KR100735160B1 - 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한대역통과 여파기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신호입력단과 신호출력단 및 상기 신호입력단과 상기 신호출력단을 커플링 결합하는 인터디지털 커플드 라인과 상기 신호입력단상에 제 1 차 고조파를 억압하는 제 1 나선형 개방 스터브와 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파를 억압하는 제 1 수평형 개방 스터브와 상기 제 1 나선형 개방 스터브와 대칭적으로 형성되어 제 1 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 나선형 개방 스터브 및 상기 제 1 수평형 개방 스터브와 대칭적으로 형성되어 제 5 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 수평형 개방 스터브로 이루어진 것을 특징으로 하는 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 종래의 다단으로 형성된 마이크로스트립 커플드 라인을 인터디지털 커플드 라인으로 형성하여 전체적인 회로의 크기를 현저히 감소시키고, 커플드 라인에서 발생되는 삽입손실은 대폭으로 낮추며, 제 1 나선형 개방 스터브와 제 1 수평형 개방 스터브를 형성하여 불요파를 억제하고, 제 2 나선형 개방 스터브와 제 2 수평형 개방 스터브를 대칭적으로 사용하여 불요파에 대한 억압특성을 향상시키는 효과가 있다.
인터디지털, 커플드 라인, 삽입손실, 스터브, 나선형, 커플링, 불요파
Description
도 1은 종래의 3단 마이크로스트립 커플드 라인 대역통과 여파기의 구성도
도 2는 종래의 도 1에 따른 삽입손실과 반사손실에 대한 S-파라미터를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기의 구성도
도 4는 본 발명의 도 3에 따른 제 2 개방 스터브가 형성된 대역통과 여파기의 구성도
도 5는 본 발명의 도 3에 따른 삽입손실과 반사손실에 대한 S-파라미터를 나타낸 도면
도 6는 종래의 도 1을 이용한 주파수 3 체배기의 고조파 억압특성을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 도 3을 이용한 주파수 3 체배기의 고조파 억압특성을 나타낸 도면
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
10, 110 : 신호입력단 20, 120 : 신호출력단
30 : 커플드 라인
111 : 입력단 마이크로스트립 전송라인
121 : 출력단 마이크로스트립 전송라인
130 : 인터디지털 커플드 라인
210, 210-1 : 제 1 나선형 개방 스터브
220 : 제 1 수평형 개방 스터브
310, 310-1 : 제 2 나선형 개방 스터브
320 : 제 2 수평형 개방 스터브
410, 510 : 반사손실 420, 520 : 삽입손실
본 발명은 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인터디지털 커플드 라인이 형성되어 커플링으로 신호를 전송하고, 상기 인터디지털 커플드 라인의 신호입력단상에 제 1 나선형 개방 스터브 및 제 1 수평형 개방 스터브가 형성되며, 신호출력단상에 제 2 나선형 개방 스터브 및 제 2 수평형 개방 스터브가 형성되어 낮은 삽입손실과 불요파에 대한 효과적인 억압특성을 발생하는 대역통과 여파기에 관한 것이다.
종래의 3단 마이크로스트립 커플드 라인 대역통과 여파기는 도 1에 도시된 바와 같이 입, 출력단(10, 20)이 형성되고 3 단의 마이크로스트립 커플드 라인(30)이 사용하고자 하는 중심주파수의 λ/4에 가까운 길이를 갖고 다단으로 형성된 커플드 라인(30)의 커플링에 의해 신호가 전송되는 기술이 있었다.
그러나, 상기 종래의 기술은 다단의 커플드 라인(30)에 의하여 전체 회로의 크기가 커지고, 커플드 라인(30)의 단수를 줄이면 감쇄대역의 억압특성이 완만하여 불요파를 효과적으로 억압하지 못하여 여파기로서 역할이 원활하지 않은 문제점이 있었다.
