KR100856136B1 - 비가역 회로소자 - Google Patents

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KR100856136B1
KR100856136B1 KR1020070066717A KR20070066717A KR100856136B1 KR 100856136 B1 KR100856136 B1 KR 100856136B1 KR 1020070066717 A KR1020070066717 A KR 1020070066717A KR 20070066717 A KR20070066717 A KR 20070066717A KR 100856136 B1 KR100856136 B1 KR 100856136B1
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Abstract

본 발명은, 부품들을 수납하기 위한 수납 공간을 제공하고, 바닥부와 측벽을 갖는 하우징 구조와; 상기 수납 공간에 순차 적층되어 수납된 하부 페라이트, 정션, 상부 페라이트, 극판 및 마그네트를 포함하는 적층 부품과; 상기 하우징 구조의 상부에서 상기 하우징 구조와 결합된 커버와; 상기 하부 페라이트 측면을 둘러싸도록 상기 수납 공간 내에 배치된 얼라이너;를 포함하는 비가역 회로소자를 제공한다. 상기 얼라이너는 상기 하부 페라이트 측면을 둘러싸는 얼라이너 본체와, 얼라이너 본체로부터 위로 돌출된 복수의 가이드 편을 구비하여 상기 상하부 페라이트와 정션을 상기 가이드 편 내측으로 안내하여 정렬시킨다.
비가역 회로소자, 서큘레이터, 아이솔레이터

Description

비가역 회로소자{CIRCULATOR/ISOLATOR}
본 발명은 비가역 회로소자(circulator/isolator)에 관한 것으로, 특히 드롭인(drop-in)형 서큘레이터/아이솔레이터로 적합하고 내부에 수납된 부품들의 수직 정렬 상태가 우수하며 정확한 특성 구현이 용이한 비가역 회로소자에 관한 것이다.
일반적으로 서큘레이터/아이솔레이터(circulator/isolator)로 지칭되는 비가역 회로소자는, 페라이트의 마이크로파 회전 현상을 이용한 비가역적 특성을 갖는 수동부품으로서, 무선통신 시스템에서 파워 앰프의 안정적 동작, 임피던스 정합, 반사파 제거 등의 기능을 수행하며, 무선통신 시스템의 안정화에 중요한 역할을 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 대역통과 필터(58)를 통과한 신호는 파워 앰프(56)에서 증폭되어 서큘레이터(10)의 P1 단자에 입력된다. P1 단자로 입력된 신호는 서큘레이터(10)의 P2 단자로 출력되어 안테나(54)를 통해 외부로 전송된다(실 선). 이에 반하여, 안테나(54)로부터 P2 단자로 입력된 역방향 신호나 반사파는, 서큘레이터(10)의 P1 단자로 출력되지 않고 P3 단자로 출력되고, 또한 정합된 종단 저항(3)에서 열로 발산, 제거된다(점선). 이와 같이 서큘레이터(10)는 비가역성과 순환성을 가지며 통상 P3 단자에 종단 저항이 접속된 형태로서 아이솔레이터로 사용된다.
이러한 비가역 회로소자는, 휴대폰 단말기와 같은 소형 무선기기에 적합한 집중정수(limbered element)형 소자와, 중계기 기지국 등의 고출력 시스템에 적용되는 분포정수(distributed element)형 소자로 구분될 수 있다. 드롭인 서큘레이터/아이솔레이터는 분포정수형 비가역 회로소자로서, 스트립 라인 Y 정션의 형태로 구현된다. 드롭인 아이솔레이터는 다른 분포정수형 소자에 비해 소형화 및 경량화에 유리하고 삽입 손실과 아이솔레이션 특성이 좋으며 쉽게 광대역화할 수 있다.
드롭인 아이솔레이터는 시스템의 고출력화에 적합하도록 허용 전력 범위가 높아지는 경향이 있다. 이에 따라, 저항에서 나오는 열의 방출 문제에 대하여 아이솔레이터의 구조적 측면에서 충분한 고려가 이루어져야 한다. 또한 출력 파워가 높아질수록, 페라이트의 비선형 특성으로 발생하는 IMD(Itermodulation) 특성 중 3차 IMD 효과가 두드러진다. 이러한 3차 IMD 효과를 최소화하기 위해서는 정밀한 제품 구현이 요구된다.
