KR100866564B1 - Broad band power divider - Google Patents

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겐나디 엡츄시킨
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Abstract

보조 매칭 회로를 이용하여 종래에 비해 광대역이며 소형화된 전력 분배기를 개시한다. 입력 단자와 출력 단자 사이에 다단의 임피던스 매칭 회로를 구비하는 본 발명의 한 유형에 따른 전력 분배기는, 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 사이 또는 인접하는 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이에 삽입되는 것으로, 캐패시터와 인덕터로 이루어진 보조 매칭 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.A secondary matching circuit is used to disclose a wider and smaller power divider than in the prior art. A power divider according to one type of the present invention having a multistage impedance matching circuit between an input terminal and an output terminal is inserted between two adjacent impedance matching circuits or between adjacent output terminals and an impedance matching circuit. It further comprises an auxiliary matching circuit consisting of an inductor.

Description

광대역 전력 분배기{Broad band power divider}Broadband power divider

도 1은 일반적인 협대역 전력 분배기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram of a general narrowband power divider.

도 2는 도 1에 도시된 협대역 전력 분배기의 반사 손실 특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing return loss characteristics of the narrowband power divider illustrated in FIG. 1.

도 3은 2단 임피던스 매칭 회로를 이용한 종래의 광대역 전력 분배기의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic diagram of a conventional broadband power divider using a two stage impedance matching circuit.

도 4는 도 3에 도시된 종래의 광대역 전력 분배기의 반사 손실 특성을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the return loss characteristics of the conventional broadband power divider shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기의 개략적인 구성도이다.5 is a schematic structural diagram of a broadband power divider according to the present invention.

도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 보조 매칭 회로를 보다 상세하게 도시한다.6A and 6B show the auxiliary matching circuit shown in FIG. 5 in more detail.

도 7은 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기의 등가회로를 도시한다.7 shows an equivalent circuit of a broadband power divider in accordance with the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기에서 임피던스 매칭 과정을 나타내는 스미스 차트이다.8 is a Smith chart illustrating an impedance matching process in the broadband power divider according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기에서 임피던스 매칭 후의 특성을 나타내는 스미스 차트이다.9 is a Smith chart showing characteristics after impedance matching in the broadband power divider according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기의 반사 손실 특성을 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing the return loss characteristics of the broadband power divider according to the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

30.....광대역 전력 분배기 31,34,37.....단자30 ..... Wideband power divider 31,34,37 .....

32,33,35,36.....임피던스 매칭 회로 38,39.....보조 매칭 회로32,33,35,36 ..... Impedance matching circuit 38,39 ..... Auxiliary matching circuit

본 발명은 광대역 전력 분배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보조 매칭 회로를 이용하여 종래에 비해 광대역이며 소형화된 전력 분배기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wideband power divider, and more particularly, to a wider and smaller power divider than in the prior art using an auxiliary matching circuit.

전력 분배기는 무선 송신기로부터 오는 RF 신호를 2개 이상의 안테나 또는 그 밖의 무선회로에 일정한 비율로 분배하거나, 또는 2개 이상의 RF 신호를 혼합하여 하나의 안테나 또는 그 밖의 무선회로에 제공하는 장치이다.A power divider is a device that distributes an RF signal from a radio transmitter to two or more antennas or other radio circuits at a constant rate, or mixes two or more RF signals to one antenna or other radio circuit.

