KR100467120B1 - 전송라인네트워크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 거품(foam) 스트립라인형의 전송 라인 네트워크에 관한 것이다. 거품에서의 절연성 손실(dielectric loss)을 감소시키기 위해, 전송 라인 네트워크의 파(wave) 특성을 손상시키지 않도록 스트립라인 영역내의 최소한 일부 거품이 제거된다. 더우기, 형성된 관은 공기 또는 또다른 냉각제로 스트립라인을 냉각시키는데 사용된다.
Description
본 발명은 전송 라인 네트워크(transmission-line network)에 관한 것이며, 이 전송 라인 네트워크는 제 1 도전 베이스, 일정 두께를 갖는 제 1 절연 시트, 일정 두께를 갖는 제 2 절연 시트, 제 2 도전 베이스, 및 상기 제 1 절연 시트와 상기 제 2 절연 시트사이에 위치된 스트립라인 네트워크의 조립체(assembly)로 이루어진다. 이러한 전송 라인 네트워크는 위상 단열(phased-array) 또는 멀티빔 안테나내의 분배 네트워크로서 사용된다. 이들 공지된 전송 라인 네트워크의 결점은 절연성 손실(dielectric loss)의 결과로서 내부 도전 구조체 부근의 절연 시트에서 발생하는 열로 인해 전력 전송에 있어 비교적 한정된 능력을 가지는 것이며, 이러한 절연성 손실은 전송 라인 네트워크의 과잉 열을 발생시킬 수 있다.
개선된 전송 라인 구조가 GB-A 제2,217,114호에 공지되어 있으며, 그 스트립 라인 네트워크는 한 절연 시트내의 그로브(grove)내에 위치되어, 스트립라인 네트워크의 한 면은 절연성(dielectric)이 없어지게 된다. 고전력 응용에 대해, 상기 공지된 전송 라인 구조는 스트립라인 네트워크의 한면이 과잉 열을 발생시키는 절연성을 여전히 포함하고 있는 단점이 있으며, 특히, 이 단점은 전자기장이 절연성을 포함한 면상에 집중될 때 더욱 심해진다.
분배 네트워크에 있어서, 공지된 전송 라인 구조체는 스트립라인 네트워크가, 절연성 없는 면에 비해 절연성 있는 면에 대해 전자기파 속도가 다르다는 점에서 대칭성이 없는 단점이 있다. 이것은 스트립라인부의 위상 길이(phase length)가 잘 정의되어 있지 않음을 의미하며, 이는 분배 네트워크에서 허용될수 없는 것이다.
도 1은 전송 라인 네트워크의 상면을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 전송 라인 네트워크의 횡단면도.
도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 전송 라인 네트워크의 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제 3 실시예의 전송 라인 네트워크의 횡단면도.
본 발명은 상기 단점이 없는 전송 라인 네트워크를 실현하는 것을 목적으로 하며, 스트립라인 네트워크의 일부 형태에 최소한 실질적으로 일치하는 캐비티가 두 절연 시트내에 제공되어, 전송 라인 네트워크가 절연체를 포함하지 않도록 한다.
스트립라인 네트워크의 지지에 있어서, 제 1의 양호한 실시예는 캐비티의 폭이 스트립라인 네트워크의 폭보다 작아지도록 최소한 국부적으로 선택되는 것을 특징으로 한다. 이리하여, 절연성 손실의 발생을 야기할 절연체 크기는 매우 감소될 것이며, 임의의 잔여 절연체는 그 발생 전장의 세기 및, 결과적으로 그 발생 절연성 손실이 통상적으로 더욱 작아지게 될 내부 도전 구조체의 엣지상에 존재하게 된다. 더우기, 지지가 요구된 영역에서 내부 도전 구조체와 제 1 및 제 2 도전 베이스간의 한정된 량의 절연성의 존재로 인한 결과로서, 그 전체 길이에 걸쳐 내부 도전 구조체를 지지하는 것이 요구되지 않을 것이다.
