KR100706211B1

KR100706211B1 - 전송구조 변환장치

Info

Publication number: KR100706211B1
Application number: KR1020050125546A
Authority: KR
Inventors: 권도훈; 김영일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-04-12
Also published as: EP1798806B1; JP2007174656A; EP1798806A1; US20070139133A1

Abstract

전송구조 변환장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전송구조 변환장치는 기판의 양면에 금속막을 형성하고, 일면에서 소정 형상의 구분선을 따라 금속막을 제거하여 제1 신호선과 제1 접지선을 형성하는 CBCPW(Conductor-backed coplanar waveguide) 전송선로, 제1 접지선상에서 상기 구분선과 인접하는 위치에 형성하는 복수의 비아홀, 및 일단이 제1 신호선 및 제1 접지선과 기판의 수직방향으로 각각 연결되어 서로 평행하는 제2 신호선과 제2 접지선을 형성하는 평행전송선로를 포함한다. 이에 의해, 평면형 전송선로와 수직방향으로 연결되는 평행전송선로에 의해 소형 및 저가의 광대역 변환기를 제공할 수 있다.

광대역, CPW, 마이크로스트립, 전기장, 신호선, 접지선, 평행전송선

Description

전송구조 변환장치 {Apparatus for conversion Transmission structure}

도 1은 기본적인 마이크로스트립 구조의 전송선로를 나타낸 평면도,

도 2는 기본적인 CPW 구조의 전송선로를 나타낸 평면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CBCPW 전송선로를 나타낸 도면,

도 4는 CPW 전송선로와 평행전송선로의 연결구조를 나타낸 도면,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 CBCPW 전송선로 및 평행전송선로에서의 전기장 분포를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로스트립 전송선로를 나타낸 도면,

도 7은 마이크로스트립 전송선로와 평행전송선로의 연결구조를 나타낸 도면,

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 CBCPW 구조의 전송구조 변환장치의 변환성능을 알아보기 위한 구조물과 측정 결과를 나타낸 도면, 그리고,

도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 마이크로스트립 구조의 전송구조 변환장치의 변환성능을 알아보기 위한 구조물과 측정 결과를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : CBCPW 전송선로 110 : 기판

120 : 제1 접지선 130 : 접지면

140 : 구분선 150 : 제1 신호선

160, 160' : 제1 비아홀 170 : 제2 비아홀

200 : 평행전송선로 210 : 제2 접지선

220 : 제2 신호선

본 발명은 전송구조 변환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광대역에서 기판 수직방향에서의 급전을 수평방향으로의 변환이 가능한 전송구조 변환장치에 관한 것이다.

발룬(Balun)은 불평형 신호(Unbalanced signal)와 평형 신호(Balanced signal)를 서로 바꾸어 주는 소자로, 평형 혼합기(Balanced mixer), 평형 증폭기(Balanced amplifier), 위상 천이기(Phase shifter), 안테나의 급전부 및 안테나와 저잡음 증폭기(Low noise amplifier)의 연결부 등에 사용되는 중요한 소자이다.

일반적으로, 발룬은 크게 능동형 발룬과 수동형 발룬으로 구분할 수 있다. 능동형 발룬은 소자를 이용하며, 수동형 발룬은 동축 선로(Coaxial cable), CPW(Coplanar Waveguide), 및 마이크로스트립(Microstrip) 선로 등을 이용한다. 능동형 발룬의 경우 DC 전력 소비 및 높은 노이즈 발생과 같은 단점이 발생하기 때문에, 현재에는 수동형 발룬이 많이 사용되고 있다.

수동형 발룬은 두 개의 방향성 결합기(directional coupler)를 서로 연결하 여 구현할 수 있으며, 대부분 평면 구조의 마이크로 스트립 형태로 마이크로 스트립 대 슬롯선로 결합 구조, CPW 대 슬롯선로 결합 구조, CPW 대 CPW 결합 구조를 이용한다.