그리고, 또 다른 문제점은 도 2에 도시된 바와 같이 커플드 라인(30)의 단수 증가에 의해서 통과대역의 삽입손실이 크고, 협대역이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인터디지털 커플드 라인을 사용하여 종래의 마이크로스트립 커플드 라인의 크기보다 전체적인 회로의 크기를 현저히 감소시키고, 통과대역 내에서 삽입손실은 대폭으로 낮추며, 제 1 나선형 개방 스터브와 제 2 나선형 개방스터브를 제 1 수평형 개방 스터브와 제 2 수평형 개방 스터브를 각각 대칭적으로 형성하여 불요파를 광대역으로 억압함으로써 불요파에 대한 억압특성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기는 입력단 마이크로스트립 전송라인을 포함하여 신호를 입력하는 신호입력단과 출력단 마이크로스트립 전송라인을 포함하여 신호를 출력하는 신호출력단 및 상기 신호입력단과 상기 신호출력단을 커플링 결합하는 커플드 라인으로 이루어진 대역통과 여파기에 있어서 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인상에는 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파를 억압하는 제 1 나선형 개방 스터브 및 상기 제 1 나선형 개방 스터브와 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파를 억압하는 제 1 수평형 개방 스터브로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인에 형성된 제 1 나선형 개방 스터브와 180˚ 대칭적으로 상기 출력단 마이크로스트립 전송라인상에 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 나선형 개방 스터브 및 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인에 형성된 제 1 수평형 개방 스터브와 180˚ 대칭적으로 상기 제 2 나선형 개방 스터브와 상기 출력단 마이크로스트립 전송라인 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 수평형 개방 스터브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 커플드 라인은 인터디지털형인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 커플드 라인은 커플링되는 라인의 단수를 감소시켜 전체회로의 크기를 줄이고, 삽입손실을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 및 제 2 나선형 개방 스터브는 나선형태의 커플링 특성을 발생하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기의 구성도로서, 입력단 마이크로스트립 전송라인(111)를 포함하여 신호를 입력하는 신호입력단(110)과 출력단 마이크로스트립 전송라인(121)를 포함하여 신호를 출력하는 신호출력단(120) 및 상기 신호입력단(110)과 상기 신호출력단(120)을 커플링 결합하는 인터디지털 커플드 라인(130)과 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인(111)상에는 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파를 억압하는 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1) 및 상기 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)와 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인(111) 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파를 억압하는 제 1 수평형 개방 스터브(220)로 이루어진다.
보다 상세하게는, 상기 인터디지털 커플드 라인(100)에 연결된 신호입력단(110)과 신호출력단(120) 중 어느 하나의 단이 신호입력단(110)이 되면 타단은 신호출력단(120)이 되는 것으로써, 신호가 상기 인터디지털 커플드 라인(100)에서 커플링 결합되어 신호가 전송된다.
특히, 상기 인터디지털 커플드 라인(130)은 종래의 다단으로 커플드 라인(30)을 형성하는 기술과는 달리 인터디지털의 형상으로 이루어져서 전체회로의 크기가 종래의 마이크로스트립 커플드 라인 대역통과 여파기에 비하여 대략 43% 정도로 현저히 줄어들고, 다단 구조에 의해서 발생되는 통과대역의 삽입손실이 대폭으로 낮아지게 된다.
게다가, 상기 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)는 주기적 공진 주파수를 발생하는 직선형 개방 스터브와는 달리 나선형태의 커플링 특성에 의하여 공진 주파수를 출력 주파수에서 멀리 이동시킬 수 있다.
따라서, 상기 인터디지털 커플드 라인(130)은 인터디지털 구조를 사용하여 단수를 감소시킴으로써, 상기 인터디지털 커플드 라인(130)에서 발생되는 삽입손실을 최소화한다.
또한, 상기 인터디지털 커플드 라인(130)의 길이는 제 3 차 고조파 중심주파수의 λ/4 길이를 갖는 것이고, 상기 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)는 제 1 차 고조파 중심주파수의 λ/4길이를 갖는 것이며, 상기 제 2 수평형 개방 스터브(220)의 길이는 제 5 차 고조파 중심주파수의 λ/4 길이를 갖는 것이다.