도 2a는 종래의 비가역 회로소자(10)의 조립 사시도이다. 도 2a를 참조하면, 바닥 플레이트(11)와 원통형 하우징 본체(12)가 결합하여 하우징 구조를 이룬다. 예를 들어, 하우징 본체(12) 하면으로부터 돌출된 코킹(calking)용 접합부(15a)를 통해, 바닥 플레이트(11)와 코킹 결합될 수 있다. 하우징 구조의 수납 공간 내에는 하부 페라이트(16a), 정션(17), 상부 페라이트(16b), 극판(18), 마그네트(19), 온도 보상판(22) 등의 부품을 적층하여 넣고 최종적으로 하우징 본체(12)의 상부를 덮도록 캔(can) 형태의 커버(13)를 하우징 본체(12)에 눌러 본체(12)에 체결한다. 정션(17)의 3개 단자(17a, 17b, 17c)는 하우징 본체(12)의 측벽에 형성된 단자 수용홈(12a)을 통해 외부로 노출된다.
이러한 드롭인 타입의 비가역 회로소자(서큘레이터/아이솔레이터)의 조립시 유의할 사항은, Y-정션 스트립라인 회로인 상하부 페라이트(16a, 16b)와 정션(17)의 수직방향(적층방향) 정렬이 중요하다는 점이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 하우징 구조의 수납 공간에 서큘레이터/아이솔레이터 부품들을 적층 내장하는 경우, 하부 페라이트(16a), 정션(17) 및 상부 페라이트(16b)는 수직 방향으로 정렬이 틀어지기 쉽다. 이러한 정렬 불량 상태에서는, 하부 및 상부 페라이트(16a, 16b)의 중심들(O', O'')과 정션(17)의 중심(O)이 수직방향으로 볼 때 서로 불일치하게 된다. 부품들의 수납을 위해 하우징 본체(120) 내부의 직경보다 페라이트(16a, 16b) 및 정션(17)의 직경이 작기 때문에, 하우징 본 체(120)의 측벽과 이 부품들(16a, 16b, 17) 간에 간격 또는 갭이 생기게 마련이고 이러한 갭을 통해 부품들의 좌우 배치가 변할 수 있다.
이와 같이 상하부 페라이트(16a, 16b)와 정션(17) 사이에 정렬불량(misalignment)이 발생되면, 비가역 회로소자의 RF 특성에 영향을 주게 되며 정확한 제품의 구현이 힘들게 되고, 3차 IMD 효과를 최소화하기도 어렵게 된다. 또한 페라이트들과 정션 간의 재정렬을 위해 튜닝시간이 소요되어 생산성에 막대한 악영향을 줄 수 있다. 서큘레이터/아이솔레이터의 조립시 부품들간의 정렬은, 페라이트들과 정션들에서뿐만 아니라 마그네트(19)에서도 문제가 될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 하우징 내부에 수납된 부품들간의 정렬과 정확한 특성의 제품 구현이 용이한 고신뢰성 비가역 회로소자를 제공하는 것이다.
본 발명은, 부품들을 수납하기 위한 수납 공간을 제공하고, 바닥부와 측벽을 갖는 하우징 구조와; 상기 수납 공간에 순차 적층되어 수납된 하부 페라이트, 정션, 상부 페라이트, 극판 및 마그네트를 포함하는 적층 부품과; 상기 하우징 구조의 상부에서 상기 하우징 구조와 결합된 커버와; 상기 하부 페라이트 측면을 둘러싸도록 상기 수납 공간 내에 배치된 얼라이너;를 포함하고,
상기 얼라이너는 상기 하부 페라이트 측면을 둘러싸는 얼라이너 본체와, 얼라이너 본체로부터 위로 돌출된 복수의 가이드 편을 구비하여 상기 상하부 페라이트와 정션을 상기 가이드 편 내측으로 안내하여 정렬시키는, 비가역 회로소자를 제공한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 얼라이너는 내열성 폴리머 재질로 형성될 수 있다. 특히 상기 얼라이너는 액정 폴리머(liquid crystal polymer:LCP)로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 얼라이너 본체는 본체 라인의 일 지점이 끊어지도록 절개부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 비가역 회로소자는, 상기 수납 공간 내에서, 상기 마그네트의 측면을 둘러싸서 상기 마그네트를 고정하는 측벽 스페이서를 더 포함할 수 있다. 상기 측벽 스페이서는 일 지점이 끊어지도록 절개부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 하우징 구조의 측벽 내주면에 형성된 나사산을 통하여, 상기 커버는 상기 하우징 구조와 나사 결합될 수 있다.
