KR101002624B1

KR101002624B1 - Rf power divider

Info

Publication number: KR101002624B1
Application number: KR1020080100346A
Authority: KR
Inventors: 이문규
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2010-12-20
Also published as: KR20100041248A

Abstract

본 발명은 임피던스 값이 변환되는 결합 전송 선로를 사용함으로써, 전송 선로가 형성되는 공간을 줄이고 출력 포트간의 격리(Isolation) 주파수 조정을 용이하게 할 수 있는 고주파 전력 분배기에 관한 것으로, 고주파 신호가 입력되는 입력포트; 상기 입력포트로 입력된 고주파 신호가 분배되어 출력되는 복수개의 출력포트; 상기 입력포트와 상기 복수개의 출력포트에 각각 연결되며, 임피던스가 변화되는 복수개의 전송 선로; 및 상기 복수개의 출력포트를 격리시키기 위한 격리 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a high frequency power divider capable of reducing the space in which a transmission line is formed and facilitating isolation frequency adjustment between output ports by using a coupled transmission line in which impedance values are converted. Input port; A plurality of output ports through which high frequency signals inputted to the input ports are distributed and output; A plurality of transmission lines connected to the input port and the plurality of output ports, respectively, the impedance being varied; And an isolation resistor for isolating the plurality of output ports.

마이크로 스트립, 전송선로, 전력, 분배기 Microstrip, Transmission Lines, Power, Splitter

Description

High Frequency Power Dividers {RF POWER DIVIDER}

본 발명은 고주파 전력 분배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임피던스 값이 변환되는 결합 전송 선로를 사용함으로써, 전송 선로가 형성되는 공간을 줄이고 출력 포트간의 격리(Isolation) 주파수 조정을 용이하게 할 수 있는 고주파 전력 분배기에 관한 것이다.The present invention relates to a high frequency power divider, and more particularly, by using a combined transmission line in which impedance values are converted, a high frequency that can reduce the space where a transmission line is formed and facilitate the isolation frequency adjustment between output ports. Relates to a power divider.

현재 무선신호를 증폭하는데 사용되는 증폭 디바이스(device)는 출력의 한계가 있기 때문에 대다수의 고출력 증폭기들은 이들을 병렬로 합성하여 고출력을 얻고 있다. 이와 같이 무선신호를 분배하고 결합하는데 사용되는 디바이스들을 고주파 전력분배기 또는 결합기(Combiner)라 한다.Since the amplification device used to amplify a radio signal currently has an output limitation, most high power amplifiers combine them in parallel to obtain a high output. The devices used to distribute and combine the radio signals are called high frequency power dividers or combiners.

고주파 전력분배기는 크게 T-접합(T-junction) 전력분배기, 윌킨슨 전력분배기, 쿼드러춰 하이브리드(Quadrature hybrid)등이 있으며, 사용 목적 및 특성에 따라 디바이스가 선택되어 사용된다. 이중 가장 대표적으로 사용되는 전력 분배기는 T-접합(T-junction) 전력분배기와 윌킨슨 전력분배기이다.The high frequency power divider includes a T-junction power divider, a Wilkinson power divider, a quadrature hybrid, and the device is selected and used according to the purpose and characteristics of the use. The most commonly used power dividers are T-junction power dividers and Wilkinson power dividers.

T-접합(T-junction) 전력분배기는 가장 간단한 구조로 전송선로 만으로도 원하는 전력을 분산 시킬 수 있는 반면에 입력과 출력의 모든 포트의 임피던스를 통 일하게 정합시킬 수 없으며, 각 포트간의 임피던스 차이가 있을 경우 보정하거나 변환해 줄 수 없는 등 사용하기 어렵다.The T-junction power divider is the simplest structure that can distribute the desired power by the transmission line alone, while the impedance of all ports of input and output can not be matched uniformly. If it is, it is difficult to use, such as not able to correct or convert.

