KR100579211B1 - 전송 선로 방위 트랜지션 - Google Patents

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Abstract

회로 구조는 하나 이상의 이격된 전도 표면 사이에서 또는 이를 따라 연장하는 중심 전도체를 각각 가지는 제1 및 제2 전송 선로(transmission line)를 포함할 수 있다. 제1 전송 선로의 접지(ground), 기준(reference) 또는 시그널-리턴(signal-return) 평면과 같은 전도 표면은 제2 전송 선로의 전도 표면의 방위를 가로지르는 방위를 가질 수도 있다. 제1 전송 선로의 전도 표면 각각은 제2 전송 선로의 하나 이상의 전도 표면과 접촉할 수도 있다. 일부의 실시예에서, 전송 선로 중 하나 또는 양자가 슬랩라인(slabline)이며, 일부의 실시예에서, 각각의 전도 표면의 접촉 엣지(contacting edge) 또는 접촉 엣지와 인접한 엣지는 곡선이다.

Description

전송 선로 방위 트랜지션{TRANSMISSION LINE ORIENTATION TRANSITION}
도 1은 슬랩라인의 방위 트랜지션의 예를 나타내는 실물 도면이며, 가상선은 하우징을 도시하며, 실선은 하우징의 솔리드 구조를 도시한다.
도 2는 도 1의 2-2선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 3-3선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 슬랩라인의 방위 트랜지션의 또 다른 예를 나타내는 실물 도면이며, 가상선은 하우징을 도시하며, 실선은 하우징의 솔리드 구조를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 트랜지션의 최상부로부터 취한 단면도이다.
도 6은 도 5의 6-6선을 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 트랜지션의 좌측으로부터 취한 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10, 70 : 회로 구조
12, 14, 72, 74 : 전송 선로
18, 20, 22, 24, 30, 32, 34, 36, 78, 80, 82, 84, 98, 100, 102, 104 : 전도 표면
26, 38, 88, 106 : 연속 실드 28, 40, 42, 86 : 전도체
44, 46, 90, 108 : 캐비티 48, 50 : 유전체 판
52, 54 : 단부 56 : 트랜지션
58, 116, 118 : 엣지 64, 94 : 코너
96 : 만곡부
R1, R2, R3, R4 : 곡률 반경
D1, D2, D3, D4 : 직경
본 발명은 전송 선로에 관한 것이다. 전송 선로는 무선 주파수(RF: radio frequency)와 같은 통신 주파수로 회로와 회로 성분 사이에서 신호의 전송을 제공한다. 회로 구성요소는 회로 패키지 또는 회로의 어셈블리에서 상이한 위치 및/또는 방위를 가질 수도 있다. 회로 구성요소 사이에서 연속적인 전송을 제공하기 위해서는, 전송 선로의 구성 방법이 변경될 필요가 있다.
회로 구조는 하나 이상의 이격된 전도 표면 사이에서 또는 이를 따라 연장하는 중심 전도체를 각각 가지는 제1 및 제2 전송 선로를 포함할 수 있다. 제1 전송 선로의 접지, 기준 또는 시그널-리턴 평면과 같은 전도 표면은 제2 전송 선로의 전도 표면의 방위를 가로지르는 방위를 가질 수도 있다. 제1 전송 선로의 전도 표면 각각은 제2 전송 선로의 하나 이상의 전도 표면과 접촉할 수도 있다. 일부의 실시예에서, 전송 선로 중 하나 또는 양자는 슬랩라인이며, 일부의 실시예에서, 각각의 전도 표면의 접촉 엣지 또는 접촉 엣지와 인접한 엣지는 곡면이다.
도면은 상이한 슬랩라인 트랜지션 실시예를 도시한다. 슬랩라인은 2개의 연장된 평행 전도 표면 사이에 둥글게 된 전도체를 갖는 전송 선로를 포함할 수도 있다. 스트립 라인은 연장된 평행 전도 표면 사이에 스트립(strip) 또는 평면(planar) 전도체를 포함할 수 있고, 또는 연장된 평행 전도 표면 위에 스트립 전도체를 포함할 수 있는 점에서 전송 선로와 유사하다. 후자의 형태의 예는 마이크로스트립(microstrip)이다. 슬랩라인에 대해 하기에 언급되는 특징은 하나 이상의 신호에 대한 하나 이상의 전도 표면 또는 중심 전도체를 갖는 전송 선로의 이러한 다른 형태에 적용될 수도 있다. 또한, 전도 표면 또는 표면들은 하나 이상의 중심 전도체를 부분적으로 또는 완벽하게 둘러싸는 실드(shield)를 형성할 수도 있다.