또한 상기 비가역 회로소자는, 상기 커버와 마그네트 사이에 배치된 탑 플레이트를 더 포함하고, 상기 하우징 구조의 측벽에는 상기 정션의 단자를 노출시키는 복수의 단자 수용홈이 형성될 수 있다. 상기 탑 플레이트는 그 외주로부터 외측으로 돌출 연장된 복수의 돌출편을 구비하고, 그 복수의 돌출편은 상기 단자 수용홈에 걸쳐 배치될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 하우징 구조는, 바닥 플레이트와; 복수의 단자 수용홈이 형성된 측벽과 바닥부를 구비하여 수납 공간을 제공하는 하우징 본체를 포함할 수 있다. 상기 하우징 본체는 복수의 너어링 핀을 통해 상기 바닥 플레이트와 결합할 수 있다. 상기 너어링 핀은 핀의 둘레를 따라 형성된 너어링 돌출부를 갖고, 상기 바닥 플레이트와 하우징 본체의 바닥부에 형성된 너어링 핀홀에 삽입된다. 상기 너어링 돌출부는 상기 너어링 핀의 상하로부터 가해진 압축력에 의해 외측으로 확장되어 상기 너어링 핀홀의 내벽에 접촉 고정된다.
특히, 상기 너어링 핀 각각은 핀의 둘레를 따라 형성된 상부 및 하부 너어링 돌출부를 가질 수 있다. 상기 상부 및 하부 너어링 돌출부는 상기 너어링 핀의 상하로부터 가해진 압축력에 의해 외측으로 확장되어 상기 하우징 본체 및 바닥 플레이트의 너어링 핀홀의 내벽에 각각 접촉 고정될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 하우징 본체의 바닥부는 솔더링 홀(soldering hole)을 가질 수 있다. 상기 솔더링 홀에 충진된 솔더링 접합제에 의해 상기 바닥 플레이트와 하우징 본체가 서로 용접될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 하우징 본체의 측벽에는, 외측면이 오목하게 들어간 하나 이상의 R-챔퍼(round chamfer)부가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 얼라이너를 사용함으로써 페라이트와 정션등 주요 부품들의 정확한 정렬 상태를 용이하게 구현할 수 있고, 이에 따라 높은 신뢰성을 갖는 비가역 회로소자의 동작 특성을 용이하게 얻게 된다. 또한 측면 스페어서를 사용함으로써 마그네트를 정위치에 고정시키고 안정적인 동작 특성을 얻을 수 있게 된다.
부가적으로 너어링 핀을 통해 하우징 구조를 결합함으로써, 하우징 구조의 결합력과 내구성을 크게 개선할 수 있다. 또한 나사 결합을 통해 커버를 하우징 본체에 체결함으로써 커버 구조의 신뢰성을 높이고 조립 부품들의 튜닝에 유리하며 3차 IMD 효과등을 억제시키기에 용이하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자(100)의 조립 사시도이다. 도 3을 참조하면, 바닥 플레이트(110)와 원통형의 하우징 본체(120)가 결합하여 수납 공간을 제공하는 하우징 구조를 형성한다. 이 하우징 구조의 수납 공간 내 에 페라이트(165a, 165b), 정션(170), 마그네트(190) 등의 서큘레이터/아이솔레이터 부품들(165a, 165b, 170, 180, 185, 190, 210, 220, 230 등)이 적층되어 수납된다. 이러한 적층 부품 조립 후에는 커버(130)를 하우징 본체(120)의 상부에 결합하여 소정의 압력이 페라이트(165a, 165b) 및 극판(180) 등에 가해지도록 한다.