윌킨슨 전력분배기는 전력을 1:1로 균등하게 분배할 때 사용하며, 경우에 따라 전력을 특정비율로 분배할 수 있도록 뒷부분에 전송선로를 추가하여 사용할 수도 있다. 이와 같은 일반적인 윌킨슨 전력분배기는 통상 도 1에 도시된 것과 같은 형태를 가지게 된다.Wilkinson power dividers are used to distribute power evenly in a 1: 1 ratio, and in some cases, additional transmission lines can be used at the rear to distribute power at a specific rate. Such a general Wilkinson power divider will usually have a form as shown in FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 윌킨슨 전력분배기는 입력포트(P1)와, 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3) 및 입력포트(P1)와 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)를 연결하는 한 쌍의 마이크로 스트립 전송선로(1, 3)를 포함한다. 여기서, 입력포트(P1)는 입력단자(11)를 통해 전송선로(1, 3)에 연결되고, 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)는 출력단자(7, 9)를 통해 전송선로(1, 3)와 각각 연결된다.As shown in FIG. 1, a typical Wilkinson power divider includes an input port P1, first to second output ports P2 and P3, an input port P1, and first to second output ports P2, And a pair of microstrip transmission lines 1, 3 connecting P3). Here, the input port (P1) is connected to the transmission line (1, 3) through the input terminal 11, the first to second output ports (P2, P3) through the output terminal (7, 9) transmission line Connected to (1, 3) respectively.

전송선로(1, 3)는 그 길이가 임피던스 변환을 위해 중심 주파수에서 λ/4이고, 특성 임피던스가

이다.The

transmission lines

1 and 3 have a length of λ / 4 at the center frequency for impedance conversion and a characteristic impedance

to be.

제1 출력포트(P2)와 제2 출력포트(P3)에 연결된 출력단자(7, 9)는 그 사이에 격리(Isolation) 주파수 조정을 위하여 특성 임피던스가

인 저항(8)이 마련된다.The

output terminals

7 and 9 connected to the first output port P2 and the second output port P3 have characteristic impedances for adjustment of isolation frequency therebetween.

Phosphorus resistor 8 is provided.

상기와 같이 구성되어 있는 통상적인 윌킨슨 전력분배기는 입력포트(P1)와 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)가 모두

인 동일한 포트 임피던스를 갖는 경우, 입력포트(P1)와 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)간을 연결하는 전송선로(1, 3)가 출 력의 포트 임피던스를 변환하는 역할을 하게 된다.A conventional Wilkinson power divider configured as described above has both an input port P1 and first to second output ports P2 and P3.

In the case of having the same port impedance,

transmission lines

1 and 3 connecting the input port P1 and the first to second output ports P2 and P3 serve to convert the output port impedance. .

여기서, 입력에서 정합 조건을 만족하기 위한 조건은 전송선로(1, 3)의 특성 임피던스가

이고, 전기적 길이가

가 되는 주파수에서 일어난다.Here, the condition for satisfying the matching condition at the input is that the characteristic impedance of the transmission line (1, 3)

And the electrical length

Occurs at the frequency of

상기와 같은 종래의 윌킨슨 전력분배기는 입력포트(P1)와 제1 내지 제2 출력포트(P1, P2)를 연결하는 전송선로(1, 3)가 결합이 없으므로, 전송선로(1, 3) 사이가 충분히 이격되어만 정합 조건을 만족시킬 수 있게 된다. 이로 인하여, 전송선로(1, 3)가 형성되는 면적이 커지게 되는 문제점이 발생하게 된다.In the conventional Wilkinson power divider, since the transmission lines 1 and 3 connecting the input port P1 and the first to second output ports P1 and P2 are not coupled, the Wilkinson power divider is disposed between the transmission lines 1 and 3. Is sufficiently spaced apart to satisfy the matching condition. As a result, a problem arises in that the area where the transmission lines 1 and 3 are formed is increased.

또한, 제1 내지 제2 출력포트(P1, P2)에 각각 연결되는 출력단자(7, 9) 사이에 격리(Isolation)가 일어나기 위해서는 전송선로(1, 3)의 전기적 길이가

가 되는 주파수로 고정되어야만 하는 문제점이 내포되어 있다.In addition, the electrical lengths of the

transmission lines

1 and 3 may be reduced in order for isolation to occur between the

output terminals

7 and 9 respectively connected to the first to second output ports P1 and P2.

