드에 제한되지 않는다.

또한, 상기 비가역 회로 소자의 예로서, 3 포트 및 4 포트 서큘레이터가 설명되었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상기 서큘레이터는 3 포트 및 4 포트 서큘레이터에 제한되지 않는다. 일반적으로, 본 발명은, 실질적으로 상기 도체 평면에 평행하고, 상기 도체 평면에 실질적으로 접촉되는 유전체 스트립의 평면에 인접하게 강자성체 시트가 배치되고, 그에 따라, 상기 소자의 텐서(tensor) 투자율을 이용하여 비가역 회로 특성을 갖는 소자에 적용될 수 있다.

또한, 상기 실시예들에서, 상기 페라이트 시트는 상기 상부 및 하부 도체 시트와 접촉되는 유전체 스트립의 평면들에 근접하게 배치된다. 그러나, 상기 페라이트 시트는 상기 유전체 스트립의 평면들 중 하나에만 배치될 수 있다. 상기 페라이트 시트는 원판(disk) 모양을 가질 필요가 없고, 예를 들면, 다각형 모양을 가질 수 있다. 또한, 기둥(columnar)-모양 페라이트가 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 페라이트의 공진 모드와 상기 유전체 도파관의 모드의 정합을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 상기 페라이트의 주변에서 상기 유전율이 줄기 때문에, 상기 페라이트에 대한 자계 결합이 약해짐을 방지하고, 양호한 비가역 특성을 얻을 수 있다. 바람직하게는, 송신 신호와 수신 신호의 분기는 상기 유전체 도파관을 포함하고 양호한 비가역 특성을 갖는 서큘레이터에 의해 수행된다. 따라서, 상기 유전체 도파관을 포함하는 소형의 밀리파 레이더와 같은 무선 장치가 용이하게 형성될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 무선 장치에서, 신호의 역전파는 상기 유전체 도파관을 포함하고 양호한 비가역 회로 특성을 갖는 아이솔레이터에 의해 방지된다. 따라서, 전파 경로로서 상기 유전체 도파관을 포함하는 회로에서, 예를 들면, 발진기로 되돌아 오는 신호는 확실하게 방지될 수 있으며, 양호한 특성을 갖는 무선 장치를 용이하게 형성할 수 있다.

Claims (15)

1. 중심부와, 이 중심부로부터 적어도 두 방향으로 방사상으로 연장되고, 평행 도체 평면을 구성하는 2개의 도체판 사이에 배치되는 스트립들(stripes)을 갖는 유전체 본체를 포함하는 유전체 도파관(dielectric wave guide);

   상기 유전체 본체의 중심부에 배치된 페라이트 본체(body); 및

   상기 페라이트 본체의 적어도 한 측면과 상기 페라이트 본체의 측면에 인접한 상기 도체판 사이에 배치되고 상기 유전체 본체 보다 유전율이 낮은 매체(medium);를 포함하며,

   상기 도체판 각각에는 상기 유전체 본체의 스트립들이 소정의 깊이로 삽입되는 홈이 형성되고, 상기 매체는 상기 홈과 페라이트 본체의 측면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로 소자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 도체판에 수납부(recess)가 형성되고, 상기 유전체 보다 낮은 유전율을 갖는 상기 매체는 상기 페라이트 본체의 주변에 있는 상기 수납부에 배치되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로 소자.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 스트립 각각의 폭은 상기 각 유전체 본체의 중심부에서 상기 평행 도체 평면을 따른 방향으로 넓어지고, 상기 매체는 상기 각 유전체 스트립의 상기 넓어진 위치와 대응하는 상기 홈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로 소자.
4. 수신 회로, 송신 회로 및 비가역 회로 소자를 포함하는 무선 장치로서, 상기 무선 장치는,

   중심부와, 이 중심부로부터 적어도 두 방향으로 방사상으로 연장되고, 평행 도체 평면을 구성하는 2개의 도체판 사이에 배치되는 스트립들(stripes)을 갖는 유전체 본체를 포함하는 유전체 도파관(dielectric wave guide);

   상기 유전체 본체의 중심부에 배치된 페라이트 본체;

   상기 페라이트 본체의 적어도 한 측면과 상기 페라이트 본체의 측면에 인접한 상기 도체판 사이에 배치되고 상기 유전체 본체 보다 유전율이 낮은 매체;