구체적으로는, 하우징 구조(110, 120)의 수납 공간 내에 하부 페라이트(165a), 정션(170), 상부 페라이트(165b), 극판(180), 그라운드 플레이트(185), 마그네트(190), 온도 보상판(220)을 순차 적층하여 조립한다. 페라이트(165a, 165b)는 예컨대, 가넷(garnet)계의 연자성체를 사용할 수 있으며, 마그네트(190)는 자계를 형성하는 영구자석일 수 있다. 정션(170)은 페라이트(165a, 165b) 사이에 낀 중심체 도체로서 3방향으로 연장된 3개 단자(170a, 170b, 170c)를 구비한다. 이 3개 단자들중 2개 단자(170a, 170b)는 입력단자 및 출력단자에 해당하고, 나머지 1개 단자(170c)는 종단 저항(도시 안함)에 접속될 수 있는 단자에 해당한다. 3개 단자(170a, 170b, 170c)는 하우징 본체(120)의 단자 수용홈(122)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공진기 기능상 중요한 역할을 하는 정션(170)과 페라이트들(165a, 165b)을 수직방향으로 정확히 정렬시키기 위해 수납 공간 내에 얼라이너(260)를 배치한다. 이 얼라이너(260)는 하부 페라이트(165a)의 측면을 둘러싸는 얼라이너 본체(260a)와, 얼라이너 본체(260a)로부터 위로 돌출된 복수의 가 이드 편(260b)를 구비한다. 도 3의 우측부에 있는 확대도에 도시된 바와 같이, 상하부 페라이트(165a, 165b)와 정션(170)은 얼라이너(260)의 가이드 편(260a) 내측에 안내되어 수직 방향(적층 방향)으로 정확히 정렬된다.
얼라이너(260)는 내열성 폴리머로 만들어질 수 있다. 특히 아이솔레이터 제조 공정에서는 종단 저항기(chip termination)를 하우징 구조에 솔더링하는 공정이 필요한데, 이러한 솔더링 공정시 공정온도(약 250 내지 280℃)를 고려하여 약 300℃의 온도에서도 변형되지 않고 견딜 수 있는 내열성 폴리머 재질이 얼라이너(260) 재질로서 바람직하다. 예를 들어 액정 폴리머(liquid crystal polymer: LCP)와 같은 내열성 폴리머 재질을 사용하여 사출성형으로 얼라이너(260)를 형성할 수 있다. 이러한 폴리머 재질의 사출성형을 통해 얼라이너(260)를 제조함으로써, 페라이트(165a, 165b)의 형태 및 하우징 내부 구조에 따라 다양한 크기와 형태의 얼라이너(260)를 용이하게 얻을 수 있다. 금속 재질보다는 폴리머 재질을 사용함으로써, 임의의 형태의 얼라이너를 훨씬 더 쉽게 구현할 수 있다.
얼라이너(260)의 구체적인 형상은 얼라이너(260)가 적용되는 페라이트(165a, 165b)에 따라 다르지만, 원판 또는 디스크 형상의 페라이트(165a, 165b)를 사용하는 경우에는 원형의 링 형상을 갖는 얼라이너(260)를 사용할 수 있다(도 3 참조). 특히, 얼라이너(260)의 설치의 용이성과 설치시 파손 방지를 위해서, 상술한 바와 같이 얼라이너(260)로서 폴리머 재질을 사용할 뿐만 아니라, 얼라이너 본체(260)의 일 지점이 끊어지도록 얼라이너(260)에 절개부(260c)가 형성될 수 있다. 이러한 절개부(260c)로 인해서, 얼라이너(260)의 조립시 얼라이너 본체(260a)가 필요에 따라 더 좁혀지거나 넓어질 수 있고, 이에 따라 얼라이너(260) 구조의 유연성(flexibility)을 높일 수 있게 된다. 결국, 안정하게 그리고 정확하게 얼라이너(260)를 페라이트(165a, 165b) 및 정션(170)과 결합할 수 있게 된다.
도 4는 도 3의 비가역 회로소자 내의 적층 부품들의 정렬 상태를 나타낸 평면도이다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 얼라이너(260)가 하부 페라이트(165a)를 둘러싸서 페라이트(165a, 165b) 및 정션(170)을 가이드 편(260b) 내측으로 안내함으로써, 상하부 페라이트(165a, 165b)와 정션(170)은 수직방향으로 정확히 정렬되고, 이에 따라 페라이트(165a, 165b)의 중심들(O', O'')과 정션의 중심(O)은 위에서 볼 때 정확히 일치하게 된다. 페라이트(165a, 165b)와 정션(170)이 정확히 정렬됨으로써, RF 특성의 오차범위가 줄어들고 제품의 타겟 특성을 정확히 구현하기가 용이해진다. 또한 부품들의 재정렬을 위한 튜닝 단계를 생략할 수 있어서 제품 생산 공정의 효율성을 높일 수 있다. 얼라이너의 가이드 편(260b)은 상부 페라이트(165b) 위로 더 연장되어 극판(180)의 측면으로 연장될 수도 있다. 이 경우 극판(180)도 가이드 편(260b)의 내측으로 정렬된다.
