KR100392160B1 - High dircetivity directional coupler using microstrip line pattern formation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 틀 내부 밑면과 면적이 동일한 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 ''형 및 ''형의 패턴을 형성하고, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 직사각형 패턴을 형성하여 틀 내부에 끼워넣고, 컨넥터(connecter)를 틀 측면의 홀에 끼워 넣은 후, 상기 컨넥터의 연결단자를 상기 마이크로 스트립 라인의 ''형 및 ''형 스트립 도체의 양쪽 종단에 납땜을 하고, 덮개를 덮어 나사로 고정시킴으로써, 마이크로스트립 라인을 한 개만 사용하여 패턴을 형성하고, 커버프레싱이 필요 없으므로, 제작 시간 및 공정을 단축하고 원자재 비용을 절감하여 제품의 경쟁력을 향상시키며, 고 파워에서 요구되는 고 지향성 특성을 개선하는 효과가 있도록 한 것이다.The present invention relates to a highly directional directional coupler using a microstrip line pattern forming method, and more particularly, to a top strip conductor of a microstrip line having the same area as the inner surface of the frame. 'Type and' Form a pattern, form a rectangular pattern on the bottom strip conductor of the microstrip line, insert it into the frame, insert a connector into the hole on the side of the frame, and connect the connector of the connector to the micro Strip line ' 'Type and' By soldering to both ends of the 'type strip conductor, screwing on the cover and screwing it together, we can use only one microstrip line to form a pattern, eliminating the need for cover pressing, reducing manufacturing time and processes, and reducing raw material costs. It is to improve the competitiveness of the product and to improve the high directivity characteristic required at high power.
Description
본 발명은 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 ''형 및 ''형의 패턴을 형성하고, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 직사각형 패턴을 형성한 것이다.The present invention relates to a high directional directional coupler using a microstrip line pattern forming method, and more particularly, to a top strip conductor of a microstrip line. 'Type and' A pattern of the '' shape is formed, and a rectangular pattern is formed on the bottom strip conductor of the microstrip line.
일반적으로, 무선통신 시스템의 수동 디바이스(Passive Device)인 디렉셔널 커플러(Directional coupler)는 스트립 라인을 이용하여 제작하였다.In general, a directional coupler, a passive device of a wireless communication system, is manufactured using a strip line.
여기서, 스트립 라인은 확장성을 가진 2개의 스트립 도체 사이의 유전체 내부 중간에 띠 모양의 스트립 도체가 있는 마이크로파 전송선로를 말하며, 스트립 도체는 상대(相對)와의 사이를 저 손실의 유전체로 격리한 것이다.Here, the strip line refers to a microwave transmission line with a strip-shaped strip conductor in the middle of the dielectric between two expandable strip conductors, and the strip conductor is separated from the counterpart with a low loss dielectric. .
도 1a는 기존의 마이크로스트립 라인의 단면도로서, 유전체(1)의 양쪽 면에 스트립 도체(2)를 접합한 것이고, 도 1b는 기존의 스트립 라인의 단면도로서, 유전체(1)의 양쪽 면에 스트립 도체(2)를 접합하고 유전체의 내부에 띠 모양의 스트립도체(3)가 있는 것이다.FIG. 1A is a cross-sectional view of a conventional microstrip line, in which strip conductors 2 are bonded to both sides of dielectric 1, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a conventional strip line, and strips on both sides of dielectric 1. The conductor 2 is joined and there is a strip-shaped strip conductor 3 inside the dielectric.
한편, 디렉셔널 커플러 설계자가 원하는 패턴의 스트립 라인을 제작할 경우, 마이크로 스트립 라인 두 개를 이용하여 제작하게 되는데, 한 개의 마이크로스트립 라인은 양쪽 면의 스트립 도체 중에서 한쪽 면의 스트립 도체를 제거하고, 다른 한 개의 마이크로스트립 라인은 양쪽 면의 스트립 도체 중에 한쪽 면의 스트립 도체를 에칭하여 원하는 패턴을 만든 후, 상기 두 개의 마이크로스트립 라인을 각각 제거된 면과 패턴을 만든 면을 접합하여 제작한다.On the other hand, when the directional coupler designer manufactures a strip line with a desired pattern, two micro strip lines are used. One micro strip line removes strip conductors on one side of the strip conductors on both sides and the other. One microstrip line is formed by etching a strip conductor on one side of strip conductors on both sides to form a desired pattern, and then joining the two microstrip lines to the stripped side and the surface on which the pattern is made.
