KR100714866B1 - Multi-stage wideband lange coupler - Google Patents

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KR100714866B1
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주정호
강승택
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 다단형 광대역 랑게 커플러에 관한 것이다.The present invention relates to a multistage wideband Lange coupler.

본 발명은 2단으로 랑게 커플러를 구성하여 출력량이 측정되는 제 2 랑게 커플러에서 원하는 커플링 값에 따라 설계하고, 입력 신호가 입력되는 제 1 랑게 커플러의 폭과 간격을 이용하여 제 2 랑게 커플러의 커플링 값에 대한 평탄도를 제어함으로써 광대역을 구현하는 것을 특징으로 한다.The present invention is designed according to the desired coupling value in the second Lange coupler in which the output is measured by configuring the Lange coupler in two stages, and using the width and spacing of the first Lange coupler input signal is input of the second Lange coupler Broadband is implemented by controlling the flatness of the coupling value.

본 발명에 의하면, 기존의 랑게 커플러의 제작 공정을 이용하여 설계와 제작이 가능하며, 원하는 대역폭과 대역 구간을 설계 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, it is possible to design and manufacture using the existing manufacturing process of the Lange coupler, it is possible to expect the effect of enabling the design of the desired bandwidth and band section.

랑게 커플러, 결합기, 광대역, Lange 커플러 Lange Coupler, Coupler, Broadband, Lange Coupler

Description

다단형 광대역 랑게 커플러{Multi-Stage Wideband Lange Coupler}Multi-Stage Wideband Lange Coupler

도 1은 종래 1단의 랑게 커플러의 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.1 is a view briefly showing the structure of a conventional single stage Lange coupler.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러의 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing the structure of a multi-stage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 랑게 커플러를 독립적으로 시뮬레이션한 후, 출력 신호의 결과를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the results of the output signal after independently simulating the first Lange coupler according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 랑게 커플러를 독립적으로 시뮬레이션한 후, 출력 신호의 결과를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the results of the output signal after independently simulating the second Lange coupler according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러를 시뮬레이션한 결과 광대역 특성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the broadband characteristics as a result of simulating a multi-stage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러를 시뮬레이션한 결과 출력 신호의 위상차를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a phase difference of an output signal as a result of simulating a multi-stage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다단형 광대역 랑게 커플러에 관한 것으로, 2단으로 랑게 커플러를 구현하여 커플링 값의 평탄도를 조절함으로써 원하는 대역폭과 대역 구간을 설계할 수 있는 다단형 광대역 랑게 커플러에 관한 것이다.The present invention relates to a multistage wideband Lange coupler, and to a multistage wideband Lange coupler, which can design a desired bandwidth and band section by adjusting the flatness of the coupling value by implementing the Lange coupler in two stages.

커플링이란 일반적으로 독립된 공간 또는 선로 간에서 전자계적으로 교류 신호 에너지가 상호 전달되는 현상을 의미한다.Coupling generally refers to a phenomenon in which AC signal energy is electromagnetically transmitted between separate spaces or lines.

선로 간의 간섭은 선로 간 커플링으로 인해 원하지 않는 잡신호가 유입되거나 서로 전송되어 교란되는 현상을 지칭합니다. Interference between lines refers to the occurrence of unwanted noise signals or transmissions and disturbances due to the coupling between lines.

커플러는 이러한 커플링의 정도를 인위적으로 조절하는 것으로, 선로의 길이와 간격을 임의로 조절하여 한쪽에 원하는 전력이 전달되도록 하는 장치이다.The coupler is an apparatus that artificially adjusts the degree of the coupling, and arbitrarily adjusts the length and spacing of the line so that the desired power is transmitted to one side.

커플러는 커플링 현상을 이용하여 원하는 만큼의 전력을 추출하거나 배분하는 용도로 사용되며, 브랜치라인 커플러(Branch-Line Coupler), 링 하이브리드 커플러(Ring Hybrid Coupler), 윌킨슨 커플러(Willkinson Coupler), 랑게 커플러(Lange Coupler) 등 다양하게 구성할 수 있다.Coupler is used to extract or distribute as much power as you want by using coupling phenomenon.Branch-Line Coupler, Ring Hybrid Coupler, Wilkinson Coupler, Langer Coupler It can be configured in various ways such as (Lange Coupler).