본 실시형태에 따르면, 마그네트(190)의 위치 고정을 위해서 마그네트(190)의 측면을 둘러싸는 측벽 스페이서(210)를 배치할 수 있다. 도 5는 도 3의 비가역 회로소자(100)의 마그네트(190)와 측벽 스페이서(210)를 나타낸 부분 단면도이다.
수납 공간 내에서 마그네트(190)의 위치가 변하면 이에 따라 자계의 세기와 분포가 변하게 된다. 이러한 자계 또는 자력의 변화는 공진주파수와 관련되어 비가역 회로소자의 특성에 영향을 미치게 된다. 이러한 마그네트(190)의 위치 변화를 방지하기 위해 마그네트(190)의 측면 공간을 측벽 스페이서(210)로 둘러싸서 마그네트(190)를 수납 공간 내에 안정적으로 고정시킬 수 있다. 하우징 본체(120) 안으로 부품을 조립할 수 있도록 통상적으로 하우징 본체(120)의 내경은 마그네트(190)와 같은 적층 부품의 지름보다 크다. 측벽 스페이서(210)는 마그네트(190)를 고정시킬뿐만 아니라 마그네트(190)를 정렬시키는 역할도 할 수 있다.
측벽 스페이서(210) 배치의 용이성과 배치시 파손 방지를 위해서 측벽 스페이서(210)는 내열성 폴리머 재질로 만들 수 있으며, 특히 일 지점이 끊어지도록 절개부(210a)를 가질 수 있다. 얼라이너(260)와 마찬가지로, 측벽 스페이서(210)의 재질로는, 종단 저항기의 솔더링 온도등을 고려하여 약 300℃의 온도에서도 견딜 수 있는 내열성 폴리머 재질이 사용될 수 있으며, 예를 들어 액정 폴리머가 사용될 수 있다. 측벽 스페이서(210)는 디스크 형태의 마그네트(190)는 물론 R형등 임의 형태의 마그네트(190)의 위치 고정을 위해서 사용될 수 있으며, 그 구체적인 형상은, 도 3 및 5에 도시된 바와 같은 링 형상을 비롯하여, 마그네트의 형상과 하우징 내부 구조에 따라 달라질 수 있다. 액정 폴리머 등 내열성 폴리머를 사용하여 사출 성형함으로써, 다양한 형태의 측벽 스페이서를 쉽게 제조할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하우징 본체(120)의 내주면과 커버(130)의 외측면에 형성된 나사산(120t, 130t)을 이용하여 커버(131)를 하우징 본체(120)의 상부에 나사결합할 수 있다. 이러한 나사 결합에 의해 커버(130)를 하우징 본체(120)에 결합함으로써, 부품 튜닝이나 수리를 위해 커버(130)를 개방하거나 재결합하기가 용이해질 뿐만 아니라 커버(130)의 개방/재결합 시 하우징 구조나 내장 부품에 대한 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 커버 체결 구성은 협대역 특성을 갖는 저IMD(low Intermodulation) 제품이나 특성 요구 수준이 매우 높은 제품의 생산에 적합하다. 나사 결합을 위해 커버홀(131)에 적절한 지그를 설치하여 커버(130)를 용이하게 회전시킬 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징 본체(120)의 수납 공간 내에는, 커버(130)와 마그네트(190) 사이에 탑 플레이트(230)를 더 배치할 수도 있다. 탑 플레이트(230)는 그 외주로부터 외측으로 돌출 연장된 복수의 돌출편(230)을 구비한다. 이 돌출편(230)은 일종의 멈춤쇠 역할을 하는 바, 복수의 돌출편(230a)이 단자 수용홈(122)에 걸쳐 있기 때문에, 커버(130) 체결을 위해 커버(130)를 돌리더라도 탑 플레이트(230)는 돌지 않게 된다. 이러한 탑 플레이트(230)를 사용함으로써 개폐를 위한 커버(130) 회전시 커버 아래의 가넷, 극판 등의 부품이 함께 돌아가거나 정렬이 틀어지는 것을 막을 수 있다(따라서, 커버를 가압하여 회전할 경우 부품이 파손되는 것을 방지함). 탑 플레이트(230)의 재질로는 부식 저항력이 높은 스테인레스강이 바람직하며, 다른 금속 재질을 사용할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자에 적용될 수 있는 하우징 구조와 커버를 나타낸 조립 사시도이다. 도 6을 참조하면, 서큘레이터/아이솔레이터 부품을 수납하기 위한 하우징 구조는, 바닥 플레이트(110)와 하우징 본체(120)를 포함한다. 하우징 본체(120)는 위로 개방된 원통 형상으로서, 3개의 단자 수용홈(122)이 형성된 측벽을 구비한다. 바닥 플레이트(110)와 하우징 본체(120)는 핀홀(110a, 120a)에 삽입 고정된 복수의 너어링 핀(150)에 의해 안정적이고 견고하게 결합된다(하우징 결합).
