KR101015797B1

KR101015797B1 - Multi band offset turnstile coaxial omt

Info

Publication number: KR101015797B1
Application number: KR1020080030894A
Authority: KR
Inventors: 김현수
Original assignee: (주)하이게인안테나
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2011-02-18
Also published as: KR20090105441A

Abstract

본 발명은 두 개의 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)을 이용하여 분리도를 개선한 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기에 관한 것이다. 본 발명은, 다중 대역 안테나의 피드혼과 결합되고 고대역은 내측 제1 도파관으로 전송하고 저대역은 외측 제2 도파관으로 전송하기 위한 동축 도파관; 저대역의 입출력을 전송하기 위한 저대역 도파관; 고대역의 입출력을 전송하기 위한 고대역 도파관; 상기 저대역 도파관에 연결되며 정합을 위한 결합 슬롯이 형성되어 있고, 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격되어 분리도와 정합특성을 개선시킨 제1 오프셋 턴스타일 정합부; 상기 동축 도파관 및 고대역 도파관에 연결되며 정합을 위한 결합 슬롯이 형성되어 있고, 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격되어 분리도와 정합 특성을 개선시킨 제2 오프셋 턴스타일 정합부; 및 일단이 상기 제1 오프셋 턴스타일 정합부의 결합 슬롯에 연결되고, 타단이 상기 제2 오프셋 턴스타일 정합부의 결합 슬롯에 연결되어 상기 제1 오프셋 턴스타일 정합부와 제2 오프셋 턴스타일 정합부를 연결하는 4개의 연결 도파관으로 구성된다.The present invention relates to a multiband coaxial orthogonal mode transmitter using offset turnstyle matching with improved separation using two offset turnstile junctions. The present invention provides a coaxial waveguide coupled to a feed horn of a multi-band antenna, the high band transmitting to an inner first waveguide and the low band transmitting to an outer second waveguide; A low band waveguide for transmitting a low band input and output; A high band waveguide for transmitting a high band input / output; A first offset turn-style matching unit connected to the low band waveguide and having a coupling slot for matching, and having half-wavelength separation for each orthogonal mode to improve separation and matching characteristics; A second offset turn-style matching unit connected to the coaxial waveguide and the high band waveguide and having coupling slots for matching, and having half wavelengths separated by orthogonal modes to improve separation and matching characteristics; And one end connected to a coupling slot of the first offset turnstyle matching unit, and the other end connected to a coupling slot of the second offset turnstyle matching unit to connect the first offset turnstyle matching unit and the second offset turnstyle matching unit. It consists of four connecting waveguides.

오프셋 턴스타일, 도파관, 급전, 전송, 다중대역, 안테나 Offset Turnstile, Waveguide, Feed, Transmit, Multiband, Antenna

Description

MULTI BAND OFFSET TURNSTILE COAXIAL OMT}

본 발명은 위성 통신 시스템에서 하나의 안테나로 두 가지 이상의 대역을 통신 하고자 할 때 사용되는 다중대역(Multi Band) 안테나의 급전 전송기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)을 이용하여 분리도를 개선하고 동축 도파관의 내부 도체와 외부 도체를 고정하는 역할을 하는 편파 선택 금속판과 계단식 원형/동축 도파관 변환기, 및 연결 도파관과의 결합 슬롯으로 광대역 정합을 가능하도록 하는 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmitter of a multi-band antenna used to communicate two or more bands with one antenna in a satellite communication system. More specifically, two offset turnstile junctions are described. Offset turn-style to enable wideband matching with polarization-selective metal plates and cascading circular / coaxial waveguide transducers, and coupling slots with connecting waveguides, to improve separation and to secure the inner and outer conductors of the coaxial waveguide A multiband coaxial quadrature mode transmitter using matching.

최근 들어, 위성통신시스템에서 통신 대역의 확장에 따라 하나의 안테나로 두 가지 이상의 대역을 통신할 필요성이 증가하고 있다. 예컨대, 해외 군사용 위성 통신 단말에는 X/Ka Dual Band가 적용되며, 상업용 위성 통신 지구국 안테나 등에는 C/Ku, Ku/Ka L/Ka Dual Band 확장이 필수적이다. Recently, as satellite communication systems expand their communication bands, the necessity of communicating two or more bands with one antenna is increasing. For example, X / Ka Dual Band is applied to an overseas military satellite communication terminal, and C / Ku, Ku / Ka L / Ka Dual Band extension is necessary for an antenna of a commercial satellite communication earth station.