도 1은 일반적인 협대역 전력 분배기(10)의 예시적인 구성을 개념적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 상기 전력 분배기(10)는 하나의 입력 단자(11)와 두 개의 출력 단자(13, 15)를 포함하고 있다. 그리고, 입력 단자(11)와 제 1 출력 단자(13) 사이 및 입력 단자(11)와 제 2 출력 단자(15) 사이의 임피던스 매칭을 위해, 상기 입력 단자(11)와 제 1 출력 단자(13) 사이 및 입력 단자(11)와 제 2 출력 단자(15) 사이에 각각 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(12, 14)가 연결된다. 그러면, 입력 단자(11)로 인가된 RF 신호는 두 개의 출력 단자(13, 15)로 분기되며, 역으로 두 개의 출력 단자(13, 15)에 각각 인가된 RF 신호는 하나의 RF 신호로 합성 되어 입력 단자(11)를 통해 출력된다. 여기서, ZIN, ZO2, ZO3, Za 및 Zb 는 각각 입력 단자(11), 제 1 출력 단자(13), 제 2 출력 단자(15), 제 1 임피던스 매칭 회로(12), 및 제 2 임피던스 매칭 회로(14)의 임피던스를 나타낸다. 이러한 구성의 전력 분배기(10)는 도 2의 그래프와 같이 협대역의 반사 손실 특성을 갖게 된다.1 conceptually illustrates an exemplary configuration of a general narrowband power divider 10. Referring to FIG. 1, the power divider 10 includes one input terminal 11 and two output terminals 13 and 15. The input terminal 11 and the first output terminal 13 for impedance matching between the input terminal 11 and the first output terminal 13 and between the input terminal 11 and the second output terminal 15. Are connected between the first and second impedance matching circuits 12 and 14, respectively, and between the input terminal 11 and the second output terminal 15, respectively. Then, the RF signal applied to the input terminal 11 is branched into two output terminals 13 and 15, and conversely, the RF signals applied to the two output terminals 13 and 15 are synthesized into one RF signal. And is output through the input terminal 11. Here, Z IN , Z O2 , Z O3 , Z a and Z b are the input terminal 11, the first output terminal 13, the second output terminal 15, the first impedance matching circuit 12, and The impedance of the second impedance matching circuit 14 is shown. The power divider 10 having such a configuration has a narrow band return loss characteristic as shown in the graph of FIG. 2.

보다 광대역의 전력 분배기를 구현하기 위해서는, 다단 임피던스 매칭 회로를 사용하는 것이 일반적이다. 도 3은 이러한 종래의 광대역 전력 분배기(20)의 예시적인 구성을 개념적으로 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 종래의 광대역 전력 분배기(20)의 경우, 입력 단자(21)와 제 1 출력 단자(24) 사이 및 입력 단자(21)와 제 2 출력 단자(27) 사이의 임피던스 매칭을 위해, 임피던스 매칭 회로를 2단으로 배치하고 있다. 즉, 입력 단자(21)와 제 1 출력 단자(24) 사이에 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(22, 23)가 직렬로 연결되어 있으며, 입력 단자(21)와 제 2 출력 단자(27) 사이에 각각 제 3 및 제 4 임피던스 매칭 회로(25, 26)가 직렬로 연결되어 있다. 여기서, Za1, Za2, Zb1, Zb2 는 각각 상기 제 1 내지 제 4 임피던스 매칭 회로(22, 23, 25, 26)의 임피던스를 나타낸다. 이러한 구성의 전력 분배기(20)의 경우, 도 4에 도시된 그래프와 같이 광대역의 반사 손실 특성을 갖게 된다.To implement a wider power divider, it is common to use a multistage impedance matching circuit. 3 conceptually illustrates an exemplary configuration of such a conventional broadband power divider 20. Referring to FIG. 3, in the conventional broadband power splitter 20, impedance matching between the input terminal 21 and the first output terminal 24 and between the input terminal 21 and the second output terminal 27 is performed. To this end, the impedance matching circuit is arranged in two stages. That is, the first and second impedance matching circuits 22 and 23 are connected in series between the input terminal 21 and the first output terminal 24, and the input terminal 21 and the second output terminal 27 are connected. The third and fourth impedance matching circuits 25 and 26 are connected in series, respectively. Here, Z a1 , Z a2 , Z b1 , and Z b2 represent the impedances of the first to fourth impedance matching circuits 22, 23, 25, and 26, respectively. In the case of the power divider 20 having such a configuration, as shown in the graph shown in FIG.