There is a problem that must be fixed at a frequency of.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 임피던스 값이 변환되는 결합 전송선로를 사용함으로써, 전송 선로 사이를 줄여 전송 선로를 형성하기 위한 면적을 작게 하고, 출력 포트 사이의 격리에 대한 주파수 조정을 용이하게 할 수 있는 고주파 전력 분배기를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above-mentioned problems, and by using a coupled transmission line in which impedance values are converted, the area for forming a transmission line is reduced by reducing the distance between transmission lines, and isolation between output ports. It is an object of the present invention to provide a high frequency power divider that can facilitate the frequency adjustment for the PDP.

상기의 기술적 과제를 개선하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 고주파 전력 분배기는 고주파 신호가 입력되는 입력포트; 상기 입력포트로 입력된 고주파 신호 가 분배되어 출력되는 복수개의 출력포트; 상기 입력포트와 상기 복수개의 출력포트에 각각 연결되며, 임피던스가 변화되는 복수개의 전송 선로; 및 상기 복수개의 출력포트를 격리시키기 위한 격리 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a high frequency power divider including: an input port to which a high frequency signal is input; A plurality of output ports through which high frequency signals inputted to the input ports are distributed and output; A plurality of transmission lines connected to the input port and the plurality of output ports, respectively, the impedance being varied; And an isolation resistor for isolating the plurality of output ports.

여기서, 상기 고주파 전력 분배기는 분기된 상기 복수개의 전송 선로를 단락시킬 수 있도록 상기 복수개의 전송 선로의 간극에 형성되는 단락단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The high frequency power divider may further include a short circuit terminal formed in a gap of the plurality of transmission lines to short-circuit the plurality of branched transmission lines.

또한, 상기 복수개의 전송선로는 동일한 간극을 가지도록 분기되는 것을 특징으로 한다.The plurality of transmission lines may be branched to have the same gap.

또한, 상기 간극은 0.2mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the gap is characterized in that 0.2mm.

또한, 상기 전송선로는 제1 임피던스 값을 갖는 1차 결합 전송선로와, 제2 임피던스 값을 갖는 2차 결합 전송선로가 결합되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmission line is characterized in that the primary coupled transmission line having a first impedance value, and the secondary coupled transmission line having a second impedance value is combined.

또한, 상기 1차 결합 전송선로와 상기 2차 결합 전송선로는 서로 다른 선폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The primary coupled transmission line and the secondary coupled transmission line may be formed to have different line widths.

또한, 상기 1차 결합 전송선로와 상기 2차 결합 전송선로는 서로 다른 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.The primary coupled transmission line and the secondary coupled transmission line may be formed to have different lengths.

또한, 상기 전송선로는 마이크로 스트립 결합, 적층결합, 인덕터 결합, 다단 전송선로 결합, 집중소자 혼합선로 결합 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmission line is characterized by consisting of any one of the micro strip coupling, stack coupling, inductor coupling, multi-stage transmission line coupling, lumped element mixing line coupling.

상기와 같은 본 발명의 일 측면에 따른 고주파 전력 분배기에 의하면, 임피 던스 변환되는 결합전송선로를 사용하여 두개의 전송 선로 사이의 간격을 줄임으로써, 전송 선로를 형성하기 위한 면적을 줄일 수 있다.According to the high frequency power divider according to the aspect of the present invention as described above, by reducing the distance between the two transmission lines by using the coupled transmission line impedance conversion, it is possible to reduce the area for forming the transmission line.