이와 같이 전송량 확대와 가입자의 계속적 증가로 인한 주파수 확장이 필요하기 때문에 기존 위성통신 시스템과의 연속성을 가지기 위해 국내에도 점차 다중 대역 통신 시스템의 개발에 관심을 기울이고 있다.As the frequency expansion is necessary due to the increase of the transmission amount and the continuous increase of the subscribers, in order to have continuity with the existing satellite communication system, it is gradually paying attention to the development of the multi-band communication system in Korea.

통상, 위성 통신 시스템에서 하나의 안테나로 두 가지 이상의 대역으로 통신하고자 할 때는 다중대역(Multi Band) 안테나와, 다중대역 안테나에 각 대역의 신호를 급전해주기 위한 급전 전송기를 필요로 한다.In general, in a satellite communication system, when a single antenna communicates in two or more bands, a multi-band antenna and a feed transmitter for feeding signals of each band to the multi-band antenna are required.

한편, 급전 전송기등에 적용되는 종래의 턴스타일 정합(turnstile junction)은 미국특허 6,657,516호 등으로 알려진 바와 같이, 저대역(Low Band) 전송 경로에서 직교 모드 전송기 부분이 축 방향을 대칭으로 90도 간격으로 결합되어 있어 서로 간의 분리도를 개선하기 어렵고, 광대역의 정합도 어려운 문제점이 있다.On the other hand, the conventional turn-style junction (turnstile junction) applied to the feed transmitter, etc., as known in US Patent No. 6,657,516, etc., orthogonal mode transmitter portion in the low-band (Low Band) transmission path symmetrically in the axial direction 90 degrees intervals It is difficult to improve the separation between each other because it is coupled, there is a problem that the matching of broadband is also difficult.

본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 두 개의 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)을 이용하여 직교하는 두 모드를 반 파장 정도 이격시켜 분리도를 개선하며, 동축 도파관의 내부 도체와 외부 도체를 고정하는 역할을 하는 편파 선택 금속판과 계단식 원형/동축 도파관 변환기 및 연결 도파관과의 결합 슬롯으로 쉽게 광대역 정합까지 가능하도록 하는 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to meet the necessity as described above, and an object of the present invention is to improve separation by separating two orthogonal modes by half wavelength by using two offset turnstile junctions, and improving coaxiality. Multiband coaxial orthogonal mode transmitter with offset turn-style matching to facilitate wideband matching with polarization-selective metal plates and cascading circular / coaxial waveguide transducers and connecting waveguides to secure the inner and outer conductors of the waveguide To provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다중 대역 안테나의 피드혼과 결합되고 고대역은 내측 제1 도파관으로 전송하고 저대역은 외측 제2 도파관으로 전송하기 위한 동축 도파관; 저대역의 입출력을 전송하기 위한 저대역 도파관; 고대역의 입출력을 전송하기 위한 고대역 도파관; 상기 저대역 도파관에 연결되며 정합을 위한 결합 슬롯이 형성되어 있고, 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격되어 분리도와 정합특성을 개선시킨 제1 오프셋 턴스타일 정합부; 상기 동축 도파관 및 고대역 도파관에 연결되며 정합을 위한 결합 슬롯이 형성되어 있고, 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격되어 분리도와 정합 특성을 개선시킨 제2 오프셋 턴스타일 정합부; 및 일단이 상기 제1 오프셋 턴스타일 정합부의 결합 슬롯에 연결되고, 타단이 상기 제2 오프셋 턴스타일 정합부의 결합 슬롯에 연결되어 상기 제1 오프셋 턴스타일 정합부와 제2 오프셋 턴스타일 정합부를 연결하는 4개의 연결 도파관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a coaxial waveguide coupled to the feed horn of the multi-band antenna and transmits the high band to the inner first waveguide and the low band to the outer second waveguide; A low band waveguide for transmitting a low band input and output; A high band waveguide for transmitting a high band input / output; A first offset turn-style matching unit connected to the low band waveguide and having a coupling slot for matching, and having half-wavelength separation for each orthogonal mode to improve separation and matching characteristics; A second offset turn-style matching unit connected to the coaxial waveguide and the high band waveguide and having coupling slots for matching, and having half wavelengths separated by orthogonal modes to improve separation and matching characteristics; And one end connected to a coupling slot of the first offset turnstyle matching unit, and the other end connected to a coupling slot of the second offset turnstyle matching unit to connect the first offset turnstyle matching unit and the second offset turnstyle matching unit. It characterized in that it comprises a four connecting waveguides.