너어링 핀(150)은 하우징 결합시 바닥 플레이트(110)과 하우징 본체(120)의 너어링 핀홀(110a, 120a)에 삽입 체결된다. 이 너어링 핀(150)은 핀의 둘레를 따라 형성된 너어링 돌출부(151, 152)를 갖는다. 특히 본 실시형태에서는, 너어링 핀(150)은 그 측면에 일정 간격을 가운데 두고 이격된 상부 너어링 돌출부(151)와 하부 너어링 돌출부(152)를 갖는다.
하우징 결합을 위해, 너어링 핀(150)을 너어링 핀홀(110a, 120a)에 삽입하고, 그 후 삽입된 너어링 핀(150)의 상하로부터 프레스 장치 등으로 압축력을 가한다. 이에 따라, 너어링 돌출부(151, 152)는 외측으로 확장되어 너어링 돌출부의 최 외곽 지름이 커지게 되며, 너어링 핀(150)과 너어링 핀홀(110a, 120a) 내벽 간의 접촉 표면적이 늘어나 이들 간의 마찰력이 증가된다. 결국 너어링 돌출부(151, 152)는 너어링 핀홀(110a, 120a)의 내벽에 강하게 접촉 고정되면서 너어링 핀홀(110a, 120a)의 내벽과 너어링 핀(150) 간의 결합력이 증대되어 견고하고 안정적인 너어링 결합이 이루어진다.
본 실시형태에서는, 너어링 핀(150) 삽입 체결시, 상부 너어링 돌출부(151)는 하우징 본체(120) 바닥부의 너어링 핀홀(120a)의 내벽에 접촉 고정되고 하부 너어링 돌출부(152)는 바닥 플레이트(110)의 너어링 핀홀(110a)의 내벽에 접촉 고정된다. 압축력에 의해 외측으로 확장된 너어링 돌출부(151, 152)에 의해, 하우징 본체(120)와 바닥 플레이트(110) 각각에서 너어링 핀(150)이 견고하게 부착 고정된다. 상술한 상하부 너어링 돌출부(151, 152)의 구성으로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 각 너어링 핀(150)은 핀 둘레를 따라 형성된 하나의 너어링 돌출부를 가질 수도 있다.
또한 본 실시형태에 따르면, 하우징 결합시 결합력을 더욱 증대시키도록, 솔더링 홀(120b)을 통한 용접을 부가적으로 이용할 수도 있다. 예를 들어, 위와 같이 너어링 핀(150)을 이용하여 바닥 플레이트(110)와 하우징 본체(120)를 체결한 후에, 하우징 본체(120)의 바닥부에 형성된 솔더링 홀(120b)에 솔더링 페이스트 등 솔더링 접합제(도시 안함)를 충진시키고 이를 열처리함으로써 솔더링 접합제에 의 해 하우징 본체(120)와 바닥 플레이트(110)를 서로 용접할 수 있다. 이로써 하우징 구조의 결합력을 더욱 더 견고해지고, 또한 하우징의 접지(ground) 능력이 더욱 보강된다.