도 2a는 종래의 디렉셔널 커플러의 분해사시도이고, 도 2b는 종래의 디렉셔널 커플러의 단면도로서, 틀(10) 내부 밑면과 면적이 동일한 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 패턴을 형성한 패턴보드(Pattern board)(100)를 틀(10) 내부에 끼워 넣고, 컨넥터(connecter)(12)를 틀(10) 측면의 홀(13)에 끼워 넣은 후에 상기 컨넥터(12)의 연결단자(14)를 상기 패턴보드(100)의 ''형 및 ''형 스트립 도체(101)(102)의 양쪽 종단에 납땜을 하고, 상기 패턴보드(100) 위에, 틀(10) 내부 밑면과 면적이 동일하며 밑면의 스트립 도체를 제거한 마이크로스트립 라인(200)을 넣은 후, 덮개(11)를 덮어 나사로 고정시킴으로써, 상기 두 개의 마이크로스트립 라인이 하나의 스트립 라인과 같은 특성을 갖도록 하였다.Figure 2a is an exploded perspective view of a conventional directional coupler, Figure 2b is a cross-sectional view of a conventional directional coupler, a pattern board formed with a pattern on the upper strip conductor of the microstrip line having the same area as the inner bottom of the frame 10 ( Insert the pattern board (100) into the frame 10, the connector (12) into the hole 13 on the side of the frame 10, and then connect the connector 14 of the connector 12 'Of the pattern board 100 'Type and' The microstrip line 200 is soldered to both ends of the 'type strip conductors 101 and 102, and the pattern strip 100 has the same area as the inner bottom of the mold 10 and the strip conductor of the bottom is removed. After insertion, the cover 11 was covered and screwed so that the two microstrip lines had the same characteristics as one strip line.
그러나, 종래의 디렉셔널 커플러는 두 개의 마이크로스트립 라인으로 하나의 스트립 라인과 같은 특성을 갖도록 만들기 때문에, 어느 하나의 마이크로스트립 라인에 에칭하여 패턴을 형성한 면과, 다른 하나의 마이크로스트립 라인에 스트립 도체를 제거한 면이 접합될 때, 패턴을 형성한 스트립 도체의 두께로 인하여 얇은 층의 공간이 형성된다.However, since the conventional directional coupler is made to have the same characteristics as one strip line with two microstrip lines, the strip is formed by etching on one microstrip line and forming a pattern on the other microstrip line. When the side from which the conductor is removed is joined, a thin layer of space is formed due to the thickness of the strip conductor that forms the pattern.
또한, 상기 형성된 공간을 최소화하기 위하여 덮개를 이용하여 강한 압력으로 누를 경우(커버프래싱 : cover-pressing), 패턴을 형성한 마이크로스트립 라인의 스트립 도체의 두께로 인하여 스트립 도체를 제거한 마이크로스트립 라인의 유전체 형상이 변형되어, 디렉셔널 커플러의 특성이 나빠지게 되고, 디렉셔널 커플러 설계자가 원하는 특성으로 회복시키기 위한 튜닝에 많은 시간과 세밀한 작업을 필요로 하게 되어, 디렉셔널 커플러의 제작비용이 높아지게 되고, 제작 시간 및 공정이 길어지며, 고 지향성(high directivity) 특성을 가진 디렉셔널 커플러를 제작하기가 어려운 문제점이 있었다.In addition, when pressing with a strong pressure using a cover to minimize the formed space (cover-pressing), due to the thickness of the strip conductor of the patterned microstrip line of the strip strip of the microstrip line The dielectric shape is deformed, which deteriorates the characteristics of the directional coupler, and requires a lot of time and detail to tune the directional coupler designer to the desired characteristics, thereby increasing the manufacturing cost of the directional coupler. The production time and the process is long, it is difficult to manufacture a directional coupler having a high directivity (high directivity) characteristics.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 디렉셔널 커플러가 지닌 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 ''형 및 ''형의 패턴을 형성하고, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 직사각형 패턴을 형성하여, 고 파워(High-power)에서 요구되는 고 지향성 특성을 개선하고, 제작 시간 및 공정을 단축하며, 원자재 비용을 절감하여 제품경쟁력을 향상시킨 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional directional coupler, which is applied to the upper strip conductor of the microstrip line. 'Type and' Form a 'pattern, and form a rectangular pattern on the bottom strip conductor of the microstrip line to improve the high directivity required at high-power, shorten manufacturing time and process, and reduce raw material costs To provide a highly directional directional coupler using a microstrip line pattern formation method that improves product competitiveness by reducing the cost.
도 1a는 기존의 마이크로스트립 라인의 단면도.1A is a cross-sectional view of a conventional microstrip line.
도 1b는 기존의 스트립 라인의 단면도.1B is a cross-sectional view of a conventional strip line.