도 1은 기본적인 마이크로스트립 구조의 전송선로를 나타낸 평면도이고, 도 2는 기본적인 CPW 구조의 전송선로를 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 마이크로스트립 구조의 전송선로는 기본적으로 기판(10)의 중앙부에 스트립 형상의 신호선(20)이 형성되는 구조를 갖는다. 도 1에 나타나 있지는 않으나, 기판(10)의 하부에는 접지면이 형성된다.

도 2를 참조하면, CPW 구조의 전송선로는 기본적으로 기판의 중앙부에 스트립 형상의 신호선(40)이 형성되고, 신호선의 양측부에 접지선(30)이 형성되는 구조를 갖는다.

먼저, 도 1에 도시한 마이크로스트립 구조의 전송선로 한 쌍을 서로 연결하는 방안을 살펴본다. 한 쌍의 마이크로스트립 구조의 전송선로를 상호 직각으로 배치하고, 그들의 신호선(20)과 접지면을 각각 연결한다. 이때, 수평으로 배치된 기판이 수직으로 배치된 기판을 연결하기 위해서는 하나의 기판의 일부를 제거하여야 하며, 전송선이 길어지는 문제점이 있다.

또한, 도 1에 도시한 마이크로스트립 구조의 전송선로와 도 2에 도시한 CPW 구조의 전송선로를 서로 연결하는 방안을 살펴본다. CPW의 신호선(40)과 마이크로스트립의 신호선(20)을 상호 직각이 되도록 배치한 상태에서, CPW의 신호선(40)과 마이크로스트립의 신호선(20), 그리고 CPW의 접지선(30)과 마이크로스트립의 접지 면을 연결한다. 이때, 접지면의 면적이 넓어 큰 공간을 차지하게 되며, 마이크로스트립의 신호선(20)과 접지면 그리고 CPW의 신호선(40)과 접지선(30)과의 안정적인 접착이 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 CPW 구조의 전송선로에 별도의 평행 스트립 전송선을 연결하는 방안이 제시되었다. 이는, CPW의 신호선(40) 및 접지선(30)과 각각 연결되는 한 쌍의 평행 스트립 전송선에 의해 신호가 전송되는 것으로, 광대역에서 손실이 적은 장점이 있다.

그러나, CPW 구조의 전송선로는 기판 내부뿐만 아니라, 기판의 상부 및 하부의 공기 중에도 전자기장이 존재하기 때문에, 기판에 설치된 고주파 회로와 안테나의 방사 전자기장이 간섭을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 접지면을 구비한 기판형 전송선로에 수직방향의 평행전송선로를 연결함으로써, 기판 수직 방향에서의 급전을 수평방향으로 변환하며, 접지면의 양측이 전자기적으로 분리될 수 있는 전송구조 변환장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전송구조 변환장치는 기판의 양면에 금속막을 형성하고, 일면에서 소정 형상의 구분선을 따라 금속막을 제거하여 제1 신호선과 제1 접지선을 형성하는 CBCPW(Conductor-backed coplanar waveguide) 전송선로, 제1 접지선상에서 상기 구분선과 인접하는 위치에 형성하는 복수의 비아 홀, 및 일단이 제1 신호선 및 제1 접지선과 기판의 수직방향으로 각각 연결되어 서로 평행하는 제2 신호선과 제2 접지선을 형성하는 평행전송선로를 포함한다.

바람직하게, 소정 형상의 구분선은 개구면이 기판의 일단에 대응하는 "ㄷ"자 형상일 수 있다.

또한 바람직하게, 비아홀은 구분선의 길이방향을 따라 형성되어 기판 양면에 형성된 두 금속막을 전기적으로 연결하는 제1 비아홀, 및 구분선의 폭방향을 따라 형성되어 기판 양면에 형성된 두 금속막 및 제2 접지선을 전기적으로 연결하는 제2 비아홀을 포함할 수 있다.

