KR100971765B1 - 광대역 모노펄스 위상 비교기 - Google Patents

광대역 모노펄스 위상 비교기 Download PDF

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Abstract

광대역 주파수대에서 운용되는 광대역 모노펄스 위상 비교기가 개시된다. 보다 상세하게는, 본 발명은 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호를 제1 및 제2 출력포트로 양 방향 분기하여 출력시키고, 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호를 제1 및 제2 출력포트로 양 방향 분기하여 출력시키는 브랜치라인 결합기와,1 출력포트로 출력되는 모노펄스 신호의 위상을 지연시키기 위해 제1 출력포트와 브랜치라인 결합기 사이에 구비되는 위상지연선로 및 위상지연선로에서 지연되는 모노펄스 신호의 주파수에 따른 위상오차를 보상하기 위해 제2 출력포트와 브랜치라인 결합기 사이에 구비되는 미분(differential) 위상지연선로를 포함하는 광대역 모노펄스 위상 비교기에 관한 것이다.
광대역, 모노펄스, 미분 위상지연선로, 위상지연

Description

광대역 모노펄스 위상 비교기{Broad-band mono-pulse phase comparator}
본 발명은 광대역의 주파수대에서 운용되는 모노 펄스위상 비교기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 브랜치라인 결합기와 위상지연선로 및 위상오차 보상을 위한 미분 위상지연선로를 이용하여 레이더 시스템에서 표적에 대한 탐지의 정확도를 높이기 위한 모노펄스 빔 기술에 관한다.
일반적으로, 현재의 레이더 시스템은 광대역의 주파수대에서 운용되며 표적에 대한 탐지정확도를 최대화라기 위해 모노펄스 빔 기술이 이용되는 추세이다. 이에 따라 광대역에서 만족한 성능을 갖는 모노펄스 위상 비교기의 필요성이 대두되고 있다.
위상 비교기는 결합기가 사용되는데, 결합기는 결합선로의 결합면적 및 간격에 의해 결합도 양이 조절된다. 결합기의 구성은 결합되는 부분의 선로 길이를 중심 주파수의 λ/4 로 한 것이 가장 기본적인 구성이다. λ/4 스트립(microstrip) 결합선로를 이용한 결합기는 구현이 용이하고 다른 밀리미터파나 파 소자와의 결합이 용이하여 널리 사용된다.
그러나 종래의 위상 비교기는 링 하이브리드 형의 결합기를 사용하여 위상의 합/차 채널을 구현하여 광대역 주파수 범위에서 사용되는 경우 모노펄스 신호가 출력되는 출력포트에서 진폭 오차 및 위상 오차가 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 모노펄스 신호가 인가되는 입력포트(합/차 포트)가 서로 다른 방향으로 형성되기 때문에 안테나에 적용하여 구현하는데 불리하다는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명은 위상지연선로와 위상보정을 위한 미분 위상지연선로를 이용하여 출력 위상 오차를 최소화하여 광대역 주파수대에서 운용이 가능한 광대역 모노펄스 위상 비교기를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 모노펄스 신호가 입력되는 모노펄스 위상 비교기의 입력포트(합/차 포트)가 같은 방향에 위치하도록 구현하여 모노펄스 안테나 제작에 유리한 위상 비교기를 제공하는 것에 있다.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 제1 및 제2 입력포트와 제1 및 제2 출력포트를 구비하는 광대역 모노펄스 위상 비교기는, 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호를 상기 제1 및 제2 출력포트로 양 방향 분기하여 출력시키고, 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호를 상기 제1 및 제2 출력포트로 양 방향 분기하여 출력시키는 브랜치라인 결합기와, 상기 제1 출력포트로 출력되는 모노펄스 신호의 위상을 지연시키기 위해 상기 제1 출력포트와 상기 브랜치라인 결합기 사이에 구비되는 위상지연선로 및 상기 위상지연선로에서 위상 지연 되는 모노펄스 신호의 주파수에 따른 위상오차를 보상하기 위해 상기 제2 출력포트와 상기 브랜치라인 결합기 사이에 구비되는 미분 위상지연선로를 포함하며 상기 제1 입력포트와 제2 입력포트는 상기 제1 입력포트와 제2 입력포트에 입력되는 모노펄스 신호의 진행방향이 동일하게 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한 바람직하게는, 상기 브랜치라인 결합기는 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 90도 위상 변위되어 상기 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제1 전송선로와, 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 180도 위상 변위되어 상기 미분 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제2 전송선로와, 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 90도 위상 변위되어 상기 미분 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제3전송선로 및 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 180도 위상 변위되어 상기 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제4 전송선로를 포함하는 것이 좋다.