특정예를 들어 설명하면, 도 1 내지 도 3은 제1 및 제2 전송 선로(12, 14)를 포함하는 전송 선로 트랜지션 형태의 회로 구조(10)를 도시한다. 이 예에서, 전송 선로는 솔리드 재료의 블록으로 도시된 전도 하우징(16) 내에 형성된다. 하우징(16)은 적절한 부착 장치 또는 부착 재료에 의해 함께 유지되는 2개 이상의 부품으로 형성되거나 또는 다른 기판 상에 판 또는 층으로서 형성되거나, 패턴화되거나 또는 그물망 형상 또는 하나 이상의 유효한 전도 표면을 제공하기에 적절하게 연속 또는 불연속일 수 있다. 전도 표면 또는 표면들은 적용에 따라, 평면(planar), 곡면(curved), 또는 불규칙면(irregular)일 수도 있다. 다수의 전 도 표면을 포함하는 예시에서, 전도 표면은 평행 또는 비평행(non-parallel)일 수도 있다.
예시에서, 전송 선로(12)는 연장된 대향의 평행 주(主) 전도 표면(primary conducting surface)(18, 20)과 부(副) 전도 표면(secondary conducting surface)(22, 24)을 포함한다. 이들 전도 표면은 직경(D1)을 갖는 원형 단면의 중심 전도체(28)를 둘러싸는 연속 실드(26)를 형성한다. 슬랩라인에서, 주 전도 표면은 부 전도 표면보다 길거나 넓을 수 있다. 정사각형 동축(square-coaxial) 전송 선로에서는, 그러나 모든 측면이 동일한 길이를 가질 수도 있다.
유사하게, 전송 선로(14)는 연장된 대향의 평행 주 전도 표면(30, 32)과 부 전도 표면(34, 36)을 포함한다. 이들 전도 표면은 연속 실드가 요구되지 않을지라도, 직경(D2)을 갖는 원형 단면의 중심 전도체(40)를 둘러싸는 연속 실드(38)를 형성한다.
중간(intermediate) 전도체(42)는 전도체(28)와 전도체(40)를 접속한다. 전도체(42)는 직경(D1)과 직경(D2) 사이의 중간 크기인 직경(D3)을 갖는다. 전도체(42)는 전도 표면(18, 20, 22, 24(실드(26))에 의해 형성된 캐비티(44)에 부분적으로 연장하며, 전도 표면(30, 32, 34, 36(실드(38))에 의해 형성된 캐비티(46)에 부분적으로 연장한다. 전도체(28, 40, 42)는 전송 선로 사이의 트랜지션을 통해 연장하는 연속 전도체(47)를 형성한다.
캐비티(44, 46)는 고체, 액체 또는 기체 형태이거나 또는 이러한 물질의 조합체인 적절한 유전체 재료(dielectric material)에 의해 채워질 수 있다. 이 예 시에서, 캐비티(44)는 공기에 의해 채워진 것으로 도시되며, 캐비티(46)는 부분적으로 부하를 받아, 공기와 고체 유전체의 조합에 의해 채워진 것으로 도시된다. 이 실시예의 고체 유전체는 전도체(40)와 전도 표면(30, 32) 사이를 연장하는 적절한 유전체 판(48, 50)을 포함한다.
전송 선로(12)는 전송 선로(14)의 해당 단부(54)에 인접한 단부(52)를 갖는다. 이들 단부는 2개의 전송 선로 사이에서 트랜지션(transition)(56)을 형성한다. 주 전도 표면(18, 20)은 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 수평한 제1 방위로 연장한다. 주 전도 표면(22, 24)은 전도 표면(18, 20)의 방위를 가로지르는 제2 방위로 연장한다. 도시된 예에서, 전송 선로(14)의 전도 표면은 방위의 다른 상대각이 사용될지라도, 도 1에 도시된 바와 같이 수직 방위의 전도 표면(22, 24)을 가지며, 전송 선로(12)의 전도 표면에 일반적으로 직교한다.