그런데, 일반적으로 전력 분배기의 하나의 임피던스 매칭 회로의 길이는 중심 주파수의 1/4 정도(즉, λ/4)가 되어야 한다. 따라서, 상술한 방법으로 다단의 임피던스 매칭 회로를 사용하여 전력 분배기를 광대역화 하는 경우, 전력 분배기의 크기가 지나치게 커지게 되는 문제점이 있다. 예컨대, 1단의 임피던스 매칭 회로로 구성되는 도 1의 협대역 전력 분배기(10)의 경우, 크기가 가로 약 128.4mm, 세로 약 34mm 정도가 되는 것이 보통이다. 또한, 2단의 임피던스 매칭 회로를 사용하는 도 2의 전력 분배기(20)의 경우, 전체적인 크기가 가로 약 264mm, 세로 약 34mm 정도가 된다. 광대역 성능을 더욱 보완하기 위해 3단 임피던스 매칭 회로를 사용할 경우에는, 전체적인 크기가 가로 약 353mm, 세로 약 34mm 정도가 되므로, 협대역 전력 분배기에 비해 가로 방향으로 약 3배 정도 커지게 된다. 그 결과, 실용적인 크기의 광대역 전력 분배기를 제조하기가 어렵게 되고, 광대역 정재파 매칭을 하는 경우 발생할 수도 있는 임피던스 부정합을 해결하는데 기술적인 한계가 존재하게 된다.However, in general, the length of one impedance matching circuit of the power divider should be about 1/4 of the center frequency (that is, λ / 4). Therefore, when the power divider is widened using the multi-stage impedance matching circuit by the above-described method, there is a problem in that the size of the power divider becomes too large. For example, in the case of the narrow band power divider 10 shown in FIG. 1 composed of a single stage impedance matching circuit, the size is usually about 128.4 mm in width and about 34 mm in length. In addition, in the case of the power divider 20 of FIG. 2 using the two-stage impedance matching circuit, the overall size is about 264 mm in width and about 34 mm in length. When using a three-stage impedance matching circuit to further complement the broadband performance, the overall size is about 353mm in width and 34mm in length, which is about three times larger in the horizontal direction than the narrowband power divider. As a result, it becomes difficult to manufacture a practical size wideband power divider, and technical limitations exist in solving impedance mismatches that may occur when wideband standing wave matching is performed.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래에 비하여 임피던스 매칭이 용이하고 광대역화 및 소형화된 전력 분배기를 제공하는 것이다.The present invention is to improve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to provide a power divider that is easier to match the impedance, wider and smaller than the conventional.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 유형에 따른 전력 분배기는, 입력 단자와 출력 단자 사이에 다단의 임피던스 매칭 회로를 구비하며, 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 사이 또는 인접하는 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이에 삽입되는 것으로, 캐패시터와 인덕터로 이루어진 보조 매칭 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.A power divider according to one type of the present invention for achieving the above object includes a multistage impedance matching circuit between an input terminal and an output terminal, and between two adjacent impedance matching circuits or between adjacent output terminals and an impedance matching circuit. It is inserted between, characterized in that it further comprises an auxiliary matching circuit consisting of a capacitor and an inductor.

예컨대, 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 사이에 상기 보조 매칭 회로가 배 치되는 경우, 상기 캐패시터는 상기 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 사이를 직접 직렬로 연결하며, 상기 인덕터는 상기 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 중에서 출력 단자에 가까운 임피던스 매칭 회로의 입력측과 접지 사이를 연결한다.For example, when the auxiliary matching circuit is disposed between two adjacent impedance matching circuits, the capacitor connects directly between the two adjacent impedance matching circuits in series, and the inductor outputs among the two adjacent impedance matching circuits. Connect between the input side of the impedance matching circuit near the terminal and ground.

또는, 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이에 상기 보조 매칭 회로가 배치되는 경우, 상기 캐패시터는 상기 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이를 직접 직렬로 연결하며, 상기 인덕터는 상기 출력 단자의 입력측과 접지 사이를 연결한다.Alternatively, when the auxiliary matching circuit is disposed between an output terminal and an impedance matching circuit, the capacitor directly connects in series between the output terminal and the impedance matching circuit, and the inductor connects between the input side of the output terminal and ground. do.