이러한 커플러 중 랑게 커플러는 서로 엇갈린 마이크로스트립 선로로 구성된 깍지형(Inderdigit Type) 마이크로스트립 결합기로서, 감쇠기, 평형 증폭기, 평형 믹서, 평형 안테나 급전 소자, RF 증폭기, 믹서, 결합기 및 분배기 등으로 사용한다.Among these couplers, the Lange coupler is an Inderdigit Type microstrip coupler composed of staggered microstrip lines, and is used as an attenuator, balanced amplifier, balanced mixer, balanced antenna feed element, RF amplifier, mixer, combiner, and divider.

랑게 커플러는 파장 관계를 고려한 전력 배분용 커플러이면서도 선로를 구부린 형태로 구성하여 다른 커플러에 비해 크기가 작다.The Lange coupler is a power distribution coupler that takes into account the wavelength relationship, but is smaller in size than other couplers because it has a curved shape.

따라서, 랑게 커플러는 십여 GHz 이상의 초고주파 반도체 내부에 실장이 용이하므로 단일칩 고주파 집적 회로(Monolithic Micro-wave Integrated Circuit)의 전력 배분용으로 많이 사용한다.Therefore, the Lange coupler is easy to be mounted inside a high frequency semiconductor of more than a dozen GHz, so it is widely used for power distribution of a single-chip high frequency integrated circuit (Monolithic Micro-wave Integrated Circuit).

도 1은 종래 1단의 랑게 커플러의 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.1 is a view briefly showing the structure of a conventional single stage Lange coupler.

랑게 커플러는 4포트를 구비하고, 서로 엇갈린 깍지낀 구조로서, 마이크로 스트립 라인의 간격 및 폭을 통해 대역폭 및 대역 구간을 조절한다.The Lange coupler has four ports and is a staggered structure that adjusts bandwidth and band section through the spacing and width of the microstrip line.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 마이크로 스트립 선로(N)는 짝수이고, 선로의 개수가 N=4이다.In general, as shown in FIG. 1, the micro strip line N is even and the number of lines is N = 4.

마이크로 스트립 선로의 길이(L)는 중심 주파수에 의해 결정되고, 관내 파장의 1/4이다.The length L of the microstrip line is determined by the center frequency and is one quarter of the wavelength in the tube.

결합 포트(Coupled Port)(2)와 통과 포트(Direct Port)(4)는 입사된 전력의 1/2 전력을 양분하여 출력한다.The coupled port 2 and the direct port 4 divide and output 1/2 of the incident power.

또한, 결합 포트(2)와 통과 포트(4)로부터 출력되는 신호의 위상차는 90도를 가진다.In addition, the phase difference between the signal output from the coupling port 2 and the passing port 4 has 90 degrees.

랑게 커플러의 임피던스 및 특성은 일반적인 공지 기술로 상세한 설명을 생략하기로 한다.Impedance and characteristics of the Lange coupler will be omitted because of the general known techniques.

종래 1단의 랑게 커플러는 비교적 광대역 특성을 가지나, 위성 통신과 이동통신과 같은 광대역 고속 통신이 중요한 시스템에 응용할 수 없으며, 원하는 대역폭과 대역 구간을 설계하지 못하는 문제점이 있다.The conventional first-range Lange coupler has a relatively wideband characteristic, but cannot be applied to a system in which broadband and high-speed communication such as satellite communication and mobile communication are important, and there is a problem in that a desired bandwidth and band section cannot be designed.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 2단으로 랑게 커플러를 구현하여 입력 신호가 입력되는 단의 커플러를 이용하여 출력 신호의 평탄도를 조절함으로써 원하는 대역폭과 대역 구간을 설계할 수 있는 다단형 광대역 랑게 커플러 를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention implements a Lange coupler in two stages, thereby adjusting the flatness of the output signal using the coupler of the stage into which the input signal is input. The purpose is to provide a broadband Lange coupler.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 결합 선로 사이에서 전자기적 결합 현상을 이용하는 랑게 커플러는, 결합 신호가 출력되는 결합 포트와 통과 신호가 출력되는 통과 포트를 형성하여 커플링 값이 측정되는 제 2 랑게 커플러; 및 입력 신호가 유입되는 입력 포트와 누설 전력을 소모하는 격리 포트를 구비하며, 상기 제 2 랑게 커플러와 연결하여 상기 제 2 랑게 커플러의 출력 신호에 대한 평탄도를 제어하는 제 1 랑게 커플러를 포함한다.In order to achieve this technical problem, a Lange coupler using an electromagnetic coupling phenomenon between coupling lines according to an aspect of the present invention forms a coupling port through which a coupling signal is output and a passing port through which a coupling signal is output, thereby providing a coupling value. The second Lange coupler being measured; And a first Lange coupler having an input port into which an input signal is introduced and an isolation port consuming leakage power, and connected to the second Lange coupler to control flatness of an output signal of the second Lange coupler. .