또한 바람직하게, 평행전송선로는 스트립(Strip) 형상일 수 있다. 여기서, 평행전송선로는 일단에서 기판과 수평방향으로 연장된 고정패드를 더 포함할 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 신호선의 폭은 제1 신호선의 폭과 동일할 수 있으며, 제2 접지선의 폭은 제1 신호선의 폭과 동일할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전송구조 변환장치는 기판의 일면에는 일단으로부터 소정 길이 연장된 신호선과 상기 신호선으로부터 일정간격 이격된 도체면을 형성하고, 상기 기판의 타면에 접지면을 형성하는 마이크로스트립(Microstrip) 전송선로, 도체면에서 신호선과 인접하는 위치에 형성하는 복수개의 비아홀, 및 일단이 신호선 및 도체면과 기판의 수직방향으로 각각 연결되어 서로 평행하는 평행신호선과 평행접지선을 형성하는 평행전송선로를 포함한다.

바람직하게, 평행전송선로는 스트립(Strip) 형상일 수 있다. 여기서, 평행전 송선로는 일단에서 기판과 수평방향으로 연장된 고정패드를 더 포함할 수 있다.

또한 바람직하게, 평행신호선의 폭은 신호선의 폭과 동일할 수 있으며, 평행접지선의 폭은 상기 접지선의 폭과 동일할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CBCPW 전송선로를 나타낸 도면이다.

먼저, CBCPW(Conductor-backed coplanar waveguide) 전송선로(100)는 기판(110)의 상부에서는 코프레나 웨이브가이드(Coplanar waveguide) 전송선로와 동일한 구조이나, 기판의 하부(110)에도 금속막 즉, 접지면(130)이 형성된 구조를 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CBCPW 전송선로(100)는 기판(110)의 양면에 금속막을 형성한다. 기판(110)의 일면에 형성된 금속막은 제1 접지선(120)과 제1 신호선(150)을 형성하며, 기판(110)의 타면에 형성된 금속막은 접지면(130)을 형성한다. 바람직하게, 금속막은 구리 코팅에 의해 형성할 수 있다.

기판(110)의 일면에서는 소정 형상의 구분선(140)을 따라 금속막을 제거하여, 구분선(140)의 내측에는 제1 신호선(150)을 형성하고, 구분선(140)의 외측에는 제1 신호선(150)을 둘러싸는 형태로 제1 접지선(120)을 형성한다. 여기서, 구분선(140)은 개구면이 기판(110)의 일단에 대응하는 "ㄷ"자 형상이다.

제1 신호선(150)은 일정길이만큼 형성되며, 제1 접지선(120)에 의해 둘러싸인 형상을 띄게 된다. 그러므로, CBCPW 전송선로(100)상에서 제1 신호선(150)은 단 전 회로(open circuit)를 구현할 수 있다.

제1 접지선(120)과 접지면(130)을 전기적으로 연결하기 위하여, 제1 접지선(120)상에서 구분선(140)과 인접하여 구분선(140)을 둘러싸는 형태로 복수개의 제 비아홀(via hole)(160, 160') 및 제2 비아홀(170)을 형성한다.

제1 접지선(120)상에서 "ㄷ"자 형상의 구분선(140)의 길이방향을 따라, 구분선(140)의 양측에는 제1 접지선(120)과 접지면(130)을 전기적으로 연결하는 복수개의 제1 비아홀(160, 160')을 형성한다.

또한, 제1 접지선(120)상에서 "ㄷ"자 형상의 구분선(140)의 폭 방향을 따라, 제1 접지선(120), 접지면(130), 및 후술하는 평행전송선로의 제2 접지선을 전기적으로 연결하는 제2 비아홀(170)을 형성한다.

제1 접지선(120)상에서 구분선(140)의 길이방향을 따라 형성된 제1 비아홀(160, 160') 및 구분선(140)의 폭 방향을 따라 형성된 제2 비아홀(170)에 의해, 제1 신호선(150)이 완전히 둘러싸이는 형태가 된다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에서의 CPW 전송선로(100)는 개구면이 기판(110)의 일단과 대응하는 "ㄷ"자 형상의 구분선(140)에 의해 제1 접지선(120)과 제1 신호선(150)이 형성되는 것으로, 제1 접지선(120)과 제1 신호선(150)의 형태가 동일하지 않은 비대칭(unbalanced) 전송선이라 한다.