또한, 전송선로의 우모드와 기모드간의 전송 속도 차이로 인하여 발생되는 격리 주파수와 입력 정합 주파수의 불일치를 단락단자가 형성되는 위치를 조정함으로써, 용이하게 일치시킬 수 있다.In addition, it is possible to easily match the inconsistency between the isolation frequency and the input matching frequency generated by the difference in the transmission speed between the right mode and the previous mode of the transmission line by adjusting the position where the short terminal is formed.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a high frequency power divider according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 전송선로가 기판에 형성된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 전송선로를 나타낸 구성도이다.2 is a perspective view showing a state in which a transmission line of a high frequency power divider according to an embodiment of the present invention is formed on a substrate, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a transmission line of a high frequency power divider according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 고주파 전력 분배기는 주파수가 입력되는 입력포트(P1)와, 이 입력포트(P1)로 입력된 주파수가 출력되는 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)와, 입력포트(P1)와 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)를 각각 연결하는 제1 내지 제2 전송 선로(30, 40)와, 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3) 사이를 연결하는 격리 저항(60)을 포함한다. 또한, 입력포트(P1), 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3), 제1 내지 제2 전송 선로(30, 40) 및 격리 저항(60)은 기판(10)에 형성된다.2 and 3, the high frequency power divider according to the present embodiment includes an input port P1 through which a frequency is input, and first through second output ports through which a frequency input through the input port P1 is output. P2 and P3, first to second transmission lines 30 and 40 connecting the input port P1 and the first to second output ports P2 and P3, respectively, and the first to second output ports ( An isolation resistor 60 connecting between P2 and P3. In addition, the input port P1, the first to second output ports P2 and P3, the first to second transmission lines 30 and 40, and the isolation resistor 60 are formed on the substrate 10.

제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)는 제1 내지 제2 전송 선로(30, 40)를 통해 입력포트(P1)에 각각 연결된다.The first to second output ports P2 and P3 are connected to the input port P1 through the first to second transmission lines 30 and 40, respectively.

한편, 입력포트(P1)와 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)는 제1 내지 제2 전송 선로(30, 40)를 통해 서로 연결될 수 있도록 입력포트(P1)는 입력단자(21)에 연결되고, 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)는 제1 내지 제2 출력단자(23, 25)에 연결된다.Meanwhile, the input port P1 is connected to the input terminal 21 so that the input port P1 and the first to second output ports P2 and P3 can be connected to each other through the first to second transmission lines 30 and 40. The first to second output ports P2 and P3 are connected to the first to second output terminals 23 and 25.

제1 내지 제2 전송 선로(30, 40)는 기판(10) 상에 마이크로 스트립(Micro-Strip) 형태로 형성되며, 제1 전송선로(30)는 입력포트(P1)와 제1 출력포트(P2)를 연결하고, 제2 전송선로(40)는 입력포트(P1)와 제2 출력포트(P3)를 연결한다. 또한, 제1 전송선로(30)와 제2 전송선로(40)는 동일한 넓이의 간극(S)을 가지도록 입력단자(21)에서 분기된다.The first to second transmission lines 30 and 40 are formed in the form of a micro-strip on the substrate 10, and the first transmission line 30 has an input port P1 and a first output port ( P2) is connected, and the second transmission line 40 connects the input port P1 and the second output port P3. In addition, the first transmission line 30 and the second transmission line 40 are branched from the input terminal 21 to have a gap S of the same width.

제1 전송선로(30)는 임피던스 변환을 위해 제1 임피던스 값을 갖는 1차 결합 전송선로(31)와, 제2 임피던스 값을 갖는 2차 결합전송선로(33)로 이루어져 있으며, 1차 결합 전송선로(31)와 2차 결합전송선로(33)는 서로 결합된다. 또한, 제1 전송선로(30)의 1차 결합 전송선로(31)는 입력단자(21)에 결합되고, 2차 결합 전송선로(33)는 제1 출력단자(23)에 결합된다.The first transmission line 30 is composed of a primary combined transmission line 31 having a first impedance value and a secondary combined transmission line 33 having a second impedance value for impedance conversion. The furnace 31 and the secondary combined transmission line 33 are coupled to each other. In addition, the primary coupling transmission line 31 of the first transmission line 30 is coupled to the input terminal 21, the secondary coupling transmission line 33 is coupled to the first output terminal 23.

제2 전송선로(40) 또한 제1 전송선로(30)와 마찬가지로 임피던스 변환을 위해 제1 임피던스 값을 갖는 1차 결합 전송선로(41)와, 제2 임피던스 값을 갖는 2차 결합전송선로(43)로 이루어져 있으며, 1차 결합 전송선로(41)와 2차 결합전송선로(43)는 서로 결합된다. 제2 전송선로(40)의 1차 결합 전송선로(41)는 입력단자(21)에 결합되고, 2차 결합 전송선로(43)는 제2 출력단자(25)에 결합된다.Similar to the first transmission line 30, the second transmission line 40 also includes a primary combined transmission line 41 having a first impedance value and a secondary combined transmission line 43 having a second impedance value for impedance conversion. ), The primary combined transmission line 41 and the secondary combined transmission line 43 are combined with each other. The primary coupled transmission line 41 of the second transmission line 40 is coupled to the input terminal 21, and the secondary coupled transmission line 43 is coupled to the second output terminal 25.