상기 제1 오프셋 턴스타일 정합부는, 상기 저대역 도파관으로부터 전송된 저대역 무선신호를 저대역 도파관 기본 전송 모드 TE11에서 동축 도파관의 TE11 전송 모드로 변환하는 계단식 원형/동축 도파관 변환기; 상기 연결 도파관과 정합을 위한 4개의 결합 슬롯이 형성됨과 아울러 모드 변환된 저대역 신호의 서로 직교하는 모드를 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)으로 광대역 정합함과 동시에 도파관 내측과 외측을 지지하는 편파 선택 금속판으로 구성된다.The first offset turn-style matching unit includes: a stepped circular / coaxial waveguide converter for converting a lowband radio signal transmitted from the lowband waveguide into a TE11 transmission mode of a coaxial waveguide in a lowband waveguide basic transmission mode TE11; Four coupling slots for matching with the connecting waveguide are formed, and the orthogonal modes of the mode-converted low-band signals are broadband-matched with offset turnstile junction and polarization supporting the inside and the outside of the waveguide. It consists of an optional metal plate.

상기 제2 오프셋 턴스타일 정합부는, 연결 도파관과 정합을 위한 4개의 결합 슬롯이 형성됨과 아울러 고대역 무선신호를 중심으로 통과시키고 저대역 무선신호를 서로 직교하는 모드의 오프셋 턴스타일 정합(offset turnstile junction)으로 연결 도파관과 정합함과 동시에 도파관 내측과 외측을 지지하는 편파 선택 금속판으로 구성된다.The second offset turn-style matching unit has four coupling slots for matching with the connecting waveguide, and offset turnstile junction of a mode in which a high-band radio signal is passed around and a low-band radio signal is orthogonal to each other. It consists of a polarization-selective metal plate that supports the inside and outside of the waveguide at the same time as matching with the connecting waveguide.

그리고 상기 4개의 결합 슬롯은 수직편파를 연결하기 위한 수직 결합 슬롯과 수평편파를 연결하기 위한 수평 결합 슬롯으로 구분되며 수직 결합 슬롯과 수평 결합 슬롯이 서로 반파장 이격되어 형성되어 있고, 상기 편파 선택 금속판은, 수평편파를 선택하여 수평 결합 슬롯을 통해 수평 연결 도파관측으로 전송하는 수평편파 선택 금속판과, 수직편파를 선택하여 수직 결합 슬롯을 통해 수직 연결 도파관 측으로 전송하는 수직편파 선택 금속판으로 구분된다.The four coupling slots are divided into a vertical coupling slot for connecting vertical polarization and a horizontal coupling slot for connecting horizontal polarization, and the vertical coupling slot and the horizontal coupling slot are formed to be spaced apart from each other by half wavelength. Is divided into a horizontal polarization selection metal plate that selects horizontal polarization and transmits it to the horizontal connection waveguide side through a horizontal coupling slot, and a vertical polarization selection metal plate which selects vertical polarization and transmits it to the vertical connection waveguide side through a vertical coupling slot.

본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 급전 전송기는 두 개의 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)을 이용하여 직교하는 두 모드를 반 파장 정도 이격시켜 분리도를 개선하고, 편파 선택 금속판과 계단식 원형/동축 도파관 변환기 및 연결 도파관과의 결합 슬롯으로 쉽게 광대역 정합까지 가능하여 광대역의 정합 특성을 제공한다. 따라서 본 발명은 분리도 개선뿐 아니라 정합 구조가 간단해 전송 손실을 줄일 수 있다. The multi-band feed transmitter using the offset turn-style matching according to the present invention improves the separation by separating two orthogonal modes by half wavelength using two offset turnstile junctions, and improves the separation, polarization selection metal plate and stepped circular Coupling slots with coaxial waveguide converters and connecting waveguides allow easy broadband matching, providing broadband matching characteristics. Therefore, the present invention not only improves the separation but also the matching structure can be simplified to reduce the transmission loss.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명이 적용된 다중대역 안테나 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a multi-band antenna system to which the present invention is applied.