도 4는 CPW 전송선로와 평행전송선로의 연결구조를 나타낸 도면이다.

도 4에서는, 기판(110)의 일면에는 제1 접지선(120)과 제1 신호선(150)을 포함하고, 타면에는 접지면(130)을 포함하는 CBCPW 전송선로(100)에 기판(110)과 수 직방향으로 연결되는 평행전송선로(200)의 연결구조를 도시하였다.

평행전송선로(200)는 서로 평행하는 스트립(strip) 형상의 제2 접지선(210)과 제2 신호선(220)을 포함한다. 평행전송선로(200)의 제2 접지선(210)과 제2 신호선(220) 사이에는 공기층이 형성되기 때문에, 별도의 유전체 기판을 적용할 필요가 없다.

제2 접지선(210)은 스트립 형상으로 기판(110)과 수직방향으로 제1 접지선(120)상에 형성된 제2 비아홀(170)의 상부에 연결한다. 이때, 제2 접지선(210)은 제1 신호선(150)과 동일한 폭을 갖는다.

제2 신호선(220)은 제2 접지선(210)과 마찬가지로 스트립 형상으로 기판(110)과 수직방향으로 제1 신호선(150)상에서 제2 접지선(210)과 대응하도록 연결한다. 이때, 제2 신호선(220)은 제1 신호선(150)과 동일한 폭을 갖는다. 즉, 제1 신호선(150), 제2 접지선(210), 및 제2 신호선(220)은 모두 동일한 폭을 갖도록 형성한다.

제2 신호선(220)과 제2 접지선(210)은 일단에서 수직으로 절곡되어 소정 폭만큼 연장된 고정패드(212, 222)를 포함한다. 고정패드(212, 222)는 제2 신호선(220) 및 제2 접지선(210)을 제1 신호선(150) 및 제1 접지선(120)에 보다 견고하게 연결하는 역할을 한다.

도시한 바와 같이, 평행전송선로(200)를 구성하는 제2 접지선(210)과 제2 신호선(220)은 그 구조가 동일하고, 서로 대향하도록 설치되는 것으로, 대칭(balanced) 전송선이라 한다. 따라서, 본 발명의 전송구조 변환장치는 CBCPW 혹은 마이크로스트립의 비대칭형 전송선로로부터 평행전송선로로의 대칭전송선으로 전송구조를 변환하는 역할을 하기 때문에, 발룬의 역할도 하게 된다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 CBCPW 전송선로 및 평행전송선로에서의 전기장 분포를 나타낸 도면이다.

도 5a는 CBCPW 전송선로(100)에서의 전기장 분포를 설명하기 위한 것으로, CBCPW 전송선로(100)의 단면도를 통해 전기장 분포를 설명한다. 도시한 바와 같이, CBCPW 전송선로(100)는 기판(100)의 상부 중앙부에 제1 신호선(150)을 형성하고, 제1 신호선(150)과 일정 간격 이격된 양측에 제1 접지선(120)을 형성하며, 기판(100)의 하부에는 접지면(130)을 형성한다.

CBCPW 전송선로(100)에서 기판(100)의 상부에서는 중앙의 제1 신호선(150)에서 양측의 제1 접지선(120)을 향하는 방향으로 전기장이 분포한다. 또한, 기판(100)의 내부에서는 제1 신호선(150) 측에서 접지면(130) 방향으로 즉, 내부 상측에서 내부 하측을 향하는 방향으로 전기장이 분포한다. 이때, 기판(100) 내부의 전기장은 기판(100)의 하면에 형성된 접지면(130)에 의해 기판(100) 외부로 유출되지 않는다.