도 6의 실시형태에서는 너어링 핀을 사용한 하우징 구조를 설명하고 있으나, 본 발명이 이러한 너어링 핀에 의한 하우징 결합에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 종래의 코킹 결합을 이용하여 하우징 결합을 이루거나 일체로 가공된 하우징 구조를 사용할 수도 있다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징 본체(120)의 측벽에는 하나 이상의 R-챔퍼부(round chamfer: 121)가 형성될 수도 있다. 하우징 본체(120)의 외측면은 이러한 R-챔퍼부(121)에서 오목하게 들어간 형상을 갖게 된다. 이러한 R-챔퍼부(121)는 하우징 본체(120)에 가해지는 힘을 분산시킴으로써, 하우징 결합시나 조립시 외부 힘에 의한 하우징 본체(120)의 변형이나 벌어짐을 억제 또는 감소시킨다.
도 7(a)는 상술한 조립과정과 커버 체결과정을 통해 얻어진 비가역 회로소자(서큘레이터)의 외관 사시도이다. 도 7(a)에 도시된 바와 같이 정션의 단자(170c)등 3개 단자는 단자 수용홈(120)을 통해 외부로 노출된다. 이러한 서큘레이터(100)는, 바닥 플레이트(110)에 형성된 플레이트 체결홀(110b)을 통해 회로 기 판(도시 안함)에 실장될 수 있다. 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 도 7(a)의 서큘레이터(100)에 있어서 단자(170c)에 연결된 종단 저항기(270)를 설치하여 아이솔레이터를 구현할 수 있다.
도 8은 도 7(a)의 서큘레이터(100) 2개를 결합한 듀얼 정션 서큘레이터(200)의 외관 사시도이다. 듀얼 정션 서큘레이터(200)를 구현하기 위해, 보다 넓게 가공된 하나의 바닥 플레이트(110)가 사용된다. 도 9는 도 7(b)의 아이솔레이터(100, 270)를 결합한 듀얼 정션 아이솔레이터(300)의 외관 사시도이다. 하나의 바닥 플레이트(110) 상에 2개의 서큘레이터(100)를 배치시키고, 각 서큘레이터(100)의 단자(170c)에 종단 저항기(270)를 연결 설치할 수 있다. 또한 도 10의 듀얼 정션 아이솔레이터(400)와 같이, 각 서큘레이터(100)에 연결된 종단 저항기(271, 271)는 서로 다른 사이즈 및/또는 특성값를 가질 수 있다. 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 사용전력 및 출력범위에 따라 서큘레이터를 다양하게 결합하여 사용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 공정 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 먼저 바닥 플레이트, 하우징 본체 등의 하우징 구조와 커버를 가공한다(S10). 그 후, 바닥 플레이트와 하우징 본체를 결합하여 하우징 구조를 결합한다.(S20). 만약 기계가공을 통해 바닥 플레이트와 하우징 본체를 일체로 제작한다면, 별도의 하우징 구조 결합 공정(S20)은 불요할 것이다. 그 후, 하우징 본체의 수납 공간 내에 페라이트, 정션, 극판, 마그네트 등의 서큘레이터/아이솔레이터 부품들을 적층, 조립한다(S30). 이러한 부품 들의 적층 조립시 얼라이너를 사용하여 상하부 페라이트와 정션을 정렬시킨다(도 3 참조). 부품의 적층, 조립후에는 커버를 하우징 상에 결합한다(S40). 제조 공정의 각 단계에서의 세부 사항은 이미 도 3 내지 도 7를 참조로 설명한 바와 같다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
도 1은 비가역 회로소자가 구비된 무선통신 시스템의 송신단에서의 신호 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 2a는 종래의 비가역 회로소자의 조립 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 비가역 회로소자 내의 적층 부품들의 정렬 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자의 조립 사시도이다.
도 4는 도 3의 비가역 회로소자 내의 적층 부품들의 정렬 상태를 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 3의 비가역 회로소자의 마그네트와 측벽 스페이서를 나타낸 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자에 적용될 수 있는 하우징 구조와 커버를 나타낸 조립 사시도이다.