제 2 실시예에서, 스트립라인 네트워크는 절연막상에 위치될 수 있으며, 이 절연막은 최소한 제 1과 제 2 절연 시트간에 위치된다. 그후, 스트립라인의 폭보다 캐비티의 폭이 더 크게 되도록 선택가능하며, 절연 시트내에서 발생하는 절연성 손실이 완전히 배제된다.
상기는 스트립라인 네트워크가 절연막상에 위치된 인쇄 회로로서 구현될 수 있는 추가적인 장점을 수반한다. 또한, 상기는 비교적 낮은 비용으로 복잡한 내부 도전 구조체가 제조될수 있게 한다.
이와같이 얻어진 전송 라인 네트워크는 고전력 전송가능하며, 내부 도전 구조체에서의 옴 손실 및 절연막내에서 발생하는 절연성 손실은 제한 요인(restrictive factor)들을 이룬다. 캡톤 또는 폴리아미드를 이용하는 예에 의해, 이들 절연성 손실은 낮게 유지될 수 있다.
본 발명의 또다른 장점은 전송될 전력이 내부 도전 구조체를 냉각시킴으로써 더욱 증가될 수 있다는 것이다. 본 발명의 또다른 양호한 실시예는 네트워크를 냉각시키기 위해 스트립라인 네트워크의 최소한 일부를 따라 유체 흐름을 공급하도록 수단이 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 목적을 위해, 추가의 캐비티들은 절연 시트내에 제공될 수도 있다. 유체 흐름(fluid flow)으로서의 건조한 공기의 사용으로, 수분이 전송 라인 네트워크로 침투하는 것을 방지하며, 이 수분은 또다른 손실을 야기할 수도 있다.
상기는 절연 시트가 그 흡수력을 위해 인식된 합성 거품으로 이루어져 있다면 특히 적합하다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 내부 도전 구조체(1)가 제공된 전송 라인 네트워크의 개략적인 상면도이다. 예를 들어, 4개의 출력부(3a, 3b, 3c, 3d)에 걸쳐 입력부(2)에 공급된 마이크로파 에너지 분포를 위해 사용될수 있다. 이러한 전송 라인 네트워크는 흔히, 입력부(2) 및 출력부(3a, 3b, 3c, 3d)에 대한 방사 소자에 접속된 송신기 또는 수신기를 갖는 안테나내에 적용된다. 내부 도전 구조체(1)는 후술될 샌드위치 구조체(4)내에 포함된 스트립라인 네트워크일 것이다.
도 1에 도시된 라인 AA'에 따라, 도 2는 본 발명에 따른 전송 라인 네트워크의 가능한 구조물의 횡단면도를 나타낸다. 내부 도전 구조체(1)는 제 1 도전 베이스(5), 제 1 절연 시트(6), 제 2 절연 시트(7), 및 제 2 도전 베이스(8) 간에서 샌드위칭된다. 절연성 손실을 방지하기 위해, 내부 도전 구조체(1) 부근의 절연체는 제 1 절연 시트(6) 및 제 2 절연 시트(7)내에 각각 제공된 캐비티(9, 10)에 의해 부분적으로 제거된다. 캐비티(9, 10)는 제 1 도에 도시된 바와 같이 내부 도전 구조체(1)의 형태에 일치하는 반면에, 내부 도전 구조체(1)에 대해 충분한 지지를 유지한다. 내부 도전 구조체(1)가 제 1 도에 나타낸 것보다 더 복잡해져야 하며, 실현되어야 할 보다 복잡한 기능 및 더 큰 대역폭을 얻기 위해 다양한 보상 구조들을 적용하여 이루어져야 한다.