접지면(130)이 형성된 CBCPW 전송선로(100)는 접지면(130)에 의해 전기장이 완전 분리되는 구조를 갖으므로, 기판(100)을 중심으로 상부영역 및 하부영역은 서로 전자기적 간섭을 일으키지 않는다.

도 5b는 평행전송선로(200)에서의 전기장 분포를 설명하기 위한 것으로, 평행전송선로(200)의 단면도를 통해 전기장 분포를 설명한다. 도시한 바와 같이, 평 행전송선로(200)는 동일한 형태로 서로 대향하는 제2 접지선(210)과 제2 신호선(220)을 포함한다. 평행전송선로(200)에서는 제2 신호선(220)측에서 제2 접지선(210)을 향하는 방향으로 전기장이 분포한다.

본 발명에 따른 CBCPW 전송선로(100) 구조의 전송구조 변환장치는 CBCPW 전송선로(100)에서는 도 5a와 같은 전기장 분포를 나타내었으나, 평행전송선로(200)에서는 그 형태가 변환되어 도 5b와 같은 전기장 분포를 나타냄을 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로스트립 전송선로를 나타낸 도면이다.

기판(310)의 상부에는 일단으로부터 내측으로 소정 폭 및 소정 길이로 신호선(330)을 형성하고, 신호선(330)과 일정 간격 이격된 위치에 신호선(330)과 동일한 폭을 갖는 도체면(340)을 형성한다.

도체면(340)에서 신호선(330)과 인접하는 일면에는 복수개의 비아홀(350)을 형성한다. 여기서, 비아홀(350)은 접지면(320), 도체면(340), 및 후술하는 평행전송선로의 평행접지선을 전기적으로 연결한다.

도 7은 마이크로스트립 전송선로와 평행전송선로의 연결구조를 나타낸 도면이다.

도 7에서는, 기판(310)의 일면에는 신호선(330)과 도체면(340)을 포함하고, 타면에는 접지면(320)을 포함하는 마이크로스트립 전송선로(300)에 기판(310)과 수직방향으로 연결되는 평행전송선로(400)의 연결구조를 도시하였다.

마이크로스트립 구조에 적용되는 평행전송선로(400)는 도 4에 도시한 CBCPW 구조에 적용되는 평행전송선로(200)와 동일한 구조를 갖으나, 이들을 서로 구분하기 용이하도록 서로 상이한 부호로 표기하였다.

평행전송선로(400)는 서로 대향하게 설치되는 평행접지선(410)과 평행신호선(420)을 포함한다. 평행접지선(410)은 도체면(340)에 형성된 비아홀(350)의 상부에 연결되고, 평행신호선(420)은 신호선(330)에서 평행접지선(410)과 평행을 이루도록 연결된다.

평행접지선(410)과 평행신호선(420)의 일단에는 수직으로 절곡되어 소정 폭만큼 연장된 고정패드(412, 422)를 형성한다. 평행접지선(410)은 고정패드(412)를 통해 도체면(170)에 보다 견고하게 연결할 수 있으며, 평행신호선(420)은 고정패드(422)를 통해 신호선(330)에 보다 견고하게 연결할 수 있다.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 CBCPW 구조의 전송구조 변환장치의 변환성능을 알아보기 위한 구조물과 측정 결과를 나타낸 도면이다.

도 8a에는, 수평 방향으로 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 CBCPW 전송선로(100)와 하나의 평행전송선로(200)가 연결된 상태를 도시하였다.

도시한 바와 같이, 두 개의 전송구조 변환장치가 서로 마주보도록 두 개의 변환기를 직렬로 연결하여 동일한 형태의 측정 포트를 갖도록 하는 것은 전송구조 변환장치의 성능을 측정하기 위하여 본 기술분야에서 대표적으로 행해지는 방법이다.

여기서, 기판(110)의 두께(t_s)는 0.813mm이고, 기판(110)의 양면에 형성되는 금속막은 구리코팅에 의해 0.034mm의 두께를 갖도록 형성하였다. 또한, 평행전송선로(200)의 길이는 30mm이다.