상기 캐패시터로는, 예컨대, 칩 캐패시터를 사용할 수 있다.As the capacitor, for example, a chip capacitor can be used.

또한, 상기 인덕터로는, 예컨대, 마이크로스트립 선로로 구성된 인덕턴스 회로를 사용할 수 있다.As the inductor, for example, an inductance circuit composed of a microstrip line can be used.

상기 마이크로스트립 선로는, 예컨대, 나선형의 형상을 가질 수 있다.The microstrip line may have a spiral shape, for example.

한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 전력 분배기는, 입력 단자; 출력 단자; 상기 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되는 것으로, 입력 단자와 출력 단자 사이의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭 회로; 및 상기 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이에 삽입되는 것으로, 캐패시터와 인덕터로 이루어진 보조 매칭 회로;를 구비하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, a power divider according to another type of the present invention, the input terminal; Output terminal; An impedance matching circuit connected between the input terminal and the output terminal, the impedance matching circuit for impedance matching between the input terminal and the output terminal; And an auxiliary matching circuit inserted between the output terminal and the impedance matching circuit, the auxiliary matching circuit including a capacitor and an inductor.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 전력 분배기의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the broadband power divider according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 전력 분배기(30)의 예시적인 구성을 개념적으로 도시하고 있다. 도 5를 참조하면, 상기 광대역 전력 분배기(30)는 입력 단자(31), 제 1 및 제 2 출력 단자(34, 37), 상기 입력 단자(31)와 상기 제 1 및 제 2 출력 단자(34, 37) 사이에 각각 배치된 다단의 임피던스 매칭 회로(32, 33; 35, 36) 및 상기 임피던스 매칭 회로(32, 33; 35, 36) 사이에 삽입된 보조 매칭 회로(38, 39)를 구비한다. 즉, 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기(30)는, 도 3에 도시된 종래의 광대역 전력 분개기의 구성에서 다단 임피던스 매칭 회로 사이에 보조 매칭 회로를 추가적으로 삽입한 것이다.5 conceptually illustrates an exemplary configuration of a broadband power divider 30 in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the broadband power divider 30 includes an input terminal 31, first and second output terminals 34 and 37, the input terminal 31, and the first and second output terminals 34. And a plurality of stages of impedance matching circuits 32, 33; 35, 36 respectively disposed between 37 and auxiliary matching circuits 38, 39 inserted between the impedance matching circuits 32, 33; 35, 36, respectively. do. That is, the broadband power divider 30 according to the present invention additionally inserts an auxiliary matching circuit between the multi-stage impedance matching circuits in the conventional broadband power splitter shown in FIG. 3.