제1 내지 제2 전송선로(30, 40)의 1차 결합 전송선로(31, 41)는 그 선폭(W1)이 2차 결합 전송선로(33, 43)의 선폭(W2)보다 좁게 형성되고, 그 길이(L1)가 2차 결합 전송선로(33, 43)의 길이(L2)보다 짧게 형성되어 서로 다른 임피던스 값을 갖게 된다.The primary combined transmission lines 31 and 41 of the first to second transmission lines 30 and 40 have their line widths W1 narrower than those of the secondary coupled transmission lines 33 and 43. The length L1 is formed to be shorter than the length L2 of the secondary coupling transmission lines 33 and 43 to have different impedance values.

제1 전송선로(30)의 1차 결합 전송선로(31)와 제2 전송선로(40)의 1차 결합 전송선로(41)의 간극(S)에는 제1 전송선로(30)와 제2 전송 선로(40)를 단락시킬 수 있도록 단락단자(50)가 형성된다. 단락단자(50)는 마이크로 스트립 형태로 형성되는 제1 내지 제2 전송선로(30, 40)의 우모드(Even-Mode)와 기모드(Odd-Mode)간의 전송 속도 차이로 인하여 발생되는 격리주파수와 입력 정합 주파수를 일치시켜 준다. The first transmission line 30 and the second transmission are provided in the gap S between the primary coupling transmission line 31 of the first transmission line 30 and the primary coupling transmission line 41 of the second transmission line 40. The short circuit terminal 50 is formed to short the line 40. The short circuit terminal 50 is an isolation frequency generated due to a difference in transmission speed between the right-mode and the odd-mode of the first to second transmission lines 30 and 40 formed in the form of a micro strip. Match the input matching frequency with.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 특성 및 작용을 설명한다.It describes the characteristics and operation of the high frequency power divider according to the present embodiment configured as described above.

고주파 전력 분배기는 입력포트(P1)에서 입사되는 고주파 신호의 전력이 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)로 손실이 없이 이상적으로 전달 될 때 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)로 출력되는 전력이 입사 전력의 반이 된다. 이러한 고주파 전력 분 배기의 특성이 구현될 수 있도록 입력단자(21), 제1 내지 제2 출력단자(23, 25)는 각각의 포트(P1, P2, P3)와 동일한 특성 임피던스를 가지며, 제1 내지 제2 전송선로(30, 40)의 1차 결합 전송선로(31, 41) 및 2차 결합 전송선로(33, 43)는 우(Even)모드 및 기(Odd)모드 임피던스와 전기적인 길이로 표현된다. 또한, 제1 출력포트(P1)와 제2 출력포트(P3) 사이의 격리(Isolation)는 격리 저항(60)을 통해 이루어진다.The high frequency power divider includes first and second output ports P2 and P3 when the power of the high frequency signal incident from the input port P1 is ideally transferred to the first to second output ports P2 and P3 without loss. The power outputted by is half of the incident power. The input terminal 21 and the first to second output terminals 23 and 25 have the same characteristic impedance as each of the ports P1, P2 and P3 so that the characteristics of the high frequency power distribution can be realized. The primary coupled transmission lines 31 and 41 and the secondary coupled transmission lines 33 and 43 of the second transmission lines 30 and 40 may have an electric length and an electric length in the right mode and the odd mode impedance. Is expressed. In addition, isolation between the first output port P1 and the second output port P3 is performed through the isolation resistor 60.