도 2a는 종래의 디렉셔널 커플러의 분해사시도.Figure 2a is an exploded perspective view of a conventional directional coupler.
도 2b는 종래의 디렉셔널 커플러의 단면도.2B is a cross-sectional view of a conventional directional coupler.
도 3a은 본 발명에 의한 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 분해사시도.Figure 3a is an exploded perspective view of a high directional directional coupler using a microstrip line pattern formation method according to the present invention.
도 3b는 본 발명에 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 평면도.3B is a plan view of a high directional directional coupler using the method of forming a microstrip line in the present invention.
도 3c는 본 발명에 의한 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 저면도.3C is a bottom view of a high directional directional coupler using the method of forming a microstrip line pattern according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 다른 예를 나타낸 사시도.Figure 4 is a perspective view showing another example of a high directional directional coupler using a microstrip line pattern forming method according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
300 : 커플러 301 : ''형 스트립 도체 302 : ''형 스트립 도체300: coupler 301: ' 'Type strip conductor 302:' 'Type strip conductor
303 : 유전체 304 : 직사각형 스트립 도체 305 : 입구형 스트립 도체303: dielectric 304: rectangular strip conductor 305: entry strip conductor
306 : 사각형 스트립 도체 307 : 날일형 스트립 도체 310 : 커플러306: rectangular strip conductor 307: straight strip conductor 310: coupler
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로스트립 라인을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러는, 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 ''형 및 ''형의 패턴을 형성하고, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 직사각형 패턴을 형성한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high directivity directional coupler using a microstrip line according to the present invention is provided with a top strip conductor of a microstrip line. 'Type and' And a rectangular pattern is formed on the bottom strip conductor of the microstrip line.
이하에서 상기한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a은 본 발명에 의한 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 분해사시도이고, 도 3b는 본 발명에 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 평면도이며, 도 3c는 본 발명에 의한 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 저면도로서, 틀(10) 내부 밑면과 면적이 동일한 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 ''형 및 ''형의 패턴을 형성하고, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 직사각형 패턴을 형성한 커플러(300)를 틀(10) 내부에 끼워넣고, 컨넥터(connecter)(12)를 틀(10) 측면의 홀(13)에 끼워 넣은 후, 상기 컨넥터(12)의 연결단자(14)를 상기 마이크로 스트립 라인의 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302)의 양쪽 종단에 납땜을 하고, 덮개(11)를 덮어 나사로 고정시킨다.Figure 3a is an exploded perspective view of a high directional directional coupler using a microstrip line pattern formation method according to the present invention, Figure 3b is a plan view of a high directional directional coupler using a microstrip line pattern formation method according to the present invention, Figure 3c Is a bottom view of a high directional directional coupler using the method for forming a microstrip line pattern according to the present invention, wherein 'Type and' Form a pattern, insert a coupler 300 having a rectangular pattern on the bottom strip conductor of the microstrip line into the frame 10, and connect the connector 12 to the side of the frame 10. After inserting into the hole 13, the connecting terminal 14 of the connector 12, ' 'Type and' Both ends of the 'shaped strip conductors 301 and 302 are soldered and the lid 11 is covered and screwed.
여기서, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 형성한 직사각형 스트립 도체(304)의 폭은 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302) 사이의 폭보다 크며, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 직사각형 패턴을 형성한 것은, 상기 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302)가 상호간섭작용을 하여 특성이 저하되는 것을 막기 위하여 커패시턴스( capacitance : 정전용량 )를 갖도록 한 것이다.Here, the width of the rectangular strip conductor 304 formed on the bottom strip conductor of the microstrip line is' 'Type and' 'A greater than the width between the strip strip conductors 301 and 302, and forming a rectangular pattern on the bottom strip conductor of the microstrip line, 'Type and' In order to prevent the 'type strip conductors 301 and 302 from interfering with each other, the characteristics of the strip strip conductors 301 and 302 have capacitances.
일반적으로 커패시턴스 C는,In general, capacitance C is
(1) (One)
이며, Q는 스트립 도체표면의 전하량(이때, 양전하는 Q, 음전하는 -Q로 표시된다)이고, Vo는 두 스트립 도체사이의 전위차이다.Where Q is the amount of charge on the surface of the strip conductor (where positive charge is represented by Q and negative charge is represented by -Q), and V o is the potential difference between the two strip conductors.
도체계 내에서 전하밀도를 N배로 증가시키면 가우스(Gauss)의 법칙에 의하여 전속밀도나 전계의 세기도 N배가되고 전위차도 역시 N배로 증가하여, 커패시턴스는 전위차나 총전하량의 값에 영향을 받지 않는다.Increasing the charge density by N times in the conducting system increases the intensity of electric flux or electric field by N times and the potential difference by N times according to Gauss' law. .