도 5에는 입력 단자(31)와 제 1 및 제 2 출력 단자(34, 37) 사이에 각각 2단 임피던스 매칭 회로(32, 33, 35, 36)가 배치된 것으로 도시되어 있지만, 이는 단순한 예로서 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 1과 같이 하나의 임피던스 매칭 회로만이 배치될 수도 있으며, 또는 3단 이상으로 임피던스 매칭 회로를 배치하는 것도 가능하다. 또한, 도 5에는 인접하는 두 임피던스 매칭 회로(32, 33; 35, 36) 사이에 보조 매칭 회로(38, 39)가 삽입된 것으로 도시되어 있지만, 출력 단자(34, 37)와 상기 출력 단자(34, 37)에 인접한 임피던스 매칭 회로(33, 36) 사이에 삽입될 수도 있다. 더욱이, 필요한 경우 다수 개의 보조 매칭 회로를 사용하는 것도 가능하다. 예컨대, 인접한 두 임피던스 매칭 회로 사이와, 출력 단자와 그에 인접한 임피던스 매칭 회로 사이에 보조 매칭 회로를 모두 배치할 수 있다. 만약 3단 이상의 임피던스 매칭 회로를 사용하는 경우, 각각인 임피던스 매칭 회로 사이마다 보조 매칭 회로를 삽입할 수도 있다. 그러나, 이하에서는 설명의 편의상, 도 5와 같이 2단 임피던스 매칭 회로의 인접한 두 임피던스 매칭 회로 사이에 보조 매칭 회로가 삽입되는 경우에 대해서 설명한다.In FIG. 5, two-stage impedance matching circuits 32, 33, 35, 36 are respectively disposed between the input terminal 31 and the first and second output terminals 34, 37, but this is a simple example. It is not necessarily limited thereto. For example, only one impedance matching circuit may be arranged as shown in FIG. 1, or the impedance matching circuit may be arranged in three or more stages. In addition, although the auxiliary matching circuits 38 and 39 are inserted between two adjacent impedance matching circuits 32, 33; 35 and 36 in FIG. 5, the output terminals 34 and 37 and the output terminals ( It may be inserted between the impedance matching circuits 33 and 36 adjacent to 34 and 37. Moreover, it is also possible to use multiple auxiliary matching circuits if necessary. For example, an auxiliary matching circuit may be disposed between two adjacent impedance matching circuits and between an output terminal and an impedance matching circuit adjacent thereto. If three or more stages of impedance matching circuits are used, an auxiliary matching circuit may be inserted between each of the impedance matching circuits. However, hereinafter, for convenience of description, a case in which the auxiliary matching circuit is inserted between two adjacent impedance matching circuits of the two-stage impedance matching circuit will be described.

다시 도 5를 참조하면, 입력 단자(31)와 제 1 출력 단자(34) 사이의 임피던 스 매칭을 위하여, 상기 입력 단자(31)와 제 1 출력 단자(34) 사이에 2단으로 구성된 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(32, 33)가 연결된다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(32, 33)의 임피던스 매칭을 보조하는 동시에, 전력 분배기(30)를 소형화하기 위한 제 1 보조 매칭 회로(38)가 상기 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(32, 33) 사이에 삽입된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제 1 보조 매칭 회로(38)는 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(32, 33) 사이를 직접 직렬로 연결하는 캐패시터(38C)와 제 1 및 제 2 임피던스 매칭 회로(32, 33) 중에서 출력 단자(34)에 가까운 제 2 임피던스 매칭 회로(33)의 입력측에 연결된 인덕터(38L)로 구성된다. 도 6a에는 본 발명에 따른 제 1 보조 매칭 회로(38)가 확대되어 도시되어 있다. 상기 캐패시터(38C)로는, 예컨대, 크기가 작은 칩 캐패시터를 사용할 수 있다. 또한, 인덕터(38L)로는, 예컨대, 마이크로스트립 선로로 구성되는 인덕턴스 회로를 사용할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 인덕터(38L)를 구성하는 마이크로스트립 선로는 나선형의 형태를 가질 수 있다.Referring back to FIG. 5, a second configuration composed of two stages between the input terminal 31 and the first output terminal 34 for impedance matching between the input terminal 31 and the first output terminal 34. The first and second impedance matching circuits 32 and 33 are connected. In addition, a first auxiliary matching circuit 38 for minimizing the power divider 30 while assisting the impedance matching of the first and second impedance matching circuits 32 and 33 is performed. It is inserted between the circuits 32 and 33. According to a preferred embodiment of the present invention, the first auxiliary matching circuit 38 includes a capacitor 38C and a first and second impedance connecting directly in series between the first and second impedance matching circuits 32 and 33. The inductor 38L is connected to the input side of the second impedance matching circuit 33 close to the output terminal 34 among the matching circuits 32 and 33. 6a shows an enlarged view of a first auxiliary matching circuit 38 in accordance with the present invention. As the capacitor 38C, for example, a small chip capacitor may be used. As the inductor 38L, for example, an inductance circuit composed of a microstrip line can be used. As shown in FIG. 6A, the microstrip line constituting the inductor 38L may have a spiral shape.