   송신하는 신호를 수신하기 위하여 상기 송신 회로에 결합되는 상기 스트립들 중 제 1스트립;

   상기 송신 신호를 1차 방사기(radiator)로 전달하고, 상기 1차 방사기로부터 수신 신호를 수신하기 위하여 상기 1차 방사기에 결합되는 상기 스트립들 중 제 2스트립; 및

   상기 수신 신호를 상기 수신 회로에 전달하기 위하여 상기 수신 회로에 결합되는 상기 스트립들 중 제 3스트립;을 포함하며,

   상기 도체판 각각에는 상기 유전체 본체의 스트립들이 소정의 깊이로 삽입되는 홈이 형성되고, 상기 매체는 상기 홈과 페라이트 본체의 측면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
5. 수신 회로, 송신 회로 및 아이솔레이터(isolator)를 포함하는 무선 장치로서, 상기 무선 장치는,

   중심부와, 이 중심부로부터 적어도 두 방향으로 방사상으로 연장되고, 평행 도체 평면을 구성하는 2개의 도체판 사이에 배치되는 스트립들(stripes)을 갖는 유전체 본체를 포함하는 유전체 도파관(dielectric wave guide);

   상기 유전체 본체의 중심부에 배치된 페라이트 본체;

   상기 페라이트 본체의 적어도 한 측면과 상기 페라이트 본체의 측면에 인접한 상기 도체판 사이에 배치되고 상기 유전체보다 유전율이 더 낮은 매체;

   상기 송신 회로 및 상기 수신 회로 중 하나에 대하여 제 1방향의 신호를 전달하기 위하여 상기 회로들 중 하나에 결합되는 상기 스트립들 중 제 1스트립;

   상기 수신 회로 및 송신 회로 중 다른 하나로 상기 제 1방향의 상기 신호를 전달하는 상기 스트립들 중 제 2스트립; 및

   종단기(terminator)에 결합되는 상기 스트립들 중 제 3스트립;을 포함하고,

   상기 다른 회로로부터 멀어지는 방향의 신호의 역전파(reverse pro-pagation)가 상기 아이솔레이터에 의해 방지되고,

   상기 도체판 각각에는 상기 유전체 본체의 스트립들이 소정의 깊이로 삽입되는 홈이 형성되고, 상기 매체는 상기 홈과 페라이트 본체의 측면 사이에 배치되는는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 매체는 상기 페라이트 본체의 단면(end face)과 상기 페라이트 본체의 단면에 인접한 대응 도체판 사이에 추가로 배치되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로 소자.
7. 제 2항에 있어서, 상기 수납부는 상기 페라이트 본체의 단면과 상기 페라이트 본체의 단면에 인접한 대응 도체판 사이에 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로 소자.
8. 제 4항에 있어서, 상기 매체는 상기 페라이트 본체의 단면과 상기 페라이트 본체의 단면에 인접한 대응 도체판 사이에 추가로 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
9. 제 4항에 있어서, 상기 도체판에 수납부가 형성되고, 상기 유전체 보다 낮은 유전율을 갖는 상기 매체는 상기 페라이트 본체의 주변에 있는 상기 수납부에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 수납부는 상기 페라이트 본체의 단면과 상기 페라이트 본체의 단면에 인접한 대응 도체판 사이에 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
11. 제 4항에 있어서, 상기 유전체 스트립 각각의 폭은 상기 유전체 본체의 중심부에서 상기 평행 도체 평면을 따른 방향으로 넓어지고, 상기 매체는 상기 각 유전체 스트립의 상기 넓어진 위치와 대응하는 상기 홈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
12. 제 5항에 있어서, 상기 매체는 상기 페라이트 본체의 단면과 상기 페라이트 본체의 단면에 인접한 대응 도체판 사이에 추가로 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
13. 제 5항에 있어서, 상기 도체판에 수납부가 형성되고, 상기 유전체 보다 낮은 유전율을 갖는 상기 매체는 상기 페라이트 본체의 주변에 있는 상기 수납부에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 수납부는 상기 페라이트 본체의 단면과 상기 페라이트 본체의 단면에 인접한 대응 도체판 사이에 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
15. 제 5항에 있어서, 상기 유전체 스트립 각각의 폭은 상기 유전체 본체의 중심부에서 상기 평행 도체 평면을 따른 방향으로 넓어지고, 상기 매체는 상기 각 유전체 스트립의 상기 넓어진 위치와 대응하는 상기 홈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.