본 발명이 적용된 다중대역 안테나 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 피드혼(22)과 반사판(24)으로 이루어져 다중대역의 전파를 송수신할 수 있는 다중대역 안테나(20)와, 저대역 송수기(30-1)로부터 전송되는 저대역 무선(RF)신호와 고대역 송수신기(30-2)로부터 전송되는 고대역 무선(RF)신호를 다중대역 안테나(20)와 결 합시키는 본 발명의 오프셋 턴스타일 다중대역 급전 전송기(10)로 구성된다.The multi-band antenna system to which the present invention is applied is composed of a feed horn 22 and a reflector 24, as shown in FIG. 1, a multi-band antenna 20 capable of transmitting and receiving multi-band radio waves, and a low-band transmitter 30 Offset turn-style multiplexing of the present invention combining the low band radio (RF) signal transmitted from -1) and the high band radio (RF) signal transmitted from the high band transceiver 30-2 with the multi band antenna 20 Band feed transmitter 10.

본 발명의 오프셋 턴스타일 다중대역 급전 전송기(10)는 90도 간격으로 결합되어 있는 턴스타일 정합(turnstile junction)에서 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격을 시킨 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)을 이용하여 분리도와 정합 특성을 개선한 것이다. 또한 본 발명은 동축 도파관 내측과 외측의 지지대 역할을 겸한 편파 선택 금속판과, 원형 도파관 기본 전송 모드 TE11에서 동축 도파관의 TE11 전송 모드로 변환하는 계단식 원형/동축 도파관 변환기, 및 동축 도파관과 연결 도파관과의 정합을 위한 결합 슬롯으로 광대역의 정합이 용이하도록 개선한 것이다. 따라서 본 발명은 광대역의 정합 특성을 제공함과 아울러 분리도를 개선할 뿐 아니라 정합 구조가 간단해 전송 손실을 줄일 수 있다. The offset turn-style multi-band feed transmitter 10 of the present invention uses offset turnstile junctions that are half-wavelength spaced by orthogonal modes in turn-stile junctions that are coupled at intervals of 90 degrees. This improves the separation and matching characteristics. In addition, the present invention provides a polarization selective metal plate serving as a support for inner and outer coaxial waveguides, a stepped circular / coaxial waveguide converter for converting a circular waveguide basic transmission mode TE11 to a coaxial waveguide TE11 transmission mode, and a coaxial waveguide and a connecting waveguide. Coupling slot for matching is improved to facilitate broadband matching. Therefore, the present invention not only improves the isolation but also improves the matching property of the broadband, thereby reducing the transmission loss due to the simple matching structure.

그리고 본 발명은 두 개의 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)을 연결하여 저대역(Lower band)의 원형 및 선형 편파 전송 포트로 원형/선형 편파의 저대역을 전송하면 동축 도파관 출력 포트를 통해 다중대역 안테나의 동축 피드혼으로 전송하게 된다. 또한 고대역(Higher band)은 동축 도파관의 내부 도체 안으로 전송된다.In addition, the present invention connects two offset turnstile junctions to transmit a low band of circular / linear polarization to a low band circular and linear polarization transmission port, and then multi-band through a coaxial waveguide output port. It will transmit to the coaxial feed horn of the antenna. The higher band is also transmitted into the inner conductor of the coaxial waveguide.

도 2는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기(Multi band Offset turnstile coaxial OMT)의 전체 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 사시도의 1/4을 절개한 A-A 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 사시도의 1/4을 절개한 A-A 단면도의 다른 예이다. 또한 도 5는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기의 정면도이고, 도 6 은 도 5의 B-B 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기의 측면도이고, 도 8은 도 7의 C-C 단면도이다.FIG. 2 is an overall perspective view of a multiband offset coaxial orthogonal mode transmitter using offset turn-style matching according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4 is another example of the AA cross-sectional view cut in a quarter of the perspective view shown in FIG. 2. 5 is a front view of a multi-band coaxial orthogonal mode transmitter using offset turn-style matching according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5, and FIG. 7 is a multi-band coaxial using offset turn-style matching according to the present invention. 8 is a side view of the orthogonal mode transmitter, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the CC of FIG. 7.