여기서, ZIN, Z'a1, Z'a2, ZO2 를 각각 입력 단자(31), 제 1 임피던스 매칭 회로(32), 제 2 임피던스 매칭 회로(33), 및 제 1 출력 단자(34)의 임피던스라고 하고, 캐패시터(38C)의 캐패시턴스를 C, 인덕터(38L)의 인덕턴스를 L 이라 할 때, L과 C의 값은 광대역 전력 분배기를 Method of moment와 같은 전자장 수치해석 기법을 이용한 회로 시뮬레이션을 통해서 쉽게 계산할 수 있다.Here, Z IN , Z ' a1 , Z' a2 , and Z O2 are respectively determined by the input terminal 31, the first impedance matching circuit 32, the second impedance matching circuit 33, and the first output terminal 34. When the impedance of capacitor 38C is referred to as C and the inductance of inductor 38L as L, the values of L and C are obtained through circuit simulation using an electromagnetic numerical technique such as the Method of moment. It is easy to calculate.

그리고, 입력 단자(31)와 제 2 출력 단자(37) 사이에도 2단으로 구성된 제 3 및 제 4 임피던스 매칭 회로(35, 36)가 연결되어 있다. 또한, 상기 제 3 및 제 4 임피던스 매칭 회로(35, 36) 사이에 제 2 보조 매칭 회로(39)가 삽입되어 있다. 제 1 보조 매칭 회로(38)와 마찬가지로, 상기 제 2 보조 매칭 회로(39)는 캐패시터(39C)와 인덕터(39L)로 구성된다. 캐패시터(39C)는 제 3 및 제 4 임피던스 매칭 회로(35, 36) 사이에 직접 직렬로 연결되며, 인덕터(39L)는 상기 제 3 및 제 4 임피던스 매칭 회로(35, 36) 중에서 출력 단자(37)에 가까운 제 4 임피던스 매칭 회로(36)의 입력측에 연결된다. 도 6b에는 본 발명에 따른 제 2 보조 매칭 회로(39)가 확대되어 도시되어 있다. 예컨대, 상기 캐패시터(39C)로는 크기가 작은 칩 캐패시터를 사용할 수 있으며, 인덕터(39L)로는 마이크로스트립 선로로 구성되는 인덕턴스 회로를 사용할 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 인덕터(39L)를 구성하는 마이크로스트립 선로는 나선형의 형태를 가질 수 있다.The third and fourth impedance matching circuits 35 and 36 having two stages are also connected between the input terminal 31 and the second output terminal 37. In addition, a second auxiliary matching circuit 39 is inserted between the third and fourth impedance matching circuits 35 and 36. Like the first auxiliary matching circuit 38, the second auxiliary matching circuit 39 is composed of a capacitor 39C and an inductor 39L. The capacitor 39C is directly connected in series between the third and fourth impedance matching circuits 35 and 36, and the inductor 39L is an output terminal 37 of the third and fourth impedance matching circuits 35 and 36. Is connected to the input side of the fourth impedance matching circuit 36, 6b shows an enlarged view of a second auxiliary matching circuit 39 according to the present invention. For example, a small chip capacitor may be used as the capacitor 39C, and an inductance circuit composed of a microstrip line may be used as the inductor 39L. As shown in FIG. 6B, the microstrip line constituting the inductor 39L may have a spiral shape.

여기서, ZIN, Z'b1, Z'b2, ZO3 을 각각 입력 단자(31), 제 3 임피던스 매칭 회로(35), 제 4 임피던스 매칭 회로(36), 및 제 2 출력 단자(37)의 임피던스라고 하고, 캐패시터(39C)의 캐패시턴스를 C, 인덕터(39L)의 인덕턴스를 L 이라 할 때, L과 C는 광대역 전력 분배기를 Method of moment와 같은 전자장 수치해석 기법을 이용한 회로 시뮬레이션을 통해서 계산된 값을 사용한다.Here, Z IN , Z ' b1 , Z' b2 , and Z O3 are respectively determined by the input terminal 31, the third impedance matching circuit 35, the fourth impedance matching circuit 36, and the second output terminal 37. Let's call impedance, and when the capacitance of capacitor 39C is C and the inductance of inductor 39L is L, L and C are calculated through circuit simulation using electromagnetic numerical analysis techniques such as Method of moment. Use a value.

