KR100735159B1 - 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일측이 개방된 ㄷ 자 형상의 슬롯라인이 형성되는 접지기판과 상기 접지기판의 슬롯라인에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부와 상기 접지기판의 슬롯라인 외부영역에 형성되는 접지부와 상기 접지기판의 상부에 적층으로 형성되는 유전체기판 및 상기 유전체기판의 상부면에 형성되고 상기 급전라인부를 따라 평행하게 형성되어 급전라인부와 전자기적으로 수직급전 결합되는 제 2 마이크로스트립라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 랫-레이스 회로의 3 dB 결합계수를 갖는 λ/4 전송선로인 단락커플러를 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인으로 구현함으로써 대역폭에 대한 충분한 보상을 받을 뿐만 아니라, 제 1, 제 2 및 제 3 연결핀이 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인과 접지기판을 수직으로 연결하고, 제 2 마이크로스트립라인과 접지기판의 급전라인부가 서로 수직으로 결합되므로써 높은 결합계수 특성으로 광대역의 주파수 범위에서 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
협대역, 광대역, 격리도, 연결핀, 비아홀, 수직결합선로
Description
도 1은 종래의 랫-레이스 회로의 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로의 구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 S-파라미터에 의한 대역폭을 나타낸 특성도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 S-파라미터에 의한 격리도를 나타낸 특성도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 평형 파라미터 측정결과도
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
100 : 접지기판 110 : 슬롯라인
111 : 급전라인부 112 : 접지부
200 : 유전체기판 210 : 제 1 마이크로스트립라인
220 : 제 2 마이크로스트립라인
310 : 제 1 연결핀 320 : 제 2 연결핀
330 : 제 3 연결핀 400 : 단락커플러
본 발명은 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연결핀을 통해 유전체기판과 접지기판이 서로 수직으로 결합되어서 높은 결합계수를 얻을 수 있는 수직 결합선로에 관한 것이다.
종래의 랫-레이스 회로에 관한 기술로는 공개특허공보 제10-2006-0013719 의 동일한 위상으로 출력이 이루어지도록, 링형상으로 형성되는 중앙부와, 상기 중앙부의 한 지점에서 방사상으로 돌출하여 형성되는 입력포트와, 상기 입력포트로부터 양쪽으로 90° 이내의 동일 위상으로 방사상에 돌출하여 형성되는 한쌍의 출력포트와, 상기 입력포트로부터 양쪽으로 180° 이내의 동일 위상으로 방사상에 돌출하여 형성되는 한쌍의 보조포트로 이루어지는 구조이다.
그러나, 상기 종래의 기술은 광대역 통신 시스템에 사용되는 경우에 랫-레이스 회로 자체적으로 협대역이 발생하고, 상기 협대역의 문제점을 해결하기 위해서 랫-레이스 회로의 3 dB 결합계수를 갖는 λ/4 전송선로인 단락커플러로 구현하여 대역폭의 문제점은 해결되었으나, 상기 대역폭이 증가함에 따라 단락커플러의 임피던스값이 너무 높게 되어 구현이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 랫-레이스 회로의 3 dB 결합계수를 갖는 λ/4 전송선로인 단락커플러를 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인으로 구현함으로써 대역폭에 대한 충분한 보상을 받을 뿐만 아니라, 제 1, 제 2 및 제 3 연결핀이 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인과 접지기판을 수직으로 연결하고, 제 2 마이크로스트립라인과 접지기판의 급전라인부가 서로 수직으로 결합됨으로써 고결합 특성을 얻는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로는 일측이 개방된 ㄷ 자 형상의 슬롯라인이 형성되는 접지기판과 상기 접지기판의 슬롯라인에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부와 상기 접지기판의 슬롯라인 외부영역에 형성되는 접지부와 상기 접지기판의 상부에 적층으로 형성되는 유전체기판 및 상기 유전체기판의 상부면에 형성되고 상기 급전라인부를 따라 평행하게 형성되어 급전라인부와 전자기적으로 수직급전 결합되는 제 2 마이크로스트립라인으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 2 마이크로스트립라인은 상기 접지부와 연결하기 위해 T 자 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 2 마이크로스트립라인의 T 자형에 수평으로 형성되는 양끝단과, 상기 양끝단에는 비아홀이 형성하며, 상기 비아홀을 통하여 상기 접지부를 전기적으로 연결하는 제 2 및 제 3 연결핀이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 급전라인부에 신호를 인가하기 위하여 상기 유전체기판의 상부면에 형성되는 제 1 마이크로스트립라인이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 마이크로스트립라인의 끝단에는 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통하여 상기 급전라인부를 전기적으로 수직 연결하는 제 1 연결핀이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로의 구성도로서 일측이 개방된 ㄷ 자 형상의 슬롯라인(110)이 형성되는 접지기판(100)과 상기 접지기판(100)의 슬롯라인(110)에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부(111)와 상기 접지기판(100)의 슬롯라인(110) 외부영역에 형성되는 접지부(112)와 상기 접지기판(100)의 상부에 적층으로 형성되는 유전체기판(200) 및 상기 유전체기판(200)의 상부면에 형성되고 상기 급전라인부(111)를 따라 평행하게 형성되어 급전라인부(111)와 전자기적으로 수직급전 결합되는 제 2 마이크로스트립라인(220)으로 이루어진다.
더욱 상세하게는, 상기 접지기판(100)은 ㄷ 자 형상의 슬롯라인(110)이 상부 에 형성되고, 상기 슬롯라인(110)에 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부(111)와 상기 슬롯라인(110)의 외부영역에 형성되는 접지부(112)로 구분된다.