본 발명의 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 급전 전송기(10)는 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 낮은 주파수 대역의 무선신호를 전송하기 위한 저대역 도파관(110)과, 높은 주파수 대역의 무선신호를 전송하기 위한 고대역 도파관(120), 다중대역 안테나(20)의 피드혼(22)과 결합되고 높은 주파수 대역과 낮은 주파수 대역을 전송하기 위한 동축 도파관(130)과, 저대역 도파관(110)에 연결되며 정합을 위한 4개의 결합 슬롯(S)이 형성되어 있고, 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격되어 분리도와 정합 특성을 개선시킨 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)와, 동축 도파관(130) 및 고대역 도파관(120)에 연결되며 정합을 위한 4개의 결합 슬롯(S)이 형성되어 있고 각각 직교하는 모드별로 반 파장 이격되어 분리도와 정합 특성을 개선시킨 제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)와, 일단이 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)의 결합슬롯(S)에 연결되고 타단이 제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)의 결합슬롯(S)에 연결되어 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)와 제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)를 연결하는 4개의 연결 도파관(160)으로 구성된다.The multi-band feed transmitter 10 using the offset turn-style matching of the present invention, as shown in Figures 2 to 8, the low-band waveguide 110 for transmitting a low frequency band of the radio signal, and the high frequency band A high band waveguide 120 for transmitting a radio signal, a coaxial waveguide 130 for transmitting a high frequency band and a low frequency band combined with a feed horn 22 of the multi band antenna 20, and a low band waveguide ( A first offset turn-style matching unit 140 connected to 110 and having four coupling slots S for matching, each having a half-wavelength spacing for each orthogonal mode to improve separation and matching characteristics, and a coaxial waveguide A second offset turn style connected to the 130 and the high band waveguide 120 and having four coupling slots S for matching, and having half-wavelength separation for each orthogonal mode to improve separation and matching characteristics The summation part 150 and one end thereof are connected to the coupling slot S of the first offset turn style matching part 140, and the other end thereof is connected to the coupling slot S of the second offset turn style matching part 140. It is composed of four connecting waveguides 160 connecting the offset turn-style matcher 140 and the second offset turn-style matcher 150.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 저대역 도파관(110)은 저대역의 무선신호를 저대역 송수신기(30-1)측으로 전송하는 원형 도파관으로서 단부에 플렌지(110a)가 형성되어 있고, 고대역 도파관(120)은 고대역의 무선신호를 고대역 송수신기(30-2)측으로 전송하는 도파관으로서 단부에 플렌지(120a)가 형성되어 있다.2 to 8, the low band waveguide 110 is a circular waveguide that transmits a low band radio signal to the low band transceiver 30-1 side and has a flange 110a formed at an end thereof. Reference numeral 120 is a waveguide that transmits a high band radio signal to the high band transceiver 30-2 side, and a flange 120a is formed at an end thereof.

동축 도파관(130)은 고대역 도파관(120)으로부터 전송된 고대역 무선신호를 내부 중심에서 전송하는 제1 도파관(132)과, 4개의 연결 도파관(160)을 통해 전송되는 저대역 무선신호를 제1 도파관(132)의 외측 공간을 통해 전송하는 제2 도파관(134)으로 이루어져 있다.The coaxial waveguide 130 may include a first waveguide 132 that transmits a highband radio signal transmitted from the highband waveguide 120 at an internal center, and a lowband radio signal transmitted through four connection waveguides 160. The second waveguide 134 transmits through the outer space of the first waveguide 132.

제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)는 수직편파와 수평편파를 반 파장 이격시켜 턴스타일 정합하는 구조로서, 연결 도파관(160)과 정합을 위한 4개의 결합 슬롯(S)이 형성되어 있다. 이때 수직편파를 연결하기 위한 수직 결합 슬롯과 수평편파를 연결하기 위한 수평 결합 슬롯이 반파장 이격되어 형성되어 있다.The first offset turn style matching unit 140 is a structure in which the vertically polarized wave and the horizontal polarized wave are half-wavelength spaced and matched with each other, and four coupling slots S for matching with the connection waveguide 160 are formed. At this time, the vertical coupling slot for connecting the vertical polarization and the horizontal coupling slot for connecting the horizontal polarization are formed by half-wavelength spaced.