도 7(a) 및 (b)은 본 발명의 실시형태에 따른 서큘레이터 및 아이솔레이터의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자로서 듀얼 정션 서큘레이터의 외관 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자로서 듀얼 정션 아이솔레이터의 외관 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 듀얼 정션 아이솔레이터의 외관 사 시도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 비가역 회로소자의 제조공정을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 비가역 회로소자(circulator/isolator)
110: 바닥 플레이트(bottom plate)
110a, 120a: 너어링 핀홀(knurling pin hole)
110b: 플레이트 체결홀
120: 하우징 본체(housing body) 120b: 솔더링 홀(soldering hole)
120t, 130t: 나사산 121: R-챔퍼(R-chamfer)
122: 정션 단자 수용홈 130: 커버
131: 커버홀 150: 너어링 핀(knurling pin)
151, 152: 너어링 돌출부 165a, 165b: 페라이트(ferrite)
170: 정션(junction) 170a, 170b, 170c: 정션 단자
180: 극판(pole piece) 185: 그라운드 플레이트
190: 마그네트(magnet) 210: 측벽 스페이서
210a: 절개부 220: 온도 보상판
230: 탑 플레이트 230a: 돌출편
260: 얼라이너 260a: 얼라이너 본체
260b: 얼라이너 가이드 편 260c: 절개부
270, 271, 272: 종단 저항 200: 듀얼 정션 서큘레이터
300, 400: 듀얼 정션 아이솔레이터

Claims (12)

  1. 부품들을 수납하기 위한 수납 공간을 제공하고, 바닥부와 측벽을 갖는 하우징 구조;
    상기 수납 공간에 순차 적층되어 수납된 하부 페라이트, 정션, 상부 페라이트, 극판 및 마그네트를 포함하는 적층 부품;
    상기 하우징 구조의 상부에서 상기 하우징 구조와 결합된 커버;
    상기 하부 페라이트 측면을 둘러싸도록 상기 수납 공간 내에 배치된 얼라이너;를 포함하고,
    상기 얼라이너는 상기 하부 페라이트 측면을 둘러싸는 얼라이너 본체와, 얼라이너 본체로부터 위로 돌출된 복수의 가이드 편을 구비하여 상기 상하부 페라이트와 정션을 상기 가이드 편 내측으로 안내하여 정렬시키는 비가역 회로소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 얼라이너는 내열성 폴리머 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 얼라이너는 액정 폴리머로 형성된 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 얼라이너 본체는 본체 라인의 일 지점이 끊어지도록 절개부를 갖는 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수납 공간 내에서, 상기 마그네트의 측면을 둘러싸서 상기 마그네트를 고정하는 측벽 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측벽 스페이서는 일 지점이 끊어지도록 절개부를 갖는 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 구조의 측벽 내주면에 형성된 나사산을 통하여, 상기 커버는 상기 하우징 구조와 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 커버와 마그네트 사이에 배치된 탑 플레이트를 더 포함하되,
    상기 하우징 구조의 측벽에는 상기 정션의 단자를 노출시키는 복수의 단자 수용홈이 형성되어 있고,
    상기 탑 플레이트는 그 외주로부터 외측으로 돌출 연장된 복수의 돌출편을 구비하여 그 복수의 돌출편은 상기 단자 수용홈에 걸쳐 배치되는 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 구조는, 바닥 플레이트; 및 복수의 단자 수용홈이 형성된 측벽과 바닥부를 구비하여 수납 공간을 제공하고, 복수의 너어링 핀을 통해 상기 바닥 플레이트와 결합된 하우징 본체;를 포함하며,
    상기 너어링 핀은 핀의 둘레를 따라 형성된 너어링 돌출부를 갖고, 상기 바닥 플레이트와 하우징 본체의 바닥부에 형성된 너어링 핀홀에 삽입되고,
    상기 너어링 돌출부는 상기 너어링 핀의 상하로부터 가해진 압축력에 의해 외측으로 확장되어 상기 너어링 핀홀의 내벽에 접촉 고정된 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 너어링 핀 각각은 핀의 둘레를 따라 형성된 상부 및 하부 너어링 돌출부를 갖고, 상기 상부 및 하부 너어링 돌출부는 상기 너어링 핀의 상하로부터 가해진 압축력에 의해 외측으로 확장되어 상기 하우징 본체 및 바닥 플레이트의 너어링 핀홀의 내벽에 각각 접촉 고정된 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 하우징 본체의 바닥부는 솔더링 홀을 갖고, 상기 솔더링 홀에 충진된 솔더링 접합제에 의해 상기 바닥 플레이트와 하우징 본체가 서로 용접된 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 구조의 측벽에는, 외측면이 오목하게 들어간 하나 이상의 R-챔퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 비가역 회로소자.
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