더욱이, 상기 제 2 나선형 개방 스터브(310, 310-1)는 상기 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)의 길이와 동일하고 상기 제 2 수평형 개방 스터브(320)는 상기 제 1 수평형 개방 스터브(220)의 길이와 동일하게 대칭적으로 형성하여, 불요파인 제 1, 5 차 고조파의 대역폭을 넓게 하여 불요파 억압특성을 보다 향상시킨다.
바람직하게는, 상기 제 1 차 고조파의 중심 주파수는 6 GHz이고, 상기 제 3 고조파의 중심주파수는 18 GHz이며, 상기 제 5 고조파의 중심주파수는 30 GHz가 가장 바람직하다.
도 4는 본 발명의 도 3에 따른 제 2 개방 스터브가 형성된 대역통과 여파기의 구성도로서, 입력단 마이크로스트립 전송라인(111)를 포함하여 신호를 입력하는 신호입력단(110)과 출력단 마이크로스트립 전송라인(121)를 포함하여 신호를 출력하는 신호출력단(120) 및 상기 신호입력단(110)과 상기 신호출력단(120)을 커플링 결합하는 인터디지털 커플드 라인(130)과 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인(111)상에는 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파를 억압하는 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)와 상기 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)와 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인(111) 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파를 억압하는 제 1 수평형 개방 스터브(220)와 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인(111)에 형성된 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)와 대칭적으로 상기 출력단 마이크로스트립 전송라인(121)상에 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 나선형 개방 스터브(310, 310-1) 및 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인(111)에 형성된 제 1 수평형 개방 스터브(220)와 대칭적으로 상기 제 2 나선형 개방 스터브(310, 310-1)와 상기 출력단 마이크로스트립 전송라인(121) 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 수평형 개방 스터브(320)로 이루어 진다.
보다 상세하게는, 상기 제 2 나선형 개방 스터브(310, 310-1)를 상기 제 1 나선형 개방 스터브(210, 210-1)와 대칭적으로 형성하고, 상기 제 2 수평형 개방 스터브(320)를 상기 제 1 수평형 개방 스터브(220)와 대칭적으로 형성하여, 불요파인 기수차 항의 제 1 고조파와 제 5 고조파에 대한 억압특성의 대역폭을 넓게 하여 최종적으로 억압특성을 향상시킨다.
따라서, 상기 인터디지털 커플드 라인(130)을 이용한 대역통과 여파기는 3 체배기의 출력회로에 사용되어 우수차 항인 제 2 고조파와 제 4 고조파는 ADPD(Anti-Parallel Pair Diode)에 의해 상쇄되므로 고려하지 않고 상기 제 1 고조파와 제 5 고조파를 억압하여 ADPD를 이용한 3 체배기에 가장 적합한 구조이다.
도 5는 본 발명의 도 3에 따른 삽입손실과 반사손실에 대한 S-파라미터를 나타낸 도면으로서, 상기 도 2에 도시된 삽입손실(420) 1.9 ~ 3.5 dB 에 비하여 상기 도 5에 도시된 본 발명의 삽입손실(420)은 0.3 ~ 0.7 dB로 나타남으로써, 종래의 기술보다 본 발명의 대역통과 여파기는 낮은 삽입손실(420)이 나타나고, ± 0.2 dB의 우수한 평탄도 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 통과대역 내에서 중심주파수는 18 GHz를 나타내고, 불요파인 제 1 차 고조파는 6 GHz, 제 5 차 고조파는 30 GHz가 됨을 알 수 있다.
도 6는 종래의 도 1을 이용한 주파수 3 체배기의 고조파 억압특성을 나타낸 도면으로서, 주파수 3 체배기의 출력부분에 상기 도 1과 같이 종래의 마이크로스트립 커플드 라인 대역통과 여파기를 형성하여 측정된 변환손실 및 고조파 억압특성을 나타낸 그래프이다.