또한 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)는 저대역 도파관(110)으로부터 전송된 신호를 저대역 도파관 기본 전송 모드 TE11에서 동축 도파관(130)의 TE11 전송 모드로 변환하는 계단식 원형/동축 도파관 변환기(142)와, 동축 모드로 변환된 저대역 신호의 서로 직교하는 모드를 오프셋 턴스타일 정합(offset turnstile junction)으로 광대역 정합함과 동시에 도파관 내측과 외측을 지지하는 지지대 역할까지 겸비한 편파 선택 금속판(144)으로 구성된다. 편파 선택 금속판(144)은 수평편파를 선택하여 수평 결합 슬롯을 통해 수평 연결 도파관(160-1)측으로 전송하는 수평편파 선택 금속판(144-1)과 수직편파를 선택하여 수직 결합 슬롯을 통해 수직 연결 도파관(160-2) 측으로 전송하는 수직편파 선택 금속판(144-2)으로 구분된다. In addition, the first offset turn-style matching unit 140 converts the signal transmitted from the low band waveguide 110 into a TE11 transmission mode of the coaxial waveguide 130 in the low band waveguide basic transmission mode TE11 (stepped circular / coaxial waveguide converter ( 142 and a polarization selection metal plate 144 that combines the orthogonal modes of the low-band signals converted into the coaxial mode by offset turnstile junction and also serves as a support for supporting the inside and the outside of the waveguide. It consists of. The polarization selection metal plate 144 selects a horizontal polarization and transmits the horizontal polarization selection metal plate 144-1 to the horizontal connection waveguide 160-1 through a horizontal coupling slot and vertically connects the vertical polarization through a vertical coupling slot. The vertical polarization selective metal plate 144-2 transmitted to the waveguide 160-2 side is divided.

제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)는 수직편파와 수평편파를 반 파장 이격시켜 턴스타일 정합하는 구조로서, 연결 도파관(160)과 정합을 위한 4개의 결합 슬롯(S)이 형성됨과 아울러 고대역신호를 중심으로 통과시키고 저대역 무선신호를 서 로 직교하는 모드의 오프셋 턴스타일 정합(offset turnstile junction)으로 연결 도파관(160)과 정합함과 동시에 동축 도파관 내측과 외측을 지지하는 지지대 역할까지 겸비한 편파 선택 금속판(152)으로 구성된다. 4개의 결합 슬롯(S)은 수직편파를 연결하기 위한 수직 결합 슬롯과 수평편파를 연결하기 위한 수평 결합 슬롯으로 구분되며 서로 반파장 이격되어 형성되어 있고, 편파 선택 금속판(152)은 수평편파를 선택하여 수평 결합 슬롯을 통해 수평 연결 도파관(160-1)측으로 전송하는 수평편파 선택 금속판(152-1)과 수직편파를 선택하여 수직 결합 슬롯을 통해 수직 연결 도파관(160-2) 측으로 전송하는 수직편파 선택 금속판(152-2)으로 구분된다.The second offset turn-style matching unit 150 is a structure in which the vertical polarization and the horizontal polarization are half-wavelength-spaced to match the turn-style matching, and four coupling slots S for matching with the connecting waveguide 160 are formed and a high band is provided. A polarization that combines with the connecting waveguide 160 and serves as a support for supporting the inside and outside of the coaxial waveguide with an offset turnstile junction in a mode that passes the signal around and orthogonalizes the low band radio signal. The metal plate 152 is selected. The four coupling slots S are divided into vertical coupling slots for connecting vertical polarizations and horizontal coupling slots for connecting horizontal polarizations, and are formed half-wavelength apart from each other, and the polarization selection metal plate 152 selects horizontal polarizations. Selects the horizontal polarization selection metal plate 152-1 and the vertical polarization transmitted to the horizontal connection waveguide 160-1 through the horizontal coupling slot, and transmits the vertical polarization to the vertical connection waveguide 160-2 through the vertical coupling slot. The metal plate 152-2 is selected.

연결 도파관(160)은 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)의 수평 결합 슬롯과 제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)의 수평 결합 슬롯을 연결하여 저대역 무선신호의 수평편파를 전송하는 2개의 수평 편파 연결 도파관(160-1)과, 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)의 수직 결합 슬롯과 제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)의 수직 결합 슬롯을 연결하여 저대역 무선신호의 수직편파를 전송하는 2개의 수직편파 연결 도파관(160-2)으로 구성된다.The connecting waveguide 160 connects the horizontal coupling slot of the first offset turn style matching unit 140 and the horizontal coupling slot of the second offset turn style matching unit 150 to transmit two horizontal polarizations of the low band radio signal. Vertical polarization of the low-band radio signal by connecting the horizontal polarization connection waveguide 160-1, the vertical coupling slot of the first offset turn style matching unit 140, and the vertical coupling slot of the second offset turn style matching unit 150. It consists of two vertically polarized connection waveguide (160-2) for transmitting the.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기의 전송과정을 낮은 주파수 대역(저대역)과 높은 주파수 대역(고대역)으로 구분하여 설명하기로 한다.Next, the transmission process of the multi-band coaxial orthogonal mode transmitter using the offset turn-style matching according to the present invention configured as described above will be described by dividing it into a low frequency band (low band) and a high frequency band (high band).

