KR100358983B1

KR100358983B1 - 발진부 후방 ｆｍ 변조기를 장착한 ｎｒｄ 가이드용 ｆｍ송신기

Info

Publication number: KR100358983B1
Application number: KR1020010008328A
Authority: KR
Inventors: 신천우
Original assignee: 엔알디테크 주식회사; 신천우
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-11-01
Also published as: WO2002084785A1; KR20010044417A; CN1491456A

Abstract

본 발명은 건 다이오드 발진부의 후방에 바랙터 다이오드를 이용한 VCO(Voltage Control Oscillator)를 장착한 NRD 가이드용 FM 변조 송신기에 관한 것이다.

Description

발진부 후방 ＦＭ 변조기를 장착한 ＮＲＤ 가이드용 ＦＭ 송신기 {NRD Guide FM Transmitter with FM Modulator in rear of Gunn Oscillator}

<32> 밀리미터파 집적회로인 NRD 가이드(Non-Radiative Dielectric wave-Guide;비방사성유전체도파관)는 저손실성과 비방사성 등의 특징을 가지고 있다.

<33> NRD 가이드 회로는 상하도체판은 사용하고자 하는 주파수에 대한 파장의 절반 이하의 간격으로 유지하고, 상하도체판 사이에 상하도체판의 간격과 동일한 높이와 일정한 폭을 가지는 유전체 선로를 배치하여 NRD 가이드를 구성한다.

<34> 본 발명은 바랙터 다이오드를 이용하여 VCO를 구성하여 발진부의 후방에서 FM 변조를 구동시키는 새로운 형태의 NRD 가이드용 FM 송신기에 관한 것이다.

<35> 건 다이오드(14)가 장착된 건 다이오드 마운트(6)로부터 발생한 밀리미터파가 스트립 공진기(7)에 의해 급전되며, 이들 발진부의 후방에 일정한 공극(d)를 두고 L1의 길이를 가지는 전방테프론(8)과 고유전율시트(9), 바랙터 다이오드 마운트(10), L2의 길이를 가지는 후방테프론(12)로 구성되어 있는 VCO를 이용하여 FM 변조되고, 변조 신호가 전파하도록 모드 스프레서(5)와 NRD 가이드 선로(3)와 안테나(4)로 구성된다.

<1> 도 1 : 건 다이오드를 이용한 발진부의 후방에 바랙터 다이오드가 장착된

VCO를 둔 FM 변조 송신기의 사시도.

<2> 도 2 : 건 다이오드를 이용한 발진부의 후방에 바랙터 다이오드가 장착된

VCO를 둔 FM 변조 송신기의 평면도.

<3> 도 3 : 건 다이오드를 이용한 발진부와 후방의 바랙터 다이오드가 장착된

VCO의 확대 평면도.

<4> 도 4 : 건 다이오드가 장착되는 건 다이오드 마운트의 사시도.

<5> 도 5 : 건 다이오드를 이용하여 발진된 밀리미터파의 전파를 NRD 가이드 선

로로 급전하기 위한 스트립 공진기.

<6> 도 6 : 밀리미터파 급전시 발생하는 불필요모드를 억제하기 위한 모드 스프

레서.

<7> 도 7 : 바랙터 다이오드 마운트와 바랙터 다이오드의 장착 확대 도면.

<8> 도 8 : 공극에 따른 주파수 편이량에 대한 그래프.

<9> 도 9 : 전방테프론에 따른 사용주파수 대역의 변화에 대한 그래프.

<10> 도 10 : 후방테프론에 따른 사용주파수 대역의 변화에 대한 그래프.

<11> 도 11 : 발진부의 후방에 VCO를 두고 바랙터 다이오드에 역 바이어스 전압을

인가하였을 경우에 대한 공극에 따른 주파수 변조 특성 그래 프.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

<12> 1 : 상부도체판

<13> 2 : 하부도체판

<14> 3 : NRD 가이드 선로

<15> 4 : 로드 안테나(Rod Antenna)

<16> 5 : 모드 스프레서(Mode Suppressor)

<17> 6 : 건 다이오드 마운트

<18> 7 : 스트립 공진기

<19> 8 : 전방테프론

<20> 9 : 고유전율 시트

<21> 10 : 바랙터 다이오드 마운트

<22> 11 : 바랙터 다이오드에 역 바이어스 전압을 공급하기 위한 전원선

(Semi-Rigide)

<23> 12 : 후방테프론

<24> 13 : 건 다이오드 양의 단자에 바이어스를 공급하기 위한 초크 형태의 기판.

<25> 14 : 건 다이오드.

<26> 15 : 얇은 테프론

<27> 16 : 금속(구리)박막

<28> 17 : 바랙터 다이오드

<29> d : 스트립 공진기와 전방테프론 사이의 간격

<30> L1 : 전방테프론의 두께

<31> L2 : 후방테프론의 두께

<36> 도 1은 상하도체판(1, 2) 사이에 발진부와 변조부 및 안테나를 장착한 FM 송신기의 사시도이다. 변조부는 건 다이오드(14)가 장착된 건 다이오드 마운트(6)과 스트립 공진기(7)와 모드 스프레서(5)로 구성되어 있고, 변조부는 전방테프론(8)과 고유전율 시트(9), 바랙터 다이오드 마운트(10), 후방테프론(11)으로 구성되어 있다. 변조된 신호는 NRD 가이드 선로(3)을 지나 로드 안테나(4)에 급전되어 방사된다.