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를“포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding other components unless otherwise stated.

이제 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a multi-stage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러의 구조를 간략 하게 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing the structure of a multi-stage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention.

도 2를 설명하기 전에, 본 발명의 실시예는 도 1에 도시된 1단의 랑게 커플러를 2단으로 설계한 장치로서, 1단의 랑게 커플러의 특성을 그대로 가지고 있다.Before describing FIG. 2, the embodiment of the present invention is a device in which the first stage Lange coupler shown in FIG. 1 is designed in two stages, and retains the characteristics of the first stage Lange coupler.

따라서, 도 2에서는 1단의 랑게 커플러의 특성에 대한 설명은 생략하고 본 발명의 특징을 중심으로 설명하기로 한다.Therefore, in FIG. 2, description of the characteristics of the first-range Lange coupler will be omitted and will be described based on the features of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러는 제 1 랑게 커플러(200)와 제 2 랑게 커플러(210)를 포함한다.The multi-stage wideband Lange coupler according to the embodiment of the present invention includes a first Lange coupler 200 and a second Lange coupler 210.

다단형 광대역 랑게 커플러는 제 1 랑게 커플러(200)의 출력 신호를 제 2 랑게 커플러(210)의 입력단으로 유입되도록 연결한다.The multi-stage wideband Lange coupler connects the output signal of the first Lange coupler 200 to the input of the second Lange coupler 210.

일반적으로 커플러는 하나의 입력 포트와 두 개의 출력 포트로 구성한다.Typically, a coupler consists of one input port and two output ports.

예를 들어, 제 1 랑게 커플러(200)의 입력 포트(202)로 1이 유입된다고 하면, 제 1 랑게 커플러(200)의 출력 포트로 0.9와 0.1을 출력한다고 가정한다.For example, suppose that 1 is input to the input port 202 of the first Lange coupler 200, and 0.9 and 0.1 are output to the output port of the first Lange coupler 200.

제 1 랑게 커플러(200)의 출력 포트는 제 2 랑게 커플러(210)의 입력단으로 연결되어 있다.An output port of the first Lange coupler 200 is connected to an input terminal of the second Lange coupler 210.

도 2에 도시된 바와 같이, 결과적으로 제 2 랑게 커플러(210)는 두 개의 입력 포트를 구성하게 되는 것이다.As shown in FIG. 2, the second Lange coupler 210 consequently constitutes two input ports.

따라서, 제 2 랑게 커플러(210)는 두 개의 입력 신호 차이(0.9 - 0.1 = 0.8)만큼 약한 입력 신호를 유입하게 되는 것이다.Therefore, the second Lange coupler 210 is to input the input signal as weak as the difference between the two input signal (0.9-0.1 = 0.8).

제 1 랑게 커플러(200)의 일측은 입력 포트(202)를 형성하며, 타측은 격리되어 누설 전력을 소모하는 격리 포트(204)를 형성한다.One side of the first Lange coupler 200 forms an input port 202, and the other side forms an isolation port 204 that is isolated to consume leakage power.

제 2 랑게 커플러(210)의 일측은 출력 포트인 결합 포트(212)를 형성하며, 타측은 출력 포트인 통과 포트(214)를 형성한다.One side of the second Lange coupler 210 forms a coupling port 212 that is an output port, and the other side forms a pass port 214 that is an output port.

다단형 광대역 랑게 커플러는 제 1 랑게 커플러(200)의 출력단이 제 2 랑게 커플러(210)의 입력단으로 연결되어 제 1 랑게 커플러(200)의 출력 신호가 제 2 랑게 커플러(210)의 입력 신호로 유입되도록 구성한다.In the multi-stage wideband Lange coupler, the output of the first Lange coupler 200 is connected to the input of the second Lange coupler 210 so that the output signal of the first Lange coupler 200 is an input signal of the second Lange coupler 210. Configure to flow.