그리고, 상기 제1 전송선로는 전기적 길이를 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/4 길이로 하고, 상기 제2 전송선로는 전기적 길이를 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/2 길이로 하여 형성하는 것이 좋다.
또한, 상기 제3 전송선로는 전기적 길이를 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/4 길이로 하고, 상기 제4 전송선로는 전기적 길이를 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/2 길이로 하여 형성하는 것도 좋다.
또한, 바람직하게는, 상기 제1 전송선로와 상기 제3 전송선로는 서로 평행하게 배열되어 상기 제1 전송선로는 상기 제1 입력포트와 상기 제1 출력포트를 전기적으로 연결하고 상기 제3 전송선로는 상기 제2 입력포트와 상기 제2 출력포트를 전기적으로 연결할 수 있을 것이다.
그리고, 상기 제2 전송선로와 상기 제4 전송선로는 서로 교차하는 형상으로 배열되어 상기 재2 전송선로는 상기 제1 입력포트와 상기 제2 출력포트를 전기적으로 연결하고 상기 제4 전송선로는 상기 제2 입력포트와 상기 제1 출력포트를 전기적으로 연결하는 것도 좋다. 여기서, 상기 제1 내지 제4 전송선로는 마이크로스트립 라인으로 형성하는 것이 더욱 좋다.
그리고 바람직한게는, 상기 미분 위상지연선로는 상기 제1 출력포트 와 상기 제2 출력포트에서 출력되는 모노펄스 신호의 위상을 동일하게 맞춰주는 스터브(stub)를 포함할 수 있을 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 제1 전송선로와 상기 제4 전송선로는 상기 위상지연선로에 공통의 접점을 형성하여 연결할 수 있을 것이다. 또한, 상기 제2 전송선로와 상기 제3 전송선로는 상기 미분 위상지연선로에 공통의 접점을 형성하여 연결하는 것도 좋다.
또한 바람직하게는, 위상지연선로는 상기 위상지연선로로 입력되는 모노펄스 신호의 위상을 90도 지연시키는 것이 좋다.
본 명세서를 통해 기재되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기는, 위상지연선로와 위상보정을 위한 미분 위상지연선로(stub)를 이용하여 출력 위상 오차를 최소화하여 광대역 주파수대에서 운용을 가능하게 하여 레이더 시스템을 통한 표적의 탐지정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 모노펄스 신호가 입력되는 모노펄스 위상 비교기의 입력포트(합/차 포트)가 같은 방향에 위치하도록 구현하여 모노펄스 안테나 제작을 용이하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기의 설명에 앞서 우선 종래의 모노펄스 위상 비교기에 대한 설명을 개시한다. 이렇게 하는 것에 의해 본 발명에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있는 기초가 제공될 것이다.
도 1은 종래의 링-하이브리드형 결합기를 이용한 모노펄스 위상 비교기를 도시한 도면, 도 2는 종래의 다른 모노펄스 위상 비교기의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 링-하이브리드형 결합기를 이용한 모노펄스 위상 비교기(10)는 합포트(11), 차포트(12), 제1 출력포트(13), 제2 출력포트(14), 제1 전송선로(17), 제2 전송선로(16), 제3 전송선로(15) 및 제4 전송선로(18)로 구성된다.
합포트(11)는 모노펄스 신호가 입력되는 포트로 합포트(11)로 입력되는 모노펄스 신호는 후술할 제1 출력포트(13) 및 제2 출력포트(14)로 출력된다.
차포트(12)는 모노펄스 신호가 입력되는 포트로 차포트(12)로 입력되는 모노펄스 신호는 상기 합포트(11)와 마찬가지로 후술할 제1 출력포트(13) 및 제2 출력포트(14)로 출력된다.
구동과정을 설명하면, 제1 출력포트(13) 및 제2 출력포트(14)는 합포트(11) 및 차포트(12)에 입사된 모노펄스 신호의 위상이 변위된 신호를 출력한다.
즉, 합포트(11)로 입력되는 모노펄스 신호는 두 경로로 분기되어 한 제1 전송선로(17), 제2 전송선로(16)를 통해 각 제1 및 제2 출력포트(13,14)로 출력된다. 이 때, 각 전송선로들(17,16)은 모두 입력되는 모노펄스 신호 중심주파수의 λ/4의 전기적 길이를 가지므로 제1 출력포트(13)에서 출력되는 신호는 90도 위상 변위된 신호이며, 제2 출력포트(14)에서 출력되는 신호 또한 90도 위상 변위된 신호이다.