전도 표면(18, 20)은 전도 표면(30, 32)의 각각의 엣지와 접촉(트랜지션)하는 각각의 엣지를 갖는다. 이 트랜지션은 중심 전도체를 통과하는 평면을 중심으로 대칭이며, 전도 표면(18, 20) 또는 전도 표면(30, 32)에 평행하다. 전송 선로(12, 14) 사이의 트랜지션은 전도 표면(18, 30)의 구조를 고려하여 기술되며, 교차하는 전도 표면의 각 쌍과 연관된 상응하는 구조가 존재한다.
다른 실시예에서, 어느 하나의 전송 선로의 전도 표면은 다른 전송 선로의 전도 표면 중 어느 하나와만 접촉할 수 있다. 2개 이상의 전송 선로 사이의 트랜지션이 또한 제공될 수 있다.
이후, 전송 선로 사이의 트랜지션(56)의 대칭 부분을 기술하면, 전도 표면(18)은 오목한 접촉 엣지(58)를 따라 전도 표면(30)과 접촉한다. 통상적으로, 엣지(58)는 날카로운 코너로 형성되기보다는 오히려 테이퍼지며, 이 실시예에서는 특히 도 3에 도시된 바와 같이 곡선을 따른다. 도시된 실시예에서, 접촉 엣지(58)는 트랜지션(56)에 인접한 전도체의 크기에 해당하는 곡률 반경(R2)을 갖는다. 이 경우, 반경(R2)은 중간 전도체(42)에 해당하는 크기이다. 특히, 반경의 1/2보다 크고 인접하는 전도체의 직경의 2배보다 작은 엣지의 곡률 반경은 트랜지션과 정합하는 임피던스(impedance)를 제공한다. 또한, 인접하는 전도체의 곡률 반경과 대체로 동일한 엣지의 곡률 반경이 사용될 수도 있다.
또한, 트랜지션(56)과 정합하는 임피던스는 트랜지션이 각각의 전도 표면의 치수 변화를 포함하는 전도 표면의 엣지를 테이퍼지게 하거나(tapering) 매끄럽게 함(smoothing)으로써 실현될 수도 있다. 예컨대, 트랜지션(56)에서, 비교적 넓게 이격된 부 전도 표면(22, 24)은 주 전도 표면(30, 32)의 더 좁은 공간 하방에서 좁아진다. 이 좁아짐(narrowing)은 테이퍼진 표면부(22a)와 같은 테이퍼진 부 전도 표면에 의해 이루어질 수도 있다. 따라서, 전도 표면(18)의 엣지(60)와 같은 주 전도 표면(18, 20)의 엣지는 일반적으로 표면부(22a)와 같은 부 표면부의 형태를 따를 수도 있다. 또한, 이 테이퍼짐(tapering)은 도 3에 도시된 반경(R1)과 같은 곡률 반경을 갖는 곡선 표면과 엣지의 형태일 수도 있다. 이들 곡선 표면과 엣지는 따라서, 단부(52)와 캐비티(46)와 같은 전송 선로 단부와 캐비티에 대해 코너(62)와 같은 둥글게 된 코너를 제공할 수도 있다. 유사하게, 캐비티(46)의 관련된 단부를 포함하는 전송 선로 단부(54)는 중간 전도체(42)의 직경(D3)에 상응하는 곡률 반경(R2)을 갖는 코너(64)와 같이 둥글게 된 코너를 갖는다.
도 4 내지 도 7은 전도 하우징(76)과 같은 적절한 구조에 형성된 제1 및 제2 슬랩라인 전송 선로(72, 74)를 포함하는 전송 선로 트랜지션 회로 구조(70)를 도시한다. 전송 선로(72)는 주 전도 표면(78, 80), 부 전도 표면(82, 84), 및 중심 전도체(86)를 포함한다. 중심 전도체(86)는 도시된 바와 같이 폭 또는 직경(D4)을 갖는 원형 단면을 가질 수 있다. 전도 표면(78, 80, 82, 84)은 캐비티(90)를 형성하는 실드(88)를 형성한다. 캐비티(90)는 에어 유전체(92)와 같은 적절한 유전체로 채워질 수도 있다. 설명된 바와 같이, 유전체(92)는 기체, 액체 또는 고체 물질 또는 이러한 물질의 혼합물일 수도 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실드(86)는 곡률 반경(R3)을 갖는 오목한 곡률을 갖는 코너(94)와 같은 테이퍼진 코너를 가지며, 코너는 전도체(86)의 곡률 반경에 해당한다.