다단형 광대역 랑게 커플러는 입력 포트(202)에 입력된 전력이 결합 포트(212)와 통과 포트(214)를 통해 두 개의 출력 신호로 각각 반반씩의 전력 즉, -3dB 전력을 균등하게 배분하여 출력되며, 두 개의 출력 신호는 90도의 위상차를 갖게 된다.In the multi-stage wideband rangge coupler, the power input to the input port 202 is divided into two output signals through the coupling port 212 and the pass-through port 214, and the power is evenly distributed in half, that is, -3 dB power. The two output signals have a phase difference of 90 degrees.

격리 포트(204)는 선로 임피던스에 맞추어 저항 접지시켜 중단(Termination)을 시켜놓아서 실제로 입출력용으로 사용하지 않는 포트이다.The isolation port 204 is a port that is terminated by resistance ground in accordance with the line impedance and terminated, and is not actually used for input / output.

격리 포트(204)는 구조상 전력이 전송되지 않아 누설 전력이 반사되어 돌아오지 않도록 저항으로 접지시켜 열로 소모시켜 버리는 기능을 하여 커플러의 전력 안정화를 위해 사용한다.The isolation port 204 has a function of grounding with a resistor and dissipating it as heat so that leakage of power is not reflected due to structural transmission.

제 2 랑게 커플러(210)는 -3dB 이상의 출력을 가지는 커플러로 특정시켜 구성하고, 제 1 랑게 커플러(200)는 제 2 랑게 커플러보다 약한 커플링 출력을 형성하도록 구성한다.The second Lange coupler 210 is configured to be specified as a coupler having an output of -3 dB or more, and the first Lange coupler 200 is configured to form a weaker coupling output than the second Lange coupler.

다단형 광대역 랑게 커플러는 약한 커플링 출력을 형성하는 제 1 랑게 커플러(200)를 이용하여 제 2 랑게 커플러(210)의 중심 주파수의 평탄도를 제어함으로써 원하는 주파수 대역폭과 대역 구간을 조절하는 것을 특징으로 한다.The multi-stage wideband Lange coupler adjusts the desired frequency bandwidth and band section by controlling the flatness of the center frequency of the second Lange coupler 210 using the first Lange coupler 200 forming a weak coupling output. It is done.

다단형 광대역 랑게 커플러는 제 1 랑게 커플러(200)의 입력에 신호를 인가하는 경우, 양쪽 출력단(결합 포트(212), 통과 포트(214))으로 -3dB 크기와 90도 위상차를 갖는 신호가 출력된다.When the multi-stage wideband Lange coupler applies a signal to the input of the first Lange coupler 200, a signal having a -3dB magnitude and a 90 degree phase difference is output to both output terminals (coupling port 212 and pass port 214). do.

따라서, 다단형 광대역 랑게 커플러는 제 2 랑게 커플러(210)를 -3dB 이상의크기로 설계한다(원하는 결합량을 갖도록).Thus, the multi-stage wideband Lange coupler designs the second Lange coupler 210 to a size of -3 dB or more (to have the desired coupling amount).

이어서, 제 1 랑게 커플러(200)는 마이크로 스트립라인의 폭과 간격을 조절하여 약한 커플링 값을 갖도록 구성하게 되면(본 발명의 실시예에서는 약 -15dB 정도로 설계), 제 2 랑게 커플러(210)의 출력 신호에 대한 평탄도를 조절할 수 있어 광대역을 실현할 수 있다.Subsequently, when the first Lange coupler 200 is configured to have a weak coupling value by adjusting the width and spacing of the micro stripline (in the embodiment of the present invention, designed to about -15 dB), the second Lange coupler 210 The flatness of the output signal can be adjusted to realize wide bandwidth.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 랑게 커플러(200)를 독립적으로 시뮬레이션한 후, 출력 신호의 결과를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 랑게 커플러(210)를 독립적으로 시뮬레이션한 후, 출력 신호의 결과를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the results of the output signal after independently simulating the first Lange coupler 200 according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a second Lange coupler 210 according to an embodiment of the present invention Is a diagram showing the result of the output signal after independently simulating.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 랑게 커플러(200)는 전체적으로 약한 커플링을 형성하도록 구성하여 중심 주파수 부근에서 가장 약한 통과 특성을 가진다.As shown in FIG. 3, the first Lange coupler 200 is configured to form a weak coupling as a whole and has the weakest pass characteristic near the center frequency.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 랑게 커플러(210)는 -3dB 이상의 커플러로 동작하도록 구성한다.As shown in FIG. 4, the second Lange coupler 210 is configured to operate with a coupler of -3 dB or more.