보다 상세하게는, (a)는 제 3 차 고조파를, (b)는 제 1 차 고조파를, (c)는 제 5 차 고조파를, (d)는 제 4 차 고조파를 (e)는 제 2 차 고조파를 나타내는 것으로써, 입력전압이 5 dBm 일때 가장 낮은 변환손실을 갖게되고, 종래의 마이크로스트립 커플드 라인 대역통과 여파기의 변환손실은 19.7 dB로 나타남을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 도 3을 이용한 주파수 3 체배기의 고조파 억압특성을 나타낸 도면으로서, 3 체배기의 출력부분에 상기 도 3과 같이 인터디지털 커플드 라인(130)을 이용한 대역통과 여파기를 형성하여 측정된 변환손실 및 고조파 억압특성을 나타낸 그래프이다.
보다 상세하게는, (a)는 제 3 차 고조파를, (b)는 제 1 차 고조파를, (c)는 제 5 차 고조파를, (d)는 제 4 차 고조파를 (e)는 제 2 차 고조파를 나타내는 것으로써, 입력전압이 5 dBm 일때 가장 낮은 변환손실을 갖게되고, 본 발명의 변환손실은 16.6 dB로 나타남으로써, 종래의 마이크로스트립 커플드 라인 대역통과 여파기보다 변환손실이 향상됨을 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 종래의 다단으로 형성된 마이크로스트립 커플드 라인을 인터디지털 커플드 라인으로 형성하여 전체적인 회로의 크기를 현저히 감소시키고 커플드 라인에서 발생되는 삽입손실은 대폭으로 낮추는 효과가 있고, 제 1 나선형 개방 스터브와 제 1 수평형 개방 스터브를 형성하여 불요파를 억제하는 효과가 있으며, 제 2 나선형 개방 스터브와 제 2 수평형 개방 스터브를 제 1 나선형 개방 스터브와 제 1 수평형 개방 스터브와 각각 대칭적으로 사용하여 불요파에 대한 억압특성을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (5)
- 입력단 마이크로스트립 전송라인을 포함하여 신호를 입력하는 신호입력단과 출력단 마이크로스트립 전송라인을 포함하여 신호를 출력하는 신호출력단 및 상기 신호입력단과 상기 신호출력단을 커플링 결합하는 커플드 라인으로 이루어진 대역통과 여파기에 있어서,상기 입력단 마이크로스트립 전송라인상에는 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파를 억압하는 제 1 나선형 개방 스터브; 및상기 제 1 나선형 개방 스터브와 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파를 억압하는 제 1 수평형 개방 스터브로 이루어진 것을 특징으로 하는 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 입력단 마이크로스트립 전송라인에 형성된 제 1 나선형 개방 스터브와 180˚ 대칭적으로 상기 출력단 마이크로스트립 전송라인상에 좌, 우측으로 대칭되게 형성되어 제 1 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 나선형 개방 스터브; 및상기 입력단 마이크로스트립 전송라인에 형성된 제 1 수평형 개방 스터브와 180˚ 대칭적으로 상기 제 2 나선형 개방 스터브와 상기 출력단 마이크로스트립 전 송라인 사이에 수평으로 형성되어 제 5 차 고조파의 억압특성을 향상시키는 제 2 수평형 개방 스터브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 커플드 라인은 인터디지털형인 것을 특징으로 하는 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기.
- 제 3 항에 있어서, 상기 커플드 라인은 커플링되는 라인의 단수를 감소시켜 전체회로의 크기를 줄이고, 삽입손실을 최소화하는 것을 특징으로 하는 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과 여파기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 나선형 개방 스터브는 나선형태의 커플링 특성을 발생하는 것을 특징으로 하는 낮은 삽입손실을 갖는 인터디지털 커플드 라인을 이용한 대역통과여파기.
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