도 8b에는, 도 4에 도시한 평행전송선로(200)가 연결된 CBCPW 전송선로(100) 즉, CBCPW 구조의 전송구조 변환장치의 단면도를 도시하였으며, 이를 실제 구현하였을 때 각 파라미터들의 크기를 표 1에 나타내었다.

파라미터	t_s	a	b	c	w₁	g
크기(mm)	0.813	50.0	40.0	30.0	1.5	0.36
파라미터	d	t	h	d_v	l_x	l_y
크기(mm)	1.0	0.25	0.24	0.3	0.6	3.0

도 8c에서는, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같은 CBCPW 구조의 전송구조 변환장치의 효과를 설명하기 위하여, 2개의 포트를 사용하는 경우의 S 파라미터 측정 결과를 도시하였다.

S(Scattering) 파라미터는 RF에서 가장 널리 사용하는 파라미터로, 주파수상에서 입력전력 대 출력전력의 비를 의미한다. 여기서, S₂₁은 1번 포트(P1)에서 2번 포트(P2)로의 전달계수이며, S₁₁은 1번 포트(P1)의 반사계수이다. 이때, |S₁₁|은 작을수록 |S₂₁|은 클수록, 광대역에서 손실이 적은 전송이 가능하다.

도 8c를 참조하여, 한 쌍의 CBCPW 전송선로(100) 및 하나의 평행전송선로(200)를 사용한 경우, 삽입손실이 0.5 내지 14 GHz의 주파수 대역에서 1.6dB 이하(|S₂₁|>-1.6dB)로 나타난다. 또한, 0.5 내지 14 GHz의 주파수 대역에서 반사손실은 7.8dB 이상(|S₁₁|<-7.8dB)로 나타난다. 이와 같은 결과로 인하여, 낮은 손실로 광대역에서의 전송구조 변환이 가능하다.

또한, 한 쌍의 CBCPW 전송선로(100)를 평행전송선로(200)를 거치지 않고 직접 커플링하였을 경우(Direct coupling)의 삽입손실을 함께 도시하였는데, 측정된 매우 작은 크기의 직접 커플링 값은 일측의 CBCPW 전송선로(100)에서 타측의 CBCPW 전송선로(100)로 전달되는 전력은 실질적으로 모두 중간의 평행전송선로(200)를 거쳐 전달되었다는 것을 보여준다.

도 9a에는, 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 마이크로스트립 전송선로(300)와 이들을 연결하는 하나의 평행전송선로(400)의 구조를 도시하였다. 마이크로스트립 전송선로(300)에 사용된 기판(310)은 두께(t_s) 0.813mm, 크기 20mm×40mm이며, 기판(310)의 하면에서 접지면(320)을 형성하는 금속막은 0.034mm의 구리 코팅에 의해 형성한다.

도 9b에는, 도 7에 도시한 평행전송선로(400)가 연결된 마이크로스트립 전송선로(300) 즉, 마이크로스트립 구조의 전송구조 변환장치의 단면도를 도시하였으며, 이를 실제 구현하였을 때 각 파라미터들을 표시하였다. 도 9b에 도시한 각 파라미터들의 크기는 표 1과 동일하다. 또한, 평행전송선로(400)의 길이는 30mm이고, 평행전송선로(400)를 구성하는 평행접지선(410)과 평행신호선(420)의 간격은 0.28mm이다.

도 9c에는, 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같은 마이크로스트립 구조의 전송구조 변환장치의 효과를 설명하기 위하여, 2개의 포트를 사용하는 경우의 S 파라미터 측정 결과를 도시하였다.

도 9c를 참조하여, 5GHz, 및 10GHz를 제외한 나머지 주파수 대역에서는 삽입손실이 1.8dB이하로 나타난다. 이와 비교하여, 하나의 마이크로스트립 전송선로(300)의 사용할 경우의 삽입손실은 0.9dB이하이다.