도 1의 라인 AA'에 따라, 도 3은 본 발명에 따라 또다른 가능한 전송 라인 네트워크를 나타낸다. 캐비티(9, 10)는 바닥이 없으며, 이것은 제 1 절연 시트(6)와 제 2 절연 시트(7)간에 클램핑된 엣지 이외에는, 내부 도전 구조체(1)가 유동적임을 의미한다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 캐비티(6, 7)의 엣지를 테이퍼링함으로써, 절연성 손실이 또한 감소될 수 있다. 이 구조는 내부 도전 구조체(1)가 가볍다면, 즉, 얇은 스트립라인 네트워크이라면 특히 유용하다. 상기는 차가운 공기를 입력부(2) 주위의 캐비티(9, 10)내에 공급함으로써 충분한 냉각 상태를 제공할지라도 내부 도전 구조체(1)내에 옴 손실을 야기할 수도 있다. 상기는 냉각 액체의 운송을 위해 구체적으로 제공된 절연 시트(6, 7)내의 추가 캐비티에 의해 내부 도전 구조체(1)의 더욱 복잡한 형태로 실현될 수 있다. 만일, 캐비티(9, 10)들이 입력부(2)부근의 전체의 도전 구조체(1)를 추적하는 것이 아니라, 부분적으로 추적한다면, 추가의 캐비티들이 필요하다. 상기 송신기 부분에 접속될 때, 이 부분은 열을 발생시키는 문제를 일으킬 경향이 있다.
도 4는 도 1의 라인 AA'을 따라, 본 발명에 따른 전송 라인 네트워크의 또다른 가능한 구조의 횡단면도를 나타낸다. 내부 도전 구조체는 인쇄 회로로서 절연막(11) 상에 위치된 스트립라인 네트워크로서 구현된다. 이러한 방법은 복잡한 스트립라인 네트워크들이 낮은 비용으로 제조될 수 있는 장점을 갖는다. 캐비티(9, 10)들은 절연막(11)에 의해 지지가 주어지므로, 그 위치에서의 내부 도전 구조체(1)보다 더 넓어질 수 있다. 캡톤 또는 폴리아미드가 보강된 유리 섬유 등의 적절한 재료 선택을 통해 절연성 손실이 감소될지라도 절연막(11)은 절연성 손실을 초래한다. 절연막을 포함한 내부 도전 구조체(1)를 냉각시키기 위해 캐비티(9, 10)들에 의해 형성된 관(duct)들을 사용하는 것이 가능하다.
상기 실시예에서 샌드위치(4)가 평면 구조로서 표현되었을지라도, 본 발명은 등각 안테나 어레이에 전력 공급하기 위해 곡면에 적용될 수 있다.
Claims (7)
- 제 1 도전 베이스(5), 일정 두께를 갖는 제 1 절연 시트(6), 일정 두께를 갖는 제 2 절연 시트(7), 제 2 도전 베이스(8) 및, 상기 제 1 절연 시트(6)와 상기 제 2 절연 시트(7)간에 위치된 스트립라인 네트워크(1)의 조립체(assembly)를 포함하는 전송 라인 네트워크에 있어서,상기 스트립라인 네트워크(1)의 최소한 일부분에 대해, 상기 스트립라인 네트워크의 상기 일부분에 최소한 실질적으로 일치하는 형태의 캐비티(9, 10)가 두 절연 시트들(6, 7)에 제공되어, 상기 일부분에 대해 상기 전송 라인 네트워크가 최소한 실질적으로 절연성을 포함하지 않게 되는 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
- 제 1항에 있어서, 상기 스트립라인 네트워크를 지지(supporting)하기 위해, 상기 캐비티(9, 10)의 폭은 상기 스트립라인 네트워크(1)의 폭보다 작게 되도록 최소한 국부적으로 선택된 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
- 제 1항에 있어서, 상기 스트립라인 네트워크(1)는 상기 제 1 절연 시트(6)와 상기 제 2 절연 시트(7)사이에 삽입된 절연막(11)상에 위치되는 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
- 제 3항에 있어서, 상기 스트립라인 네트워크(1)는 상기 절연막(11)상에 위치된 인쇄 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
- 제 3항 또는 4항에 있어서, 상기 절연막(11)은 캡톤 또는 폴리아미드를 함유하는 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
- 제 1항 내지 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립라인 네트워크(1)를 냉각시키기 위해 상기 스트립라인 네트워크(1)의 최소한 일부분을 따라 유체 흐름(fluid flow)을 공급하는 수단이 주어진 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
- 제 1항 내지 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 시트들(6, 7)는 합성 거품(synthetic foam)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전송 라인 네트워크.
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