도 7은 이러한 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기(30)의 등가 회로를 개략적으로 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 캐패시터는 전체 회로 사이에 직렬로 연결되며, 인덕터의 한 쪽은 임피던스 매칭 회로에 연결되고 다른 한 쪽은 접 지로 연결된다. 이러한 등가 회로를 갖는 본 발명의 전력 분배기(30)에서의 임피던스 매칭 과정이 도 8에 스미스 차트로 도시되어 있다. 도 8의 스미스 차트에서 중심 부분은, 예컨대, 50Ω의 임피던스를 나타낸다. 도 8의 스미스 차트에 도시된 바와 같이, 입력 단자측으로부터 캐패시터에 의한 임피던스 변화(I)와 인덕터에 의한 임피던스 변화(Ⅱ) 및 최종적으로 출력 단자 직전의 임피던스 매칭 회로에 의한 임피던스 변화(Ⅲ)를 통해 출력 단자측에서 50Ω으로 임피던스 매칭된다. 도 9는 상기 과정을 통한 결과적인 스미스 차트를 도시한다. 도 9의 스미스 차트에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 분배기(30)는 광대역 특성을 갖게 된다. 도 10은 본 발명에 따른 전력 분배기(30)의 반사 손실 특성을 나타내는 그래프이다. 도 10의 그래프와 도 2 및 도 4의 그래프를 비교할 때, 본 발명에 다른 전력 분배기(30)가 종래에 비해 더욱 개선된 광대역 특성을 가짐을 알 수 있다.Figure 7 schematically shows an equivalent circuit of such a broadband power divider 30 according to the present invention. As shown in Fig. 7, the capacitor is connected in series between the entire circuit, one side of the inductor is connected to the impedance matching circuit and the other side is connected to ground. The impedance matching procedure in the power divider 30 of the present invention having such an equivalent circuit is shown in Smith chart in FIG. In the Smith chart of FIG. 8, the center portion represents an impedance of 50 Hz, for example. As shown in the Smith chart of Fig. 8, the impedance change (I) by the capacitor, the impedance change (II) by the inductor, and finally the impedance change (III) by the impedance matching circuit immediately before the output terminal are shown from the input terminal side. Through the output terminal, the impedance is matched to 50Ω. 9 shows the resulting Smith chart through the process. As shown in the Smith chart of FIG. 9, the power divider 30 according to the present invention has broadband characteristics. 10 is a graph showing the return loss characteristics of the power divider 30 according to the present invention. When comparing the graph of FIG. 10 with the graphs of FIGS. 2 and 4, it can be seen that the power divider 30 according to the present invention has further improved broadband characteristics compared to the prior art.

한편, 보조 매칭 회로(38,39)를 갖는 본 발명에 따른 전력 분배기(30)의 경우, 중심 주파수 대역의 1/4 파장의 길이를 갖는 임피던스 매칭 회로를 사용하지 않아도 임피던스 매칭이 가능하기 때문에, 종래에 비해 크기를 작게 할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 보조 매칭 회로를 사용할 경우, 상기 보조 매칭 회로가 임피던스 매칭에 기여를 하기 때문에, 보조 매칭 회로의 양측에 연결된 임피던스 매칭 회로의 길이는 가장 높은 주파수 대역의 1/4 파장 정도로 감소될 수 있다. 예컨대, 2단 임피던스 매칭 회로를 사용하는 경우, 본 발명에 따른 광대역 전력 분배기(30)의 전체 크기는 가로 약 125.3mm, 세로 약 12.45mm 정도의 소형으로 구현될 수 있다. 이는, 도 1에 도시된 협대역 전력 분배기(10)의 크기인 가로 약 128.4mm, 세로 약 34mm 보다 더 작은 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 전력 분배기(30)는 종래의 광대역 전력 분배기에 비해 크게 소형될 수 있음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of the power divider 30 according to the present invention having the auxiliary matching circuits 38 and 39, impedance matching is possible without using an impedance matching circuit having a length of 1/4 wavelength of the center frequency band, The size can be made smaller than before. That is, in the case of using the auxiliary matching circuit according to the present invention, since the auxiliary matching circuit contributes to impedance matching, the length of the impedance matching circuit connected to both sides of the auxiliary matching circuit is reduced to about 1/4 wavelength of the highest frequency band. Can be. For example, when using a two-stage impedance matching circuit, the overall size of the broadband power divider 30 according to the present invention may be implemented in a small size of about 125.3 mm in width and about 12.45 mm in length. This is smaller than about 128.4 mm wide by about 34 mm long, which is the size of the narrowband power divider 10 shown in FIG. Accordingly, it can be seen that the power divider 30 according to the present invention can be significantly smaller than the conventional broadband power divider.