5GHz, 및 10GHz에서의 삽입손실의 증가 현상은 두 개의 마이크로스트립 전송선로(300)를 사용함에 따라 그들의 상호 작용에 의해 발생하는 현상이며, 변환 성능에 영향을 끼치지는 않는다.

종합적으로, CBCPW 전송선로(100) 혹은 마이크로스트립 전송선로(300)와 직각으로 연결되는 평행전송선로(200 혹은 400)에 의해, 광대역에서 기판 수직방향에서의 급전을 수평방향으로 변환하는 것이 가능하다.

또한, CBCPW 전송선로(100) 및 마이크로스트립 전송선로(300)은 기판(110, 310)의 하면에 접지면(130, 320)을 가지고 있는 구조이기 때문에, 접지면(130, 320)을 경계로 전자기장이 완전 분리된다. 그러므로, 기판(110, 310)의 일면에 안테나를 장착하고, 기판(110, 310)의 타면에 RF 회로를 구성하면, 전파의 방사와 RF 부품들과의 간섭(interference)이 완전히 차단되는 장점이 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전송구조 변환장치는 별도의 평형전송선로를 적용하여, 평면형 전송선로로부터 수직방향의 평형전송선로로의 광대역 변환을 수행할 수 있다. 더불어, 기판의 훼손 및 전송선의 연장할 필요가 없으므로, 저가격의 광대역 변환장치를 제공할 수 있다.

또한, 평면형 전송선로에 구비된 접지면을 통해 기판의 상부영역 및 하부영역이 완전히 분리되는 구조이므로, 안테나에 적용시 전파의 방사와 RF 부품들과의 간섭을 차단할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims

기판의 양면에 금속막을 형성하고, 일면에서 소정 형상의 구분선을 따라 상기 금속막을 제거하여 제1 신호선과 제1 접지선을 형성하는 CBCPW(Conductor-backed coplanar waveguide) 전송선로;

상기 제1 접지선상에서 상기 구분선과 인접하는 위치에 형성하는 복수의 비아홀; 및

일단이 상기 제1 신호선 및 상기 제1 접지선과 상기 기판의 수직방향으로 각각 연결되어 서로 평행하는 제2 신호선과 제2 접지선을 형성하는 평행전송선로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 1 항에 있어서,

상기 소정 형상의 구분선은 개구면이 상기 기판의 일단에 대응하는 "ㄷ"자 형상인 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 2 항에 있어서,

상기 비아홀은,

상기 구분선의 길이방향을 따라 형성되어 상기 기판 양면에 형성된 두 금속막을 전기적으로 연결하는 제1 비아홀; 및

상기 구분선의 폭방향을 따라 형성되어 상기 기판 양면에 형성된 두 금속막 및 상기 제2 접지선을 전기적으로 연결하는 제2 비아홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 1 항에 있어서,

상기 평행전송선로는 스트립(Strip) 형상인 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 4 항에 있어서,

상기 평행전송선로는 상기 일단에서 상기 기판과 수평방향으로 연장된 고정패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 신호선의 폭은 상기 제1 신호선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 접지선의 폭은 상기 제1 신호선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
기판의 일면에는 일단으로부터 소정 길이 연장된 신호선과 상기 신호선으로 부터 일정간격 이격된 도체면을 형성하고, 상기 기판의 타면에 접지면을 형성하는 마이크로스트립(Microstrip) 전송선로;

상기 도체면에서 상기 신호선과 인접하는 위치에 형성하는 복수개의 비아홀; 및

일단이 상기 신호선 및 상기 도체면과 상기 기판의 수직방향으로 각각 연결되어 서로 평행하는 평행신호선과 평행접지선을 형성하는 평행전송선로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 8 항에 있어서,

상기 평행전송선로는 스트립(Strip) 형상인 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 9 항에 있어서,

상기 평행전송선로는 상기 일단에서 상기 기판과 수평방향으로 연장된 고정패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 8 항에 있어서,

상기 평행신호선의 폭은 상기 신호선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.
제 8 항에 있어서,

상기 평행접지선의 폭은 상기 신호선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 전송구조 변환장치.