식 (1)에서 두 스트립 도체가 각각인 균일한 표면전하를 갖는다고 가정하면,In equation (1), two strip conductors Assuming a uniform surface charge of
(2) (2)
(3) (3)
이며, 이때 S는 두 스트립 도체의 면적이고, d는 두 스트립 도체사이의 거리이며,는 스트립 도체사이에 있는 유전체의 유전율이다.Where S is the area of the two strip conductors, d is the distance between the two strip conductors, Is the dielectric constant of the dielectric between the strip conductors.
따라서, 식(1)은Therefore, equation (1)
(4) (4)
인 관계를 얻게 된다.You get a relationship.
따라서, 커패시턴스는 전위차나 총전하량의 값에 관계없이 도체계의 기하학적 제원(면적, 거리 등)과 균일유전체의 유전율에 의해서 결정된다.Therefore, the capacitance is determined by the geometrical specifications (area, distance, etc.) of the conductive system and the dielectric constant of the uniform dielectric, regardless of the potential difference or the value of the total charge.
또한, 상기 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302) 사이의 간격은 사용주파수에 따라 달라지기 때문에, 상기 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302) 사이의 간격에 따라서 직사각형 스트립 도체(304)와 입구형 스트립 도체(305)의 폭과 넓이 등이 결정된다.Also, the above ' 'Type and' Since the spacing between the strip conductors 301 and 302 depends on the frequency of use, 'Type and' The width and width of the rectangular strip conductor 304 and the inlet strip conductor 305 are determined according to the distance between the 'shaped strip conductors 301 and 302.
도 4는 본 발명에 의한 마이크로스트립 라인 패턴 형성 방법을 이용한 고 지향성 디렉셔널 커플러의 다른 예를 나타낸 사시도로서, 틀(10) 내부 밑면과 면적이 동일한 마이크로스트립 라인의 윗면 스트립 도체에 ''형 및 ''형의 패턴을 형성하고, 상기 마이크로스트립 라인의 아랫면 스트립 도체에 사각형 패턴을 형성한 커플러(310)를 틀 내부에 키워넣고, 컨넥터(connecter)(12)를 틀(10) 측면의 홀(13)에 끼워 넣은 후, 상기 컨넥터(12)의 연결단자(14)를 상기 마이크로 스트립 라인의 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302)의 양쪽 종단에 납땜을 하고, 덮개(11)를 덮어 나사로 고정시킨다.4 is a perspective view showing another example of the high directional directional coupler using the method for forming a microstrip line pattern according to the present invention. 'Type and' Form a pattern, insert a coupler 310 having a square pattern on the bottom strip conductor of the microstrip line into the mold, and connect the connector 12 to the hole 13 on the side of the mold 10. ) And the connecting terminal 14 of the connector 12 to the ' 'Type and' Both ends of the 'shaped strip conductors 301 and 302 are soldered and the lid 11 is covered and screwed.
여기서, 상기 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302) 사이의 간격은 사용주파수에 따라 달라지기 때문에, 상기 ''형 및 ''형 스트립 도체(301)(302) 사이의 간격에 따라서 사각형 스트립 도체(306)와 날일형 스트립 도체(307)의 폭과 넓이 등이 결정된다.Where ' 'Type and' Since the spacing between the strip conductors 301 and 302 depends on the frequency of use, 'Type and' Depending on the spacing between the 'shaped strip conductors 301 and 302, the width and width of the square strip conductor 306 and the blade strip conductor 307 are determined.
상기 본 발명은 당업자의 요구에 따라 기본 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.The present invention may be modified in various ways without departing from the basic concept according to the needs of those skilled in the art.
상술한 바와 같이 종래의 디렉셔널 커플러는 마이크로스트립 라인 두 개를 사용하여 패턴을 형성한 후에 커버프래싱 하였으나, 본 발명에 따르면 마이크로스트립 라인을 한 개만 사용하여 패턴을 형성하고 커버프레싱이 필요 없으므로, 제작시간 및 공정을 단축하고 원자재 비용을 절감하여 제품의 경쟁력을 향상시키며, 고 파워에서 요구되는 고 지향성 특성을 개선하는 효과가 있다.As described above, the conventional directional coupler is formed by using two microstrip lines to cover the pattern, but according to the present invention, since only one microstrip line is used to form a pattern and no cover pressing is necessary. It shortens manufacturing time and process, reduces raw material cost, improves product competitiveness, and improves high directional characteristics required at high power.
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |