KR100415572B1

KR100415572B1 - 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼

Info

Publication number: KR100415572B1
Application number: KR10-2001-0077617A
Authority: KR
Inventors: 송영하; 이경우
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2001-12-08
Filing date: 2001-12-08
Publication date: 2004-01-24
Also published as: KR20030047195A

Abstract

본 발명은 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼에 관한 것으로, 본 발명은 위성신호를 수신하기 위해, 혼부(31)와 웨이브 가이드부(32)를 갖는 원형 피드혼(30)에 있어서, 위성신호중 제1 위성신호를 수신하기 위해, 상기 혼부(31)에 근접하는 상기 웨이브 가이드(32) 내측면에 수직으로 설치한 제1 프로브(P1); 상기 제1 위성신호와 90°의 위상차를 갖는 제2 위성신호를 수신하기 위해, 상기 웨이브가이드부(32)의 저면에 근접하는 웨이브가이드부(32)의 내측면에 수직으로, 그리고 상기 제1 프로브와 공간상으로 직교하도록 설치한 제2 프로브(P2); 상기 웨이브가이드부(32)의 내부의 상기 제1 프로브(P1)와 제2 프로브(P2) 사이에, 상기 제1 프로브(P1)와 설정거리(L1)를 유지하며, 상기 웨이브 가이드부(32)의 길이방향으로 상기 제1 프로브(P1)와 동일한 자세로 설치한 도전성의 커플링 플레이트(CP); 상기 커플링 플레이트(CP)의 일면에서 타면으로 관통하여 형성한 제1 관통홀(H1); 및 상기 커플링 플레이트(CP)의 일면에서 타면으로 관통하며, 상기 제1 관통홀(H1)에서 제2 프로브(P2) 방향으로 상기 제1 관통홀(H1)과 설정거리(L2)를 유지하도록 형성한 제2 관통홀(H2)을 구비함을 요지로 한다.

Description

수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼{FEEDHORN FOR IMPROVING THE ISOLATIPON BETWEEN VERTICAL AND HORIZONTAL POLARIZATION}

본 발명은 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼에 관한 것으로, 특히 저 잡음 주파수 변환기에 장착되는 피드혼의 웨이브가이드 내부에 커플링 플레이트를 설치한 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼에 관한 것이다.

일반적으로, 위성 수신시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 옥외에 설치되는 위성 안테나(parabolic antenna)(10), 원형 피드혼(feedhorn)(20) 및 저 잡음 주파수변환기(LNB)(30)를 포함하고, 또한 옥내에 설치되는 위성수신기(40)를 포함하고 있으며, 상기 피드혼(feedhorn)은 위성안테나에 의한 위성신호를 유도하기 위한 혼(horn)과 이 유도된 위성신호를 수신하기 위한 프로브가 내부에 설치된 웨이브가이드(wave guide)로 이루어져 있다. 이러한 피드혼의 구조 및 프로브 설치조건은 위성신호의 수신감도 특성, 수직편파 및 수평편파 신호간의 아이솔레이션(isolation) 특성에 영향을 미친다.

도 2는 종래의 피드혼의 구조도로서, 도 2a는 피드혼의 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 B-B선 단면도이다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 종래 저 잡음 주파수변환기의피드혼(20)은 혼부(21)과 웨이브 가이드부(22)로 이루어져 있는데, 이 웨이브 가이드부(22)의 내부에는 혼부에 가까이 제1 위성신호를 수신하기 위한 제1 프로브(P1)가 내측면에 수직으로 설치되어 있고, 또한, 상기 제1 위성신호와 90°의 위상차를 갖는 제2 위성신호를 수신하기 위해, 상기 웨이브가이드부(22)의 내부에는 웨이브가이드부(22)의 저면에 가까이, 즉 저면에서 λ/4 떨어진 위치에, 상기 제1 프로브(P1) 및 가이드 내측면 각각에 수직으로 제2 프로브(P2)가 설치되어 있다.

이러한 종래의 위성수신용 LNB에 있어서, 전파의 수신용 원형도파관 안에는 수직편파(horizontal polarization) 및 수평편파(vertical polarization)를 각각 수신하는 2개의 RF 프로브(porbe)가 상기 기술한 바와 같이 설치되어 있는데, 여기서 중요한 요소로 작용하는 각 프로브의 반사손실(수직편파의 반사손실과 수평편파의 반사손실)과, 수직편파 및 수평편파 간의 아이솔레이션(isolation)(수직편파가 수평 프로브에 인가되는 양과 수평편파가 수직 프로브에 인가되는 양)을 개선하기 위하여 도 2a-도2c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프로브(P1)와 제2 프로브(P2)가 일정한 거리만큼 떨어져 설치되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 저 잡음 주파수변환기의 피드혼(10)에 있어서는, 수직편파의 전파가 원형 웨이브가이드부를 따라 전파하다가 수직편파 프로브에 도달하면 수직편파는 대부분이 수직성분이므로 수직편파 프로브에 인가가 되지만, 적은 량의 수평성분이 존재하므로 그 성분들은 수평편파 프로브에 인가가 되고, 이로인해, 두 신호간의 간섭으로 아이솔레이션이 나빠지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 저 잡음 주파수 변환기에 장착되는 피드혼의 웨이브가이드 내부에 커플링 플레이트를 설치한 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼에 관한 것이다.

도 1은 일반 위성 수신시스템의 개략적인 구성도이다.

도2은 종래의 피드혼의 구조도로서, 도 2a는 피드혼의 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 A-A선 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 B-B선 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 피드혼의 구조도로서, 도 3a는 피드혼의 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A선 단면도이며, 도 3c는 도 3a의 B-B선 단면도이다.

도 4는 본 발명의 피드혼의 커플링 플레이트의 반사면의 기능 설명도이다.

도 5는 본 발명의 피드혼의 커플링 플레이트의 관통홀 기능 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 피드혼 31 : 혼부

32 : 웨이브가이드부 P1,P2 : 제1,제2 프로브

CP : 커플링 플레이트 CP1 : 커플링 플레이트 반사면

H1,H2 : 제1,제2 관통홀

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 피드혼은 위성신호를 수신하기 위해, 혼부와 웨이브 가이드부를 갖는 원형 피드혼에 있어서, 위성신호중 제1 위성신호를 수신하기 위해, 상기 혼부에 근접하는 상기 웨이브 가이드 내측면에 수직으로 설치한 제1 프로브; 상기 제1 위성신호와 90°의 위상차를 갖는 제2 위성신호를 수신하기 위해, 상기 웨이브가이드부의 저면에 근접하는 웨이브가이드부의 내측면에 수직으로, 그리고 상기 제1 프로브와 공간상으로 직교하도록 설치한 제2 프로브; 상기 웨이브가이드부의 내부의 상기 제1 프로브와 제2 프로브 사이에, 상기 제1 프로브와 설정거리를 유지하며, 상기 웨이브 가이드부의 길이방향으로 상기 제1 프로브와 동일한 자세로 설치한 도전성의 커플링 플레이트; 상기 커플링 플레이트의 일면에서 타면으로 관통하여 형성한 제1 관통홀; 및 상기 커플링 플레이트의 일면에서 타면으로 관통하며, 상기 제1 관통홀에서 제2 프로브 방향으로 상기 제1 관통홀과 설정거리를 유지하도록 형성한 제2 관통홀을 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3a,3b 및 도 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 피드혼은 위성신호를 수신하기 위해 혼부(31)와 웨이브 가이드부(32)를 갖는다.

상기 피드혼(30)은 위성신호중 제1 위성신호를 수신하기 위해, 상기 혼부(31)에 근접하는 상기 웨이브 가이드(32) 내측면에 수직으로 설치한 제1 프로브(P1)와, 상기 제1 위성신호와 90°의 위상차를 갖는 제2 위성신호를 수신하기 위해, 상기 웨이브가이드부(32)의 저면에 근접하는 웨이브가이드부(32)의 내측면에 수직으로, 그리고 상기 제1 프로브와 공간상으로 직교하도록 설치한 제2 프로브(P2)와, 상기 웨이브가이드부(32)의 내부의 상기 제1 프로브(P1)와 제2 프로브(P2) 사이에, 상기 제1 프로브(P1)와 설정거리(L1)를 유지하며, 상기 웨이브 가이드부(32)의 길이방향으로 상기 제1 프로브(P1)와 동일한 자세로 설치한 도전성의 커플링 플레이트(CP)와, 상기 커플링 플레이트(CP)의 일면에서 타면으로 관통하여 형성한 제1 관통홀(H1)과, 상기 커플링 플레이트(CP)의 일면에서 타면으로 관통하며, 상기 제1 관통홀(H1)에서 제2 프로브(P2) 방향으로 상기 제1 관통홀(H1)과 설정거리(L2)를 유지하도록 형성한 제2 관통홀(H2)로 구성한다.

상기 커플링 플레이트(CP)는 상기 제1 프로브(P1)에 대향하는 반사면(CP1)을 갖추고 있으며, 상기 제1 프로브와 커플링 플레이트간의 설정거리(L1)는 λ/4이다. 그리고, 상기 제1 관통홀(H1)의 중심과 및 제2 관통홀(H2)의 중심간의 설정거리(L2)는 λ/4이다.

도 4는 본 발명의 피드혼의 커플링 플레이트의 반사면의 기능 설명도로서, 도 4를 참조하면, 상기 제1 프로브(P1)로부터 λ/4떨어진 곳에서 커플링 플레이트(CP)의 반사면(CP1)이 있고, 웨이브의 반사시에는 역위상으로 반사가 되는 점을 감안하면, 안테나 기능을 수행하는 제1 프로브(P1)에서는 반사면으로 가는 λ/4, 반사면에 의해 반사되어 제1 프로브(P1)로 뒤돌아오는 +λ/4, 반사면에서 꺽인 역위상인 180가 합성된 위상의 신호가 반사되어 입력되는데, 이때, 반사되어 온 신호는 혼부(31)을 통해 제1 프로브(P1)에 직접 입력되는 신호와 동일위상이 되어 수신되므로, 반사된 신호에 의해 수신감도가 향상된다. 이는 전송선로의 입력특성임피던스 식에 의해서도 설명되는데, 이는 λ/4의 오픈(OPEN)은 그 주파수 λ의 쇼트(SHORT)와 같으므로 입력 신호가 안테나에 유입되는 것이다.

도 5는 본 발명의 피드혼의 커플링 플레이트의 관통홀 기능 설명도로서, 도 5를 참조하면, 피드혼(30)의 혼부(31)를 통해 유입되는 신호의 일부는 제1 관통홀(H1)을 통하여 신호 A 및 B로 나누어지고, 그 나머지는 제2 프로브(P2) 방향으로 계속 진행하면서, 또한, 일부신호가 다시 제2 관통홀(H2)를 통하여 신호 C 및 D로 나누어진다. 여기서 A는 역방향 0도, B는 순방향 0도, C는 역방향 λ/4(90도)이고, 그리고, D는 순방향 λ/4(90도)이다.

상기 제1 관통홀(H1)과 제2 관통홀(H2)의 간격이 90도(λ/4) 차이에 해당하므로, 상기 신호 A와 C는 동일 진행방향이고, 이에 따라 λ/4(90도) 위상차가 있는 신호가 λ/4(90도) 거리간격으로 떨어져 있는 제1 관통홀(H1)을 돌아옴으로써 결국 동일지점에서는 동일방향의 180도의 위상차로 인해 상쇄된다.

또한, 상기 신호 B와 D는 동일진행방향이고, B는 먼저 제1 관통홀(H1)을 통과한 후 λ/4만큼 진행하고 D는 λ/4만큼 먼저 진행한 후 제2 관통홀(H2)을 통과하는 지점에서 B신호와 만나는데, 이 지점에서 동일위상이므로 서로 결합되어 진행한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 커플링 플레이트에 의해서 뒤돌어오는 신호는 상쇄되고, 진행하는 신호를 결합됨에 의해서, 신호의 아이솔레이션이 확보됨과 동시에 신호의 수신감도가 그 만큼 향상되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 저 잡음 주파수 변환기에 장착되는 피드혼의 웨이브가이드 내부에 커플링 플레이트를 설치함으로서, 수직/수평 편파간의 아이솔레이션을 개선하고, 수신감도를 개선할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

위성신호를 수신하기 위해, 혼부(31)와 웨이브 가이드부(32)를 갖는 원형 피드혼(30)에 있어서,

위성신호중 제1 위성신호를 수신하기 위해, 상기 혼부(31)에 근접하는 상기 웨이브 가이드(32) 내측면에 수직으로 설치한 제1 프로브(P1);

상기 제1 위성신호와 90°의 위상차를 갖는 제2 위성신호를 수신하기 위해, 상기 웨이브가이드부(32)의 저면에 근접하는 웨이브가이드부(32)의 내측면에 수직으로, 그리고 상기 제1 프로브와 공간상으로 직교하도록 설치한 제2 프로브(P2);

상기 웨이브가이드부(32)의 내부의 상기 제1 프로브(P1)와 제2 프로브(P2) 사이에, 상기 제1 프로브(P1)와 설정거리(L1)를 유지하며, 상기 웨이브 가이드부(32)의 길이방향으로 상기 제1 프로브(P1)와 동일한 자세로 설치한 도전성의 커플링 플레이트(CP);

상기 커플링 플레이트(CP)의 일면에서 타면으로 관통하여 형성한 제1 관통홀(H1); 및

상기 커플링 플레이트(CP)의 일면에서 타면으로 관통하며, 상기 제1 관통홀(H1)에서 제2 프로브(P2) 방향으로 상기 제1 관통홀(H1)과 설정거리(L2)를 유지하도록 형성한 제2 관통홀(H2)을 구비함을 특징으로 하는 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼.
제1항에 있어서, 상기 커플링 플레이트(CP)는

상기 제1 프로브(P1)에 대향하는 반사면(CP1)을 갖는 것을 특징으로 하는 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼.
제2항에 있어서, 상기 제1 프로브와 커플링 플레이트간의 설정거리(L1)는

λ/4임을 특징으로 하는 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼.
제3항에 있어서, 상기 제1 관통홀(H1)의 중심과 및 제2 관통홀(H2)의 중심간의 설정거리(L2)는

λ/4임을 특징으로 하는 수직/수평 편파간 아이솔레이션 개선한 피드혼.