<37> 도 2는 본 발명에 의해 제시된 후방에 VCO를 장착하는 FM 변조 송신기의 평면도이다.

<38> 도 3은 발진부와 변조부를 확대하여 나타낸 평면도이다. 건 다이오드마운트(6)은 도 4에 서와 같이 건 다이오드(14)가 장착되고 바이어스 초크(13)에 의해서 바이어스를 인가하여 밀리미터파 발진하는 역할을 한다.

<39> 이렇게 발진된 밀리미터파는 도 5에 나타낸 것과 같이 2.56의 유전율을 가진 두께 0.3mm의 유전체 기판(7)을 이용하여 발진된 밀리미터파를 NRD 가이드 선로(3)에 공급한다. 또한 , 밀리미터파 급전을 할 때에 발생하는 불필요 모드를 억제하기 위하여 모드 스프레서(5)를 삽입한다.

<40> 변조부는 스트립 공진기(7)로부터 일정한 공극(Air-Gap)을 두고 장착한다. 이때, 공극(d)은 FM 변조시 전압에 따른 주파수 편이량을 결정하는 중요한 역할을 한다. 이러한 공극(d)에 따른 주파수의 편이량 변화에 대한 결과를 도 8에 나타내었다. 공극(d)에 따라 주파수의 편이량이 줄어드는 것으로 나타났다.

<41> 상기 기술된 공극에 따른 주파수 편이량을 선택하여 공극을 두고 변조부가 장착되며 변조부는 전방테프론(8), 고유전율 시트(9), 바랙터 다이오드 마운트(10), 후방테프론(11)의 순서로 배치된다. 전방테프론(8)과 후방테프론(11)의 길이에 따라 사용주파수 대역을 정할 수 있다.

<42> 도 9는 전압이 5V이고 고유전율 시트(9)가 0.135mm, 후방테프론(11)이 2.5mm, 공극이 1.5mm일 때의 전방테프론(8)의 길이에 따른 주파수 대역의 변화를그래프로 나타내고 있다. 전방테프론(8)의 길이가 길어짐에 따라 사용주파수 대역이 내려가는 것을 알 수 있다.

<43> 도 10은 전압이 5V이고 고유전율 시트(9)가 0.135mm, 전방테프론(8)이 1.2mm, 공극이 1.5mm일 때의 후방테프론(11)의 길이에 따른 주파수 대역의 변화를 그래프로 나타내고 있다. 후방테프론(11)의 길이에 따라 전방테프론(8)로 정의된 사용주파수를 중심으로 1GHz 대역에 걸쳐 사용주파수 대역이 결정된다.

<44> 고유전율 시트(9)는 여기서 전방테프론(8)과 바랙터 다이오드 마운트(10)의 임피던스 정합을 위하여 삽입된다. 본 발명에서는 0.135mm의 두께가 정합에 사용되었다.

<45> 도 7은 2.56의 유전율을 가진 0.3mm 두께의 유전체 기판(10)을 사용하였으며, 바랙터 다이오드는(17)는 M/A Com사의 MA46H120의 모델명을 가지는 것을 사용하였다. 바랙터 다이오드(17)이 장착되는 부분의 금속박막 사이의 간격은 0.3mm이다. 금속박막 사이의 간격이 0.1mm인 것도 사용할 수 있다.

<46> 상기 기술된 내용을 바탕으로 전체 FM 송신기 회로를 구성한 결과 60GHz 대역의 FM 송신기를 구현할 수 있었다. 도 11은 공극을 1.2mm, 1.3mm, 1.4mm, 1.5mm, 1.6mm에 대해 전압을 0V, 5V, 10V로 변화시킨 것에 대한 주파수의 변화를 나타낸그래프이다. 그 결과 1.5mm의 공극을 가지는 FM 송신기의 주파수의 변화가 가장 선형적이었다.

<47> 이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 FM 송신기를 새로운 형태로 제시함으로써 소형화할 수 있고, 제작이 간편하여 대량생산이 가능하다.

<48> 또한, 충분히 소형화할 수 있고, 선형성 및 출력 특성이 양호한 FM 송신기를 구현할 수 있기 때문에 레이더, 방송 등 여러 응용분야에 폭넓게 사용되어질 수 있다.

Claims

건 다이오드(14)가 장착된 건 다이오드 마운트(6)로부터 발생한 밀리미터파가 스트립 공진기(7)에 의해 급전되며;

이들 발진부의 후방에 일정한 공극(d)를 두고 L1의 길이를 가지는 전방테프론(8)과 고유전율시트(9), 바랙터 다이오드 마운트(10), L2의 길이를 가지는 후방테프론(12)로 구성되어 있는 VCO를 이용하여 FM 변조되고;

변조 신호가 전파하도록 모드 스프레서(5)와 NRD 가이드 선로(3)와 안테나(4)로 구성된 것을 특징으로 하는 FM 송신기.