다음으로, 본 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 회로의 동작 원리를 대칭 회로의 해석 방법으로 널리 사용되는 우-기 모드(Even-Odd Mode) 해석 방법을 적용하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the operation principle of the circuit of the high frequency power divider according to the present embodiment will be described in more detail by applying an Even-Odd Mode analysis method widely used as an analysis method of a symmetric circuit.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 회로에서 우모드 해석을 위한 등가회로이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 회로에서 기모드 해석을 위한 등가회로이다.4 is an equivalent circuit for the right mode analysis in the circuit of the high-frequency power divider according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an equivalent circuit for the pre-mode analysis in the circuit of the high frequency power divider according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 고주파 전력 분배기의 우모드 회로는 입력 임피던스가

인 경우 우모드 종단 저항(35)은 입력 임피던스의 2배인

가 된다. 이때, 1차 결합 전송 선로(31, 41)의 우모드 등가회로는 우모드 특성 임피던스

와 우모드 전기길이

으로 표현되고, 2차 결합 전송 선로(33, 43)의 우모드 등가회로는 우모드 특성 임피던스

와 우모드 전기길이

으로 표현된다. 여기서 격리 저항(60)의 값은 우모드에서 반으로 나누어지고 끝이 개방(Open)으로 표현되어 회로에 영향을 주지 않는다.Referring to FIG. 4, the right mode circuit of the high frequency power divider has an input impedance.

If the right mode termination resistor 35 is twice the input impedance

Becomes At this time, the right mode equivalent circuit of the primary coupled

transmission lines

31 and 41 has a right mode characteristic impedance.

And right mode electric length

The right mode equivalent circuit of the secondary coupled

transmission lines

33 and 43 has a right mode characteristic impedance.

And right mode electric length

. Here, the value of the isolation resistor 60 is divided in half in the right mode and the end is expressed as open so that the circuit is not affected.

또한, 입력에서 입사되는 전력이 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)에 분배되는 원리는 우모드의 동작 원리와 동일하므로, 1차 결합 전송선로(31, 41)와 2차 결합 전송선로(33, 43)를 통해

의 값은 정합 조건인

가 되어야 한다.In addition, since the principle that the power incident from the input is distributed to the first to second output ports (P2, P3) is the same as the operation principle of the right mode, the primary coupled transmission line (31, 41) and the secondary coupled transmission line (33, 43)

Is a match condition

Should be

또한, 마이크로 스트립 전송선로(30, 40)는 기모드의 전파 전송 속도는 우모드 전파 전송 속도(

)보다 빠르므로,

전송 선로를 이용한 임피던스 변환은 2차 결합선로(33, 43)의 우모드로만 구현된다.In addition, the

microstrip transmission lines

30 and 40 have the right mode radio wave transmission rate (

Faster than)

Impedance conversion using the transmission line is implemented only in the right mode of the

secondary coupling lines

33 and 43.

정리하면, 1차 결합선로(31, 41)의 우모드 특성 임피던스를

로 선택할 경우 우모드 입력 임피던스

은 수학식 1과 같이 2차 결합 전송선로(33, 43)에 의해 표현된다.In summary, the right mode characteristic impedance of the

primary coupling lines

31 and 41

Input mode impedance when selected as

Is represented by the secondary combined

transmission lines

33 and 43 as shown in Equation 1 below.

여기서, 우모드 정합을 위해 중심 주파수

을 선택하면 특성 임피던스

가 된다.Where the center frequency for right-mode matching

Select to select the characteristic impedance

Becomes

도 5를 참조하여 고주파 전력 분배기 회로의 기(Odd)모드 해석을 설명한다.The Odd mode analysis of the high frequency power divider circuit will be described with reference to FIG. 5.

도시된 바와 같이, 고주파 전력 분배기의 기모드 회로는 입력 임피던스가

인 경우 기모드 종단 저항(35)은 0이 된다. 이때 1차 결합 전송선로(31, 41)의 기모드 등가회로는 기모드 특성 임피던스

와 기모드 전기 길이

로 표현되며, 2차 결합 전송선로(33, 43)의 기모드 등가회로는 기모드 특성 임피던스

와 기모 드 전기 길이

로 표현된다.As shown, the pre-mode circuit of the high frequency power divider has an input impedance

In the case of, the mode termination resistor 35 is zero. At this time, the pre-mode equivalent circuit of the primary coupled

transmission lines

31 and 41 has the pre-mode characteristic impedance.

And modal electric length

The pre-mode equivalent circuit of the secondary coupled

transmission lines

33 and 43 has a pre-mode characteristic impedance.

And brushed de electric length

It is expressed as

이와 같은 고주파 전력 분배기의 기모드 입력 임피던스

은 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.Pre-mode input impedance of such high frequency power divider

Is expressed by Equation 2 below.