따라서, 합포트(11)로 입사되는 모노펄스 신호는 제1 출력포트(13)와 제2 출력포트(14)에서 동위상을 갖는다.
반면, 차포트(12)로 입력되는 모노펄스 신호는 두 경로로 분기되어 한 제4 전송선로(18), 제 3전송선로(15)를 통해 각 제1 및 제2 출력포트(13,14)로 출력된 다. 이 때, 제3 전송선로(15)는 상기 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/4의 전기적 길이를 갖도록 설계되므로 제2 출력포트(14)에서 출력되는 신호는 입력된 모노펄스 신호가 90도 위상 변위된 신호이며, 제4 전송선로(18)는 모노펄스 신호 중심주파수의 3λ/4의 전기적 길이를 가지므로 제1 출력포트(13)에서 출력되는 신호는 270도 위상 변위된 신호이다.
따라서, 차포트(12)로 입사되는 모노펄스 신호는 제1 출력포트(13)와 제2 출력포트(14)에서 180도의 위상차를 갖는다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 모노펄스 위상 비교기(10)는 합포트(11), 차포트(12), 제1 출력포트(13), 제2 출력포트(14), 90도 위상지연선로(20) 및 결합기(21)로 구성된다. 여기서 합포트(11), 차포트(12), 제1 출력포트(13), 제2 출력포트(14)에 대해서는 상술한 바와 같으므로 명세서의 간략한 기재를 위해 설명을 중복하지 않는다.
결합기(21)는 합포트(11)와 차포트(12)로 입력되는 모노펄스 신호를 각각 양 갈래로 분기하여 제1 및 제2 출력포트(13,14)로 출력한다. 이 때, 합포트(11)에 입력되는 모노펄스 신호는 180도 위상 변위되어 제2 출력포트(14)로 출력되는 신호와, 90도 위상 변위되어 결합기(21)에서 출력되는 신호로 나뉘다. 이 때 결합기(21)에서 출력되는 90도 위상 변위된 신호는 다시 90도 위상지연선로(20)를 경유하게 되므로 제1 출력포트(13)에서 출력되는 신호는 입력된 모노펄스 신호가 180도 위상 변위된 신호가 된다. 따라서, 제1 출력포트(13)와 제2 출력포트(14)에서 출력되는 신호는 동위상을 갖는다.
반면, 차포트(12)로 입력되는 모노펄스 신호는 90도 위상 변위되어 제2 출력포트(14)로 출력되며, 차포트(12)에 입력되는 모노펄스 신호는 180도 위상 변위되어 결합기(21)에서 출력되나 다시 90도 위상지연선로(20)를 경유하게 되므로 제1 출력포트(13)에서 출력되는 신호는 입력된 모노펄스 신호가 270도 위상 변위된 신호이다. 따라서, 제1 출력포트(13)와 제2 출력포트(14)에서 출력되는 신호는 180도의 위상차를 갖는다.
이상 설명한 바와 같이, 종래의 모노펄스 위상 비교기에서 출력되는 출력신호는 입력되는 모노펄스 신호에 위상 변위를 주어 합채널 또는 차채널을 구현할 수 있다. 그러나, 광대역 주파수대에서 사용하기에는 적절하지 못한 문제점이 있는 바 이에 대하여 설명을 개시한다.
도 3은 도 2에 도시된 모노펄스 위상 비교기에서의 주파수에 따른 출력포트의 위상 분포 및 위상오차를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3의 그래프 중 (a) 주파수 특성에 따른 출력포트의 위상 분포에 나타난 바와 같이, 합포트(도 2의 11참조)에 모노펄스 신호가 급전되는 경우 양 출력포트에서 출력되는 신호의 위상 분포는 중심주파수 부근(f/fc=1, 여기서 f는 실제 입력되는 모노펄스 신호의 주파수, fc는 중심주파수이다.)에서는 위상이 잘 일치된다. 그러나, 모노펄스 위상 비교에 입력되는 주파수가 중심주파수에서 멀어지는 경우에는 양 출력포트에서 출력되는 신호는 위상오차(34)가 발생하게 된다. 이는 도 3에 도시된 (b) 주파수 특성에 따른 출력포트 간 위상오차에 관한 그래프를 통해서도 확인된다.
따라서, 이하에서는 상기 종래의 모노펄스 위상 비교기가 같는 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 관한 설명이 개시된다.