중심 전도체(86)는 부 전도 표면(82)을 통과하여, 역시 중심 전도체인 전송 선로(74)를 관통하는 90°의 만곡부(bend)(96)를 갖는다. 전송 선로(74)는 주 전도 표면(98, 100)과 부 전도 표면(102, 104)을 포함하며, 이 전도 표면은 중심 전도체(86)를 포함하는 캐비티(108)를 둘러싼 실드(106)를 총괄하여 형성한다. 캐비티(90)와 같이, 캐비티(108)는 고체 유전체(110)와 같은 적절한 유전체로 채워질 수도 있다.
전송 선로(74)의 단부(112)는 부 전도 표면(82)의 엣지와 접촉하는 주 전도 표면(98, 100)의 엣지를 갖는 전송 선로(72)에 인접한다. 더 구체적으로는, 전도 표면(98, 100)은 전도 표면(82)의 엣지와 짝을 이루어 접촉하는 연장부를 갖는다. 예컨대, 표면(98)의 연장부(114)는 표면(82)의 엣지(118)를 따르며, 엣지에 접촉하는 오목 엣지(116)를 포함한다. 엣지(116, 118)는 곡률 반경(R3)을 갖는 곡선을 형성한다. 각각의 연장부는 포인트(122)와 같은 포인트에서 또한 엣지(118)와 같은 대향 엣지와 일치하는 연장부(114)의 엣지(120)와 같은 오목 엣지를 가지며, 주 전도 표면(78, 98) 사이에서 매끄러운 엣지 트랜지션을 제공한다. 엣지(120)는 이 실시예에서 곡률 반경(R3)과 동일한 곡률 반경(R4)을 갖는 곡선을 형성한다.
도 1 내지 도 7은 따라서 전송 선로의 전도 표면의 방위가 변화되는 트랜지션을 도시한다. 이들 트랜지션은 2개의 전송 선로 사이의 접합(junction)으로 언급되며, 전송 선로 부분을 갖는 전송 선로의 트랜지션과 동일한 것으로 간주될 수도 있다. 중심 전도체 주위에 실드를 형성하는 연속한 전도 하우징에 슬랩라인 트랜지션으로서 이들 예시가 도시되었지만, 트랜지션은 부 전도 표면을 포함하거나 포함하지 않는 전송 선로 구조의 다른 형태에 사용될 수도 있다.
따라서, 실시예가 전술한 명세서를 참조로 도시되며 기술되었지만, 다양한 변형예가 본 명세서에서 만들어질 수도 있다. 전술한 실시예는 예시를 위한 것이며, 단일의 특징 또는 요소가 특정 적용에 사용되는 가능한 모든 조합에 필수적인 것은 아니다. 클레임이 "a(하나의)" 또는 "a first(제1의)" 요소 또는 그 등가물로 언급되며, 이러한 클레임이 하나 이상의 이러한 요소를 포함하지만, 둘 이상의 이러한 요소를 요구하거나 배제하는 것은 아니다. 또한, 요소를 식별하기 위한 제1, 제2 또는 제3과 같은 본래의 식별자가 요소 사이에 분별을 위해 사용되지만, 필요하거나 제한된 이러한 요소의 수를 지시하거나 함축하는 것은 아니며, 다른 특 정한 것이 진술되지 않는 한 이러한 요소의 순서 또는 특정 위치를 지시하지는 않는다.