다단형 광대역 랑게 커플러는 제 1 랑게 커플러(200)의 출력 신호가 제 2 랑게 커플러(210)의 입력단으로 유입되도록 구성한다(도 2에서 설명한 바와 같이, 0.9 - 0.1 = 0.8).The multi-stage wideband Lange coupler is configured such that an output signal of the first Lange coupler 200 flows into an input terminal of the second Lange coupler 210 (as described in FIG. 2, 0.9-0.1 = 0.8).

다단형 광대역 랑게 커플러는 제 1 랑게 커플러(200)의 출력 신호를 제 2 랑게 커플러(210)와 같은 특성을 갖는 커플러에 흘려 주게 되면, 중심 주파수 부근에서 제 2 랑게 커플러(210)에 흘러 들어가는 통과의 값이 줄어든 형태로 유입된다.When the multi-stage wideband Lange coupler flows the output signal of the first Lange coupler 200 to a coupler having the same characteristics as that of the second Lange coupler 210, a passage flowing into the second Lange coupler 210 near the center frequency is passed. The value of is introduced in a reduced form.

즉, 제 2 랑게 커플러(210)는 약한 커플링 값이 입력단으로 유입되는 것이므로 제 2 랑게 커플러(210)의 커플링 값을 약하게 하는 요인이 된다.That is, since the weaker coupling value is introduced into the input terminal, the second Lange coupler 210 becomes a factor of weakening the coupling value of the second Lange coupler 210.

따라서, 도 4에 도시된 제 2 랑게 커플러(210)의 커플링 값(즉, 결합량)이 떨어지고 상대적으로 통과량이 올라가기 때문에 평탄도가 향상되어 광대역을 형성하게 된다.Therefore, since the coupling value (ie, coupling amount) of the second Lange coupler 210 shown in FIG. 4 is lowered and the passage amount is relatively increased, flatness is improved to form a broadband.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러를 시뮬레이션한 결과 광대역 특성을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다단형 광대역 랑게 커플러를 시뮬레이션한 결과 출력 신호의 위상차를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating the broadband characteristics as a result of simulating a multistage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a phase difference of the output signal as a result of simulating a multistage wideband Lange coupler according to an embodiment of the present invention The figure shown.

다단형 광대역 랑게 커플러의 일 실시예는 다음과 같은 [표 1]에 기재된 기판 정보 및 설계 사양과 [표 2]에 기재된 설계 사양에 맞춘 설계값으로 구현해 보았다.One embodiment of the multi-stage wideband Lange coupler was implemented with design values tailored to the substrate information and design specifications listed in Table 1 and the design specifications listed in Table 2 below.

Figure 112006010679339-pat00001
Figure 112006010679339-pat00001

W1 W1 S1S1 L1L1 W2W2 S2S2 L2L2 0.4 0.4 0.90.9 0.90.9 0.90.9 0.90.9 1.161.16

▲ 2단 Lange 커플러의 설계값(단위: mm)▲ Design value of two stage Lange coupler (unit: mm)

도 1에 도시된 랑게 커플러의 구조와 비교해 보면, Compared with the structure of the Lange coupler shown in Figure 1,

여기서, W1 및 W2는 Conductor width(W)를 의미하고, S1 및 S2는 Conduct spacing(S)을 의미하며, L1 및 L2는 Conductor Length(L)를 의미한다.Here, W1 and W2 mean conductor width (W), S1 and S2 mean conductor spacing (S), and L1 and L2 mean conductor length (L).

W1, Sl, L1는 도 2에 도시된 제 1 랑게 커플러(200)의 마이크로 스트립의 폭, 간격, 길이를 나타낸다.W1, S1, L1 represent the width, spacing, and length of the micro strip of the first Lange coupler 200 shown in FIG.

W2, S2, L2는 도 2에 도시된 제 2 랑게 커플러(210)의 마이크로 스트립의 폭, 간격, 길이를 나타낸다.W2, S2 and L2 represent the width, spacing and length of the micro strip of the second Lange coupler 210 shown in FIG.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 다단형 광대역 랑게 커플러를 설계하여 시뮬레이션한 결과, 대략 2GHz ~ 6.3GHz으로 103%의 광대역 특성을 보인다. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the embodiment of the present invention has designed and simulated a multi-stage wideband Lange coupler, and has a broadband characteristic of 103% at approximately 2 GHz to 6.3 GHz.