또한, 제1 내지 제2 출력포트(P2, P3)간의 격리를 위해

가 되는 격리 주파수는 아래의 수학식 3을 만족하여야 한다.In addition, to isolate between the first to second output ports (P2, P3)

The isolation frequency is to satisfy Equation 3 below.

끝으로, 상기와 같은 구성과 특성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기를 이용하여 시험한 결과를 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.Finally, the results of the test using the high frequency power divider according to the embodiment of the present invention having the above configuration and characteristics will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 시험 결과에 따른 특성을 나타낸 그래프이다.6 to 9 are graphs showing characteristics according to test results of the high frequency power divider according to the embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 고주파 전력 분배기를 시험함에 있어 그 시험 조건은 다음과 같이 하여 측정하였다.In testing the high frequency power divider according to the present embodiment, the test conditions were measured as follows.

먼저, 기판(10)은 두께(t)가 0.5mm, 상대 유전율이 2.5가 되도록 제작하였다. 1차 결합 전송선로(31, 41)는 선폭(W1)이 0.6mm, 간극(S)이 0.2mm, 길이(L1)가 5mm가 되도록 제작하였다. 2차 결합 전송선로(33, 43)는 선폭(W2)이 1.05mm, 간극(S)이 0.2mm, 길이(L1)가 21.8mm가 되도록 제작하였다.First, the substrate 10 was manufactured such that the thickness t was 0.5 mm and the relative dielectric constant was 2.5. The primary coupling transmission lines 31 and 41 were manufactured such that the line width W1 was 0.6 mm, the gap S was 0.2 mm, and the length L1 was 5 mm. The secondary coupling transmission lines 33 and 43 were manufactured such that the line width W2 was 1.05 mm, the gap S was 0.2 mm, and the length L1 was 21.8 mm.

또한, 상기와 같이 제작된 고주파 전력 분배기에서 단락단자(50)의 위치(X)를 달리하여 시험하였다.In addition, the test was performed by varying the position X of the short circuit terminal 50 in the high frequency power divider manufactured as described above.

도 6은 단락단자(50)의 위치(X)가 0mm일 때의 특성을 보여주는 그래프로 입력 정합 주파수와 격리 주파수가 일치하지 않고 격리 주파수(dB(S32))가 입력 정합 주파수(dB(S11))보다 더 낮아졌다.FIG. 6 is a graph showing characteristics when the position X of the short terminal 50 is 0 mm. The input matching frequency and the isolation frequency do not coincide, and the isolation frequency dB (S32) is the input matching frequency dB (S11). Lower than).

도 7은 단락단자(50)의 위치(X)가 1.6mm일 때의 특성을 보여주는 그래프로 입력 정합 주파수(dB(S11))와 격리 주파수(dB(S32))가 일치하는 특성을 나타났다.FIG. 7 is a graph showing a characteristic when the position X of the short terminal 50 is 1.6 mm. The input matching frequency (dB (S11)) and the isolation frequency (dB (S32)) are shown to coincide with each other.

도 8은 단락단자(50)의 위치(X)가 5mm일 때의 특성을 보여주는 그래프로 격리 주파수(dB(S32))가 입력 정합 주파수(dB(S11))보다 더 높게 나타났다.FIG. 8 is a graph showing the characteristic when the position X of the short terminal 50 is 5 mm, and the isolation frequency dB (S32) is higher than the input matching frequency dB (S11).

도 9는 상기와 같이 제작된 고주파 전력 분배기를 제품에 적용했을 때 나타난 특성을 보여주는 그래프로 입력 정합 주파수(dB(S11))와 격리 주파수(dB(S32))가 거의 일치하는 것으로 나타났다.FIG. 9 is a graph showing characteristics exhibited when the high frequency power divider manufactured as described above is applied to a product, and the input matching frequency (dB (S11)) and the isolation frequency (dB (S32)) are almost identical.