더욱이, 도 1에 도시된 것과 같은 협대역 전력 분배기(10)에서도, 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이에 보조 매칭 회로를 삽입함으로써, 협대역 전력 분배기의 전체적인 크기를 감소시키는 것이 가능하다.Moreover, even in the narrowband power divider 10 as shown in FIG. 1, it is possible to reduce the overall size of the narrowband power divider by inserting an auxiliary matching circuit between the output terminal and the impedance matching circuit.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래에 비하여 개선된 광대역 특성을 갖는 전력 분배기를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 종래의 전력 분배기에 비하여 훨씬 소형화된 전력 분배기를 구성하는 것이 가능하다.As described so far, according to the present invention, it is possible to implement a power divider having improved broadband characteristics compared to the prior art. In addition, according to the present invention, it is possible to construct a power divider which is much smaller than a conventional power divider.

지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.To date, exemplary embodiments have been described and illustrated in the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, it should be understood that such embodiments are merely illustrative of the invention and do not limit it. And it is to be understood that the invention is not limited to the illustrated and described description. This is because various other modifications may occur to those skilled in the art.

Claims (4)

입력 단자와 출력 단자 사이에 배치된 다단 임피던스 매칭 회로; 및A multistage impedance matching circuit disposed between the input terminal and the output terminal; And 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 사이에 삽입되는 보조 매칭 회로;를 포함하며,And an auxiliary matching circuit inserted between two adjacent impedance matching circuits. 상기 보조 매칭 회로는 캐패시터와 인덕터를 구비하고,The auxiliary matching circuit has a capacitor and an inductor, 상기 캐패시터는 상기 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 사이를 직접 직렬로 연결하며, 상기 인덕터는 상기 인접하는 두 임피던스 매칭 회로 중에서 출력 단자에 가까운 임피던스 매칭 회로의 입력측과 접지 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 광대역 전력 분배기.The capacitor is connected in series between the two adjacent impedance matching circuits in series, and the inductor is connected between the input side of the impedance matching circuit close to the output terminal and ground between the two adjacent impedance matching circuits. Divider. 입력 단자와 출력 단자 사이에 배치된 임피던스 매칭 회로; 및An impedance matching circuit disposed between the input terminal and the output terminal; And 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이에 삽입되는 보조 매칭 회로;를 포함하며,And an auxiliary matching circuit inserted between the output terminal and the impedance matching circuit. 상기 보조 매칭 회로는 캐패시터와 인덕터를 구비하고,The auxiliary matching circuit has a capacitor and an inductor, 상기 캐패시터는 상기 출력 단자와 임피던스 매칭 회로 사이를 직접 직렬로 연결하며, 상기 인덕터는 상기 출력 단자와 접지 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 광대역 전력 분배기.The capacitor connects directly between the output terminal and the impedance matching circuit in series and the inductor connects between the output terminal and ground. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 인덕터는 마이크로스트립 선로로 구성된 인덕턴스 회로인 것을 특징으로 하는 광대역 전력 분배기.The inductor is an inductance circuit composed of microstrip lines. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 마이크로스트립 선로는 나선형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 전력 분배기.And the microstrip line has a spiral shape.
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