도 9는 본 발명에 따른 원형 도파관의 TE11 전송 모드 특성이고, 도 10은 본 발명에 따른 동축 도파관의 TE11 전송 모드 특성이며, 도 11은 본 발명에 따른 저 대역 신호의 전송 경로를 도시한 것이고, 도 12는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 급전 전송기 정합 특성 그래프이다.FIG. 9 is a TE11 transmission mode characteristic of a circular waveguide according to the present invention, FIG. 10 is a TE11 transmission mode characteristic of a coaxial waveguide according to the present invention, and FIG. 11 shows a transmission path of a low band signal according to the present invention. 12 is a graph of matching characteristics of a multi-band feed transmitter using offset turn-style matching according to the present invention.

1. 저대역의 전송경로1. Low-band transmission path

도 11을 참조하여 저대역의 전송 경로를 따라 설명해보면, 먼저 저대역의 입출력 전송 원형 도파관(110)으로 전송된 신호가 계단식 원형/동축 도파관 변환기(142)를 지나면서 원형 도파관(110) 기본 전송 모드 TE11에서 이중 도파관(130)의 TE11 전송 모드로 변환이 된다. 이때 계단식 원형/동축 도파관 변환기(142)의 계단은 모드 변환시 광대역 정합을 도와주는 치수로 선정한다. 그리고 원형 도파관(110)의 TE11 전송 모드 특성은 도 9에 도시된 바와 같고, 동축 도파관(130)의 TE11 전송 모드 특성은 도 10에 도시된 바와 같다.Referring to FIG. 11 along the low band transmission path, first, the signal transmitted to the low band input / output transmission circular waveguide 110 passes through the stepped circular / coaxial waveguide converter 142 and the basic waveguide 110 is basically transmitted. In the mode TE11, the dual waveguide 130 is converted to the TE11 transmission mode. At this time, the step of the stepped circular / coaxial waveguide converter 142 is selected as a dimension to help the broadband matching during mode conversion. The TE11 transmission mode characteristic of the circular waveguide 110 is as shown in FIG. 9, and the TE11 transmission mode characteristic of the coaxial waveguide 130 is as shown in FIG. 10.

동축 모드로 변환된 저대역의 무선신호의 서로 직교하는 모드는 편파 선택 금속판(144)을 만나 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)되어 연결 도파관(160)으로 각각 전송한다. 이때 연결 도파관(160)과 정합부(140,150)는 실험에 의해 결정된 결합 슬롯(S)을 이용한다. The orthogonal modes of the low-band radio signals converted to the coaxial mode meet the polarization selective metal plate 144 and are offset turntile junctions to be transmitted to the connection waveguides 160, respectively. In this case, the connecting waveguide 160 and the matching parts 140 and 150 use a coupling slot S determined by an experiment.

즉, 저대역의 수평편파는 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)의 수평편파 선택 금속편(144-1)에 의해 선택되어 2개의 수평 결합 슬롯을 거쳐 2개의 수평편파 연결 도파관(160-1)으로 전송되고, 저대역의 수직편파는 제1 오프셋 턴스타일 정합부(140)의 수직편파 선택 금속편(144-2)에 의해 선택되어 2개의 수직 결합 슬롯을 거쳐 2개의 수직편파 연결 도파관(160-2)으로 전송된다.That is, the low band horizontal polarization is selected by the horizontal polarization selection metal piece 144-1 of the first offset turn-style matching unit 140, and then through two horizontal coupling slots, two horizontal polarization connection waveguides 160-1. And the low band vertical polarization is selected by the vertical polarization selection metal piece 144-2 of the first offset turn-style matching unit 140 and passes through two vertical coupling slots to the two vertical polarization coupling waveguides 160-. 2) is sent.