본 명세서에서 기술된 방법 및 장치는 원격 통신 또는 회로나 회로 성분 사이의 신호의 전송을 포함하는 다른 통신 주파수 신호 처리 산업분야에 적용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 제1 및 제2 이격된 전도 표면 사이에서 연장하는 제1 중심 전도체(center conductor)를 갖는 제1 전송 선로(transmission line)를 구비하며, 상기 제1 및 제2 전도 표면은 제1 방위(orientation)를 가지며,
    상기 제1 중심 전도체의 단부에 접속된 단부를 갖는 제2 중심 전도체를 갖는 제2 전송 선로를 구비하며, 상기 제2 중심 전도체는 이격된 제3 및 제4 전도 표면 사이에서 연장하며, 상기 제3 및 제4 전도 표면은 상기 제1 방위를 가로지르는 제2 방위를 가지며, 상기 제3 전도 표면이 적어도 제1 전도 표면과 접촉하며, 상기 제4 전도 표면이 적어도 제2 전도 표면과 접촉하는 회로 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3 및 제4 전도 표면은 상기 제1 및 제2 전도 표면의 양자와 각각 접촉하는 회로 구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전도 표면은 상기 제1 및 제2 전도 표면이 상기 제3 및 제4 전도 표면과 접촉하는 곳에 안쪽으로 인접하게 테이퍼진 엣지(edge)를 갖는 회로 구조.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 표면의 테이퍼진 엣지는 곡선인 회로 구조.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 표면의 테이퍼진 엣지 각각의 적어도 일부는 대략 일정한 곡률 반경을 갖는 곡선인 회로 구조.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 중심 전도체는 제1 폭(width)의 단면을 가지며, 상기 테이퍼진 외부 엣지 각각의 곡률 반경은 상기 제1 중심 전도체의 제1 폭의 2배 보다 작은 곡률 반경을 갖는 회로 구조.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 중심 전도체는 제1 곡률 반경을 갖는 대략 원형 단면을 가지며, 상기 테이퍼진 외부 엣지 각각의 곡률 반경은 상기 곡면의 제1 반경과 대략 동일한 회로 구조.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 중심 전도체는 제2 곡률 반경을 갖는 대략 원형 단면을 가지며, 상기 제3 및 제4 전도 표면은 상기 제1 및 제2 전도 표면의 상응하는 엣지와 접촉하는 엣지를 가져, 상기 접촉 엣지에 인접한 중심 전도체의 곡률 반경에 상응하는 곡률 반경을 갖는 곡선으로 되는 각각의 접촉 엣지 쌍을 형성하는 회로 구조.
  9. 제8항에 있어서, 상기 접촉 엣지 쌍은 상기 접촉 엣지에 인접한 중심 전도체의 곡률 반경과 대략 동일한 곡률 반경을 갖는 곡선으로 되는 회로 구조.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전도 표면은 상기 접촉 엣지에 인접한 곡선의 비접촉 엣지를 갖는 회로 구조.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비접촉 엣지는 오목 또는 볼록 엣지 중 하나인 회로 구조.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비접촉 엣지는 상기 제1 중심 전도체의 곡률 반경에 해당하는 곡률 반경을 갖는 회로 구조.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 방위는 상기 제2 방위에 대체로 직교하는 회로 구조.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 중심 전도체는 상기 제1 중심 전도체의 단부에 인접한 만곡부(bend)를 포함하는 회로 구조.
  15. 제14항에 있어서, 상기 만곡부는 상기 제1 및 제2 표면에 대략 평행하게 연장하는 회로 구조.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중심 전도체는 상이한 크기인 회로 구조.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중심 전도체와 접속하는 중간 중심 전도체를 더 구비하며, 상기 중간 중심 전도체는 상기 제1 및 제2 중심 전도체 크기의 중간 크기를 갖는 회로 구조.
  18. 제1 및 제2 연장되어 이격된 평행 주(主) 전도 표면(primary conducting surface)을 갖는 실드(shield)를 통해 연장하는 제1 중심 전도체를 갖는 제1 슬랩라인(slabline)을 구비하며, 상기 제1 중심 전도체는 제1 곡률 반경을 갖는 원형 단면과, 제1 방위를 갖는 상기 제1 및 제2 전도 표면을 가지며,
    상기 제1 중심 전도체의 단부에 접속된 단부를 갖는 제2 중심 전도체를 갖는 제2 슬랩라인을 구비하며, 상기 제2 중심 전도체는 제3 및 제4 연장되어 이격된 평행 주 전도 표면을 갖는 실드를 통해 연장하며, 상기 제3 및 제4 전도 표면은 상기 제1 방위에 대체로 직교하는 제2 방위를 가지며, 상기 제3 및 제4 전도 표면은 제1 및 제2 전도 표면의 엣지와 각각 접촉하여, 각각의 접촉 엣지 쌍을 형성하는 각각의 엣지를 가지며, 상기 접촉 엣지 쌍의 각각은 상기 접촉 엣지에 인접한 중심 전도체의 곡률 반경의 1/2과 2배 사이인 곡률 반경을 갖는 짝을 이루는 곡선으로 된 회로 구조.
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