(2GHz -> through: -2.906dB, coupling: -3.734dB, (2 GHz- > through: -2.906 dB, coupling: -3.734 dB,

6.3GHz -> through: -3.831dB, coupling: -3.658dB )6.3 GHz-> through: -3.831 dB, coupling: -3.658 dB )

단, 조건은 0.8dB Unblance, 격리도는 -10dB 이하, 위상차는 90o +/-2의 범위 내의 측정 결과이다.The condition is 0.8dB Unblance, the isolation is -10dB or less, and the phase difference is 90 o +/- 2.

위의 결과로 보아 기존의 랑게 커플러의 대역폭인 42% 보다 2배 이상 향상된 결과를 확인할 수 있다. 또한, 출력 신호의 위상차가 거의 90o 를 형성한다.From the above results, we can see that the result is more than double the 42% bandwidth of the existing Lange coupler. Further, the phase difference of the output signals form a substantially 90 o.

위의 설계의 모든 과정은 실제 에칭 가능한 폭과 간격인 0.08mm을 고려한 값들이다.All of the above designs were taken into account the actual etchable width and spacing 0.08mm.

본 발명의 실시예는 랑게 커플러를 2단으로 구성하였지만, 제 1 랑게 커플러(200)을 2단, 3단 등으로 구성하여 더 정밀한 커플러를 설계할 수도 있다.In the embodiment of the present invention, the Langer coupler is configured in two stages, but the first Lange coupler 200 may be configured in two stages, three stages, or the like, to design a more precise coupler.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 기존의 랑게 커플러의 제작 공정을 이용하여 설계와 제작이 가능하며, 원하는 대역폭과 대역 구간을 설계 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.By the above-described configuration, the present invention can be designed and manufactured using the existing manufacturing process of the Lange coupler, it can be expected to the effect of enabling the design of the desired bandwidth and band section.

Claims (4)

결합 선로 사이에서 전자기적 결합 현상을 이용하는 랑게 커플러에 있어서,In a Lange coupler using electromagnetic coupling between coupling lines, 결합 신호가 출력되는 결합 포트와 통과 신호가 출력되는 통과 포트를 형성하여 커플링 값이 측정되는 제 2 랑게 커플러; 및A second Lange coupler on which a coupling value is measured by forming a coupling port through which the coupling signal is output and a passing port through which the coupling signal is output; And 입력 신호가 유입되는 입력 포트와 누설 전력을 소모하는 격리 포트를 구비하며, 상기 제 2 랑게 커플러와 연결하여 상기 제 2 랑게 커플러의 출력 신호에 대한 평탄도를 제어하는 제 1 랑게 커플러A first Lange coupler having an input port into which an input signal is introduced and an isolation port consuming leakage power, and connected to the second Lange coupler to control flatness of an output signal of the second Lange coupler. 를 포함하는 다단형 광대역 랑게 커플러.A multistage broadband Lange coupler comprising. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 랑게 커플러는 상기 제 2 랑게 커플러보다 약한 커플링 출력을 형성하도록 구성하며, 상기 제 2 랑게 커플러는 -3dB 이상의 출력을 형성하는 것을 특징으로 하는 다단형 광대역 랑게 커플러.And wherein the first Lange coupler is configured to produce a weaker coupling output than the second Lange coupler, and wherein the second Lange coupler produces an output of -3 dB or more. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 랑게 커플러는 커플링 값을 특정하여 설계하고, 상기 제 1 랑게 커플러는 1단 이상으로 설계하여 상기 제 2 랑게 커플러의 상기 출력 신호에 대한 평탄도를 제어하는 것을 특징으로 하는 다단형 광대역 랑게 커플러.The second Lange coupler is designed by specifying a coupling value, and the first Lange coupler is designed in one or more stages to control the flatness of the output signal of the second Lange coupler, multi-stage broadband Lange coupler. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합 포트와 상기 통과 포트로부터 출력되는 상기 결합 신호와 상기 통과 신호의 전력이 각각 -3dB이고, 상기 결합 신호와 상기 통과 신호의 위상차가 90도인 것을 특징으로 하는 다단형 광대역 랑게 커플러.And the power of the combined signal and the passed signal output from the combined port and the passing port is -3 dB, respectively, and the phase difference between the combined signal and the passing signal is 90 degrees.
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