도 4는 본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기(50)는, 제1 입력포트(51), 제2 입력포트(52), 제1 출력포트(53), 제2 출력포트(54), 브랜치라인 결합기(60), 위상지연선로(20) 및 미분 위상지연선로(70)를 포함한다.
제1 입력포트(51), 제2 입력포트(52), 제1 출력포트(53), 제2 출력포트(54) 및 위상지연선로(20)에 대한 설명은 상술한 바와 중복되므로 여기서는 설명을 생략한다.
브랜치라인 결합기(60)는 제1 입력포트(51) 및 제2 입력포트(52)로 입력되는 모노펄스 신호를 각 두 개의 경로로 분기하여 제1 및 제2 출력포트(53,54)로 출력하기 위해 구비된다. 보다 상세한 설명은 후술한다.
미분 위상지연선로(70)는 제2 출력포트(54)와 브랜치라인 결합기(60)를 연결하도록 설계되어 브랜치라인 결합기(60)로 출력되는 신호가 상기 제2 출력포트(54)로 전송되는 경로에 형성된다.
여기서, 도 5를 참조하여 미분 위상지연선로(70)에 대한 상세한 설명을 한다.
도 5는 본 발명에 적용되는 미분 위상지연선로 및 미분 위상지연선로에서의 주파수에 따른 위상지연 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)는 본 발명에 적용되는 미분 위상지연선로이며, (b)는 미분 위상지연선로에서의 주파수에 따른 위상지연 특성에 관한 그래프이다. 그래프에 도시된 바와 같이, 미분 위상지연선로에 급전된 모노펄스 신호의 주파수에 따른 위상기울기는 주파수가 증가할수록 점점 더 커지게 되는 특성을 보인다. 따라서, 이러한 미분 위상지연선로를 도 4에 도시된 광대역 모노펄스 위상 비교기(50)에 적용한다.
이하에서는 상기 미분 위상지연선로가 적용된 광대역 모노펄스 위상 비교기의 작동과정을 설명한다.
도 6은 도 4의 광대역 모노펄스 위상 비교기의 작동과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 광대역 모노펄스 위상 비교기(50)는, 제1 입력포트(51), 제2 입력포트(52), 제1 출력포트(53), 제2 출력포트(54), 브랜치라인 결합기(60), 위상지연선로(20) 및 미분 위상지연선로(70)를 포함한다.
브랜치라인 결합기(60)는 제1 입력포트(51) 및 제2 입력포트(52)에 급전되는 모노펄스 신호를 각 각 분기하여 제1 출력포트(53) 및 제2 출력포트(54)로 출력한다. 브랜치라인 결합기(60)는 내부에 전송선로(61,62,63,64)를 구비하는데, 제1 전송선로(61)는 제1 입력포트(51)와 제1 출력포트(53)에 구비되는 위상지연선로(20)를 연결하는 전송선로로서 제1 입력포트(51)로 급전되는 모노펄스 신호의 일 분기로이다. 제1 전송선로(61)는 제1 입력포트(51)로 급전되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/4의 전기적 길이를 갖는다.
제2 전송선로(62)는 제1 입력포트(51)와 제2 출력포트(54)에 구비되는 미분 위상지연선로(70)를 연결하는 전송선로로서 제1 입력포트(51)로 급전되는 모노펄스 신호의 다른 일 분기로이다. 제2 전송선로(62)는 제1 입력포트(51)로 급전되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/2의 전기적 길이를 갖는다.
제3 전송선로(63)는 제2 입력포트(52)와 제2 출력포트(54)에 구비되는 미분 위상지연선로(70)를 연결하는 전송선로로서 제2 입력포트(52)로 급전되는 모노펄스 신호의 다른 일 분기로이다. 제3 전송선로(63)는 제2 입력포트(52)로 급전되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/4의 전기적 길이를 갖는다.
제4 전송선로(64)는 제2 입력포트(52)와 제1 출력포트(53)에 구비되는 위상지연선로(20)를 연결하는 전송선로로서 제2 입력포트(51)로 급전되는 모노펄스 신호의 다른 일 분기로이다. 제4 전송선로(64)는 제2 입력포트(52)로 급전되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/2의 전기적 길이를 갖는다.