상기와 같은 본 발명에 따른 고주파 전력 분배기는 도 6 내지 도 8의 그래프에 나타난 바와 같이, 단락단자(50)의 위치(X)를 조절함으로써, 마이크로 스트립 전송선로(30, 40)의 우모드와 기모드간의 전송 속도 차이로 인하여 발생되는 격리 주파수(dB(S32))와 입력 정합 주파수(dB(S11))의 불일치를 용이하게 일치시킬 수 있다.6 to 8, the high frequency power divider according to the present invention, by adjusting the position (X) of the short-circuit terminal 50, and the right mode of the microstrip transmission line (30, 40) The mismatch between the isolation frequency (dB (S32)) and the input matching frequency (dB (S11)) caused by the difference in transmission speed between the conventional modes can be easily matched.

또한, 제1 전송선로(30)와 제2 전송선로(40)가 동일한 넓이의 간극을 가지면서 형성되므로, 제1 내지 제2 전송 선로(30, 40) 사이가 좁아지게 되어 제1 내지 제2 전송 선로(30, 40)를 형성하기 위한 면적을 작게 할 수 있다.In addition, since the first transmission line 30 and the second transmission line 40 are formed to have the same width, the first transmission line 30 and the second transmission line 30, 40 is narrowed between the first to second The area for forming the transmission lines 30 and 40 can be made small.

본 실시예에서는 결합 전송선로(31, 33, 41, 43)로써 마이크로 스트립 결합을 예를 들어 설명하였으나, 결합 전송선로를 적층(Broad Side) 결합, 인덕터 결합, 대역을 넓게 하기 위한 다단 전송 결합 선로, 회로의 크기를 줄이기 위한 집중 소자 혼합선로 결합 등 다양한 구조로 형성할 수도 있다. In the present embodiment, the microstrip coupling is described as an example of the coupling transmission lines 31, 33, 41, and 43. However, the multi-stage transmission coupling line for broad side coupling, inductor coupling, and widening of the coupling transmission line is shown. In addition, the present invention may be formed in various structures such as a combination of lumped element mixed lines to reduce the size of a circuit.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments but may be manufactured in various forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

도 1은 일반적인 윌킨슨 전력 분배기의 전송선로를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a transmission line of a general Wilkinson power divider.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 전송선로가 기판에 형성된 상태를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a state in which a transmission line of a high frequency power divider according to an embodiment of the present invention is formed on a substrate.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 전송선로를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a transmission line of the high frequency power divider according to the embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 회로에서 우모드 해석을 위한 등가회로이다.4 is an equivalent circuit for the right mode analysis in the circuit of the high frequency power divider according to the embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 전력 분배기의 회로에서 기모드 해석을 위한 등가회로이다.5 is an equivalent circuit for pre-mode analysis in the circuit of the high frequency power divider according to the embodiment of the present invention.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ♠♠ Code description for the main part of the drawing ♠

P1 : 입력포트 P2, P3 ; 출력포트P1: input ports P2 and P3; Output port

30 : 제1 전송선로 40 : 제2 전송선로30: first transmission line 40: second transmission line

31, 41 : 1차 결합 전송선로 33, 43 : 2차 결합 전송선로31, 41: primary combined transmission line 33, 43: secondary combined transmission line

50 : 단락단자 60 : 격리 저항50: short circuit terminal 60: insulation resistance

Claims

An input port through which a high frequency signal is input; A plurality of output ports through which high frequency signals inputted to the input ports are distributed and output; A plurality of transmission lines having the same gap and connected to the input port and the plurality of output ports, respectively, the impedance of which being varied; And an isolation resistor for isolating the plurality of output ports.

The plurality of branched transmission lines are coupled to a primary coupled transmission line having a first impedance value and connected to the input port, and a secondary coupled transmission line having a second impedance value and connected to the plurality of output ports.

And a short circuit terminal is formed in the gap of the plurality of transmission lines so that the plurality of branched transmission lines can be shorted.

delete

The method of claim 1,

The gap is a high frequency power divider, characterized in that 0.2mm.

delete

The method of claim 1,

And the primary coupled transmission line and the secondary coupled transmission line have different line widths.

The method of claim 1,

And the primary coupled transmission line and the secondary coupled transmission line have different lengths.

The method of claim 1,

And the plurality of branched transmission lines comprise any one of a micro strip coupling, a stack coupling, an inductor coupling, a multi-stage transmission line coupling, and a lumped element mixing line coupling.