상기 급전라인부(111)는 상기 제 1 마이크로스트립라인(210)에서 전송된 신호가 상기 제 1 연결핀(310)을 통해 신호가 인가되고, 상기 인가된 신호는 상기 제 2 마이크로스트립라인(220)과 결합된다.
상기 접지부(112)는 상기 제 2 마이크로스트립라인(220)의 T 자형의 수평으로 형성되는 양끝단과, 상기 양끝단에는 비아홀이 형성하며, 상기 비아홀을 통해 상기 접지부를 제 2 및 제 3 연결핀(320, 330)으로 연결되어 제 2 마이크로스트립라인(220)에서 흐르는 신호를 접지시킨다.
상기 유전체기판(200)은 상기 접지기판(100)의 상부에 적층으로 형성되고, 상기 유전체기판(200)의 상부에는 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인(210, 220)을 형성하며, 상기 제 1 마이크로스트립라인(210)은 상기 유전체기판(200)의 일측면에서 외부로부터 입력되는 신호를 인가받고, 상기 제 2 마이크로스트립라인(220)은 T 자 형상으로 제 1 마이크로스트립라인(210)과 소정간격으로 이격되어 형성된다.
상기 제 1 마이크로스트립라인(210)은 외부로부터 인가되는 신호를 제 1 연결핀(310)에 의하여 상기 슬롯라인(110)에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부(111)로 신호를 전송하고, 상기 급전라인부(111)에 전송된 신호는 상기 유전체기판(200)의 제 2 마이크로스트립라인(220)과 서로 수직으로 결합된다.
상기 제 2 마이크로스트립라인(220)은 T 자 형상으로, 상기 슬롯라인(110)에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부(111)와 서로 수직으로 결합되며, T 자형에 수평으로 형성되는 양끝단과, 상기 양끝단에는 비아홀이 형성하며, 상기 비아홀을 통하여 제 2 및 제 3 연결핀(320, 330)이 각각 구비되어 상기 슬롯라인(110)의 외부영역에 형성되는 접지부(112)와 각각 수직 결합된다.
상기 제 1 연결핀(310)은 상기 제 1 마이크로스트립라인(210)과 상기 슬롯라인(110)에 연결되어 외부로부터 인가받은 신호를 상기 슬롯라인(110)으로 전송하고, 상기 슬롯라인(110)에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부(111)로 신호가 전송되며, 상기 전송된 신호는 상기 제 2 마이크로스트립라인(220)과 서로 수직으로 결합된다.
상기 제 2 및 제 3 연결핀(320, 330)은 상기 제 2 마이크로스트립라인(220)의 T 자형의 수평으로 형성되는 양끝단과, 상기 양끝단에는 비아홀이 형성하며, 상기 비아홀에 각각 형성되고 상기 슬롯라인(110)에 의해 외부영역에 형성되는 접지부(112)와 각각으로 수직 결합되어 접지된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 S-파라미터에 의한 대역폭을 나타낸 특성도로서, 제 2 마이크로스트립라인(220)의 넓이가 1.42mm 인 경우에 임피던스는 50Ω 이며, 넓이가 0.82mm 인 경우는 임피던스가 70.7Ω이 된다. 이때 임피던스가 50Ω, 70.7Ω인 경우의 중심주파수 2.2GHz를 중심으로 85%, 60% 이상의 광대역 공진기와 같은 대역폭의 특성을 각각 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 S-파라미터에 의한 격리도를 나타낸 특성도로서, 중심주파수를 기준으로 67%의 대역폭을 나타내었고 대역폭 내에서 -20 dB 이하의 격리도(isolation)를 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 평형(Balanced) 파라미터 측정결과도로서, 출력포트 상에서 3 dB ± 0.45 dB 와 180° ± 3°의 양호한 RF 특성이 67%의 대역폭에서 각각 나타내고 있음을 알 수 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 랫-레이스 회로의 3 dB 결합계수를 갖는 λ/4 전송선로인 단락커플러를 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인으로 구현함으로써 대역폭에 대한 충분한 보상을 받을 뿐만 아니라, 제 1, 제 2 및 제 3 연결핀이 제 1 및 제 2 마이크로스트립라인과 접지기판을 수직으로 연결하고, 제 2 마이크로스트립라인과 접지기판의 급전라인부가 서로 수직으로 결합되어 3 dB의 결합계수 값을 얻는 효과가 있다.
Claims (5)
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- 일측이 개방된 ㄷ 자 형상의 슬롯라인이 형성되는 접지기판과;상기 접지기판의 슬롯라인에 의해 감싸여진 내부영역에 형성되는 급전라인부와;상기 접지기판의 슬롯라인 외부영역에 형성되는 접지부와;상기 접지기판의 상부에 적층으로 형성되는 유전체기판; 및상기 유전체기판의 상부면에 형성되고 상기 급전라인부를 따라 평행하게 형성되어 급전라인부와 전자기적으로 수직급전 결합되고 상기 접지부와 연결하기 위해 T 자 형상을 갖는 제 2 마이크로스트립라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제 2 마이크로스트립라인의 T 자형 라인은 상기 급전라인부를 따라 평행하게 형성되는 중심라인으로 하여 대칭되는 양끝단부에 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통하여 상기 접지부를 전기적으로 연결하는 제 2 및 제 3 연결핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로.
- 청구항 2에 있어서, 상기 급전라인부에 신호를 인가하기 위하여 상기 유전체기판의 상부면에 형성되는 제 1 마이크로스트립라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로.
- 청구항 4에 있어서, 상기 제 1 마이크로스트립라인의 끝단에는 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀을 통하여 상기 급전라인부를 전기적으로 수직 연결하는 제 1 연결핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고결합 특성을 갖는 수직 결합선로.
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