여기서, 제1 입력포트(51)는 합포트로도 지칭되며, 제2 입력포트(52)는 차포트로 지칭될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 미분 위상지연선로(70)는 스터브(stub)를 이용하여 구현될 수 있다. 스터브는 고주파 회로에서 임피던스 정합이나 신호의 선별적 필터링을 위하여 신호선 외에 부가적으로 장치되는 조그만 선로로서, 동작 주파수의 파장에 대한 스터브의 길이 비율과 선단의 단락, 개방 등 터미네이션 상태에 따라 유도성, 용량성 또는 순저항성으로 동작하는 선로를 지칭한다.
도 6에 도시된 광대역 모노펄스 위상 비교기(50)에서, 제1 입력포트(51)로 급전되는 광대역 모노펄스 신호는 브랜치라인 결합기(60)내부에 형성된 제1 전송선 로(61)와 제2 전송선로(62)로 분기된다. 제1 전송선로(61)로 분기된 모노펄스 신호는 상술한 제1 전송선로(61)의 전기적 특성에 의해 90도 위상 변위되어 위상지연선로(20)에 입력되어 90도 위상지연특성을 갖는 위상지연선로(20)에서 다시 90도 위상 지연되므로 제1 출력포트(53)에서 180도 위상 변위된 신호를 출력한다.
그리고, 제2 전송선로(62)로 분기된 모노펄스 신호는 상술한 제2 전송선로(62)의 전기적 특성에 의해 180도 위상 변위되어 미분 위상지연선로(70)에 입력되되어 제2 출력포트(70)에서 180도 위상 변위된 신호를 출력한다.
따라서, 제1 입력포트(51)에 급전된 모노펄스 신호는 제1 및 제2 출력포트(53, 54)에서 동일 위상을 갖고 출력된다.
다음으로, 제2 입력포트(52)로 급전되는 광대역 모노펄스 신호는 브랜치라인 결합기(60)내부에 형성된 제3 전송선로(63)와 제4 전송선로(64)로 분기된다. 제3 전송선로(63)로 분기된 모노펄스 신호는 상술한 제3 전송선로(63)의 전기적 특성에 의해 90도 위상 변위되어 미분 위상지연선로(70)에 입력되어 제2 출력포트(54)에서 90도 위상 변위된 신호를 출력한다.
그리고, 제4 전송선로(64)로 분기된 모노펄스 신호는 상술한 제4 전송선로(64)의 전기적 특성에 의해 180도 위상 변위되어 위상지연선로(20)에 입력되어 90도 위상지연특성을 갖는 위상지연선로(20)에서 다시 90도 위상 지연되므로 제1 출력포트(53)에서 270도 위상 변위된 신호를 출력한다.
따라서, 제2 입력포트(52)에 급전된 모노펄스 신호는 제1 및 제2 출력포트(53, 54)에서 180도 위상 차이를 갖는다.
본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기(50)는 합포트 및 차포트로 급전되는 모노펄스 신호가 출력될 때 양 출력포트에서 서로 동위상을 갖거나 반대 위상을 갖도록 하기 위해서 상술한 미분 위상지연선로(70)가 사용된다.
이하에서는 미분 위상지연선로(70)가 구비된 광대역 모노펄스 위상 비교기의 주파수에 따른 위상 변위 특성에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기를 구현한 모습을 도시한 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 모노펄스 위상 비교기에서의 주파수에 따른 출력포트의 위상 분포 및 위상오차를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에서는, 합포트(51), 차포트(52), 제1 출력포트(53), 제2 출력포트(54), 브랜치라인 결합기(60), 위상지연선로(20) 및 미분 위상지연선로(70)를 포함한다.
브랜치라인 결합기(60) 내부에 형성되는 제1 내지 제4 전송선로(61~64)는 스트립 라인 또는 마이크로스트립 라인으로 형성할 수 있다. 마이크로스트립 라인이란, 마이크로스트립 라인은 유전체판 아래쪽에 도체판이 접지면으로 존재하고 유전체판 위에 폭이 얇은 도체판이 신호선으로 존재하는 형태를 갖는 평판형 선로 구조를 말하는 것으로, 인쇄회로기판 기법에 의해 프린팅되는 것이 일반적이다.
또한, 본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기(50)는 합포트(51)와 차포트(52)가 동일한 방향에 형성될 수 있다.
도 8의 그래프 중 (a) 주파수 특성에 따른 출력포트의 위상 분포에 나타난 바와 같이, 합포트(도 7의 51참조)에 모노펄스 신호가 급전되는 경우 양 출력포트 에서 출력되는 신호의 위상 분포는 중심주파수 부근(f/fc=1, 여기서 f는 실제 입력되는 모노펄스 신호의 주파수, fc는 중심주파수이다.)에서 뿐만 아니라 광대역 모노펄스 위상 비교기가 사용되는 주파수대 전구간에서 위상 일치되고 있다.
또 (b) 주파수 특성에 따른 출력포트 간 위상오차를 나타낸 그래프에서 보는 바와 같이, 합포트로 급전되는 모노펄스 신호의 중심주파수 부근에서 뿐 아니라 중 심주파수에서 멀어지는 주파수대에서도 비교적 위상오차(85)가 나타나지 않음을 알 수 있다. 이는 미분 위상지연선로(도 7의 70참조)가 제2 출력포트에 연결되어 모노펄스 신호의 주파수에 따른 상술한 브랜치라인 결합기(도 7의 60) 내부에 형성된 제1 내지 제4 전송선로(61~64)의 전기적인 길이의 차이로 일어나는 위상오차를 보정하였다는 것을 나타낸다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
도 1은 종래의 링-하이브리드형 결합기를 이용한 모노펄스 위상 비교기를 도시한 도면,
도 2는 종래의 다른 모노펄스 위상 비교기의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도2에 도시된 모노펄스 위상 비교기에서의 주파수에 따른 출력포트의 위상 분포 및 위상오차를 설명하기 위한 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기를 개략적으로 도시한 블록도,
도 5는 본 발명에 적용되는 미분 위상지연선로 및 미분 위상지연선로에서의 주파수에 따른 위상지연 특성을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 4의 광대역 모노펄스 위상 비교기의 작동과정을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광대역 모노펄스 위상 비교기를 구현한 모습을 도시한 도면,
도 8은 도 7에 도시된 모노펄스 위상 비교기에서의 주파수에 따른 출력포트의 위상 분포 및 위상오차를 설명하기 위한 그래프이다.

Claims (11)

  1. 제1 및 제2 입력포트와 제1 및 제2 출력포트를 구비하는 광대역 모노펄스 위상 비교기에 있어서,
    상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호를 상기 제1 및 제2 출력포트로 양 방향 분기하여 출력시키고, 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호를 상기 제1 및 제2 출력포트로 양 방향 분기하여 출력시키는 브랜치라인 결합기;
    상기 제1 출력포트로 출력되는 모노펄스 신호의 위상을 90도 지연시키기 위해 상기 제1 출력포트와 상기 브랜치라인 결합기 사이에 구비되는 위상지연선로; 및
    상기 위상지연선로에 의해 90도 위상 지연된 모노펄스 신호와 상기 제2 출력포트에서 출력되는 모노펄스 신호의 위상차이를 보상하기 위한 스터브를 상기 제2 출력포트와 상기 브랜치라인 결합기 사이에 구비한 미분 위상지연선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브랜치라인 결합기는 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 90도 위상 변위되어 상기 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제1 전송선로;
    상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 180도 위상 변위되어 상기 미분 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제2 전송선로;
    상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 90도 위상 변위되어 상기 미 분 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제3전송선로; 및
    상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호가 180도 위상 변위되어 상기 위상지연선로에 입력되도록 구비되는 제4 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전송선로는 전기적 길이를 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수가 갖는 파장(λ)의 λ/4 길이로 하고, 상기 제2 전송선로는 전기적 길이를 상기 제1 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수가 갖는 파장(λ)의 λ/2 길이로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제3 전송선로는 전기적 길이를 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/4 길이로 하고, 상기 제4 전송선로는 전기적 길이를 상기 제2 입력포트로 입력되는 모노펄스 신호의 중심주파수의 λ/2 길이로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전송선로와 상기 제3 전송선로는 서로 평행하게 배열되어 상기 제1 전송선로는 상기 제1 입력포트와 상기 제1 출력포트를 전기적으로 연결하고 상기 제3 전송선로는 상기 제2 입력포트와 상기 제2 출력포트를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전송선로와 상기 제4 전송선로는 서로 교차하는 형상으로 배열되어 상기 재2 전송선로는 상기 제1 입력포트와 상기 제2 출력포트를 전기적으로 연결하고 상기 제4 전송선로는 상기 제2 입력포트와 상기 제1 출력포트를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 전송선로는 마이크로스트립 라인으로 형성하는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전송선로와 상기 제4 전송선로는 상기 위상지연선로에 공통의 접점을 형성하여 연결되는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전송선로와 상기 제3 전송선로는 상기 미분 위상지연선로에 공통의 접점을 형성하여 연결되는 것을 특징으로 하는 광대역 모노펄스 위상 비교기.
  11. 삭제
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