이후 네 개의 연결 도파관(160)으로 전송되어진 서로 직교하는 모드는 다시 제2 오프셋 턴스타일 정합부(150)의 결합 슬롯(S)과 편파 선택 금속판(152)으로 오프셋 턴스타일 정합(Offset turnstile junction)되어 동축 도파관(130)의 제2 도파관(134)으로 전송된다. 이때 본 발명의 다중대역 급전 전송기의 정합 특성은 도 12에 도시된 그래프와 같다.The orthogonal modes transmitted to the four connection waveguides 160 are then offset into the coupling slot S of the second offset turn style matching unit 150 and the polarization selection metal plate 152. And is transmitted to the second waveguide 134 of the coaxial waveguide 130. At this time, the matching characteristics of the multi-band feed transmitter of the present invention are as shown in the graph shown in FIG.

그리고 동축 도파관(130)의 저대역 신호는 원형 편파 또는 선형 편파로 다중 대역 피드혼(22)으로 전달된다.And the low band signal of the coaxial waveguide 130 is transmitted to the multi-band feed horn 22 in circular polarization or linear polarization.

2. 고대역의 전송 경로2. High Bandwidth Transmission Path

고대역 무선신호는 동축 도파관(130)의 고대역의 입출력 전송 원형 도파관(120)을 통해 원형 또는 선형 편파로 전송되고, 이 무선신호는 동축 도파관(130)의 제1 도파관(132)을 통해 역시 원형 또는 선형 편파로 다중 대역 피드혼(22)으로 전달된다.The high band radio signal is transmitted in a circular or linear polarized wave through the high band input / output transmission circular waveguide 120 of the coaxial waveguide 130, and the radio signal is also transmitted through the first waveguide 132 of the coaxial waveguide 130. The circular or linear polarization is transmitted to the multi band feed horn 22.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

도 1은 본 발명이 적용된 다중대역 안테나 시스템의 전체 구성을 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a multi-band antenna system to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기의 전체 사시도,2 is an overall perspective view of a multiband coaxial orthogonal mode transmitter using offset turnstyle matching in accordance with the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 사시도의 1/4을 절개한 A-A 단면도이며, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of the perspective view of FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 사시도의 1/4을 절개한 A-A 단면도의 다른 예,4 is another example of a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2 of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기의 정면도,5 is a front view of a multiband coaxial orthogonal mode transmitter using offset turnstyle matching in accordance with the present invention;

도 6은 도 5의 일부 단면도, 6 is a partial cross-sectional view of FIG. 5;

도 7은 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 동축 직교 모드 전송기의 측면도이고,7 is a side view of a multiband coaxial orthogonal mode transmitter using offset turnstyle matching in accordance with the present invention;

도 8은 도 7의 일부 단면도,8 is a partial cross-sectional view of FIG. 7;

도 9는 본 발명에 따른 원형 도파관 TE11 전송 모드, 9 is a circular waveguide TE11 transmission mode according to the present invention,

도 10은 본 발명에 따른 동축 도파관 TE11 전송 모드,10 is a coaxial waveguide TE11 transmission mode according to the present invention,

도 11은 본 발명에 따른 저대역 신호의 전송 경로,11 is a transmission path of a low band signal according to the present invention,

도 12는 본 발명에 따른 오프셋 턴스타일 정합을 이용한 다중대역 급전 전송기 정합 특성표이다.12 is a table of multiband feed transmitter matching characteristics using offset turnstyle matching in accordance with the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

110: 저대역 도파관 120: 고대역 도파관110: low band waveguide 120: high band waveguide

130: 동축 도파관 132: 제1 도파관130: coaxial waveguide 132: first waveguide

134: 제2 도파관 140: 제1 오프셋 턴스타일 정합부134: second waveguide 140: first offset turn-style matching portion

142: 계단식 원형/동축 도파관 변환기 144: 편파 선택 금속편142: cascading circular / coaxial waveguide transducer 144: polarization selection metal piece

150: 제2 오프셋 턴스타일 정합부 152: 편파 선택 금속편150: second offset turn-style matching unit 152: polarization selection metal piece

160: 연결 도파관160: connecting waveguide

Claims

A coaxial waveguide for transmitting the high band to the inner first waveguide and the low band to the outer second waveguide;

A low band waveguide for transmitting a low band input and output;

A high band waveguide for transmitting a high band input / output;

A first offset turn-style matching unit connected to the low band waveguide and having a coupling slot for matching, and having half-wavelength separation for each orthogonal mode to improve separation and matching characteristics;

A second offset turn-style matching unit connected to the coaxial waveguide and the high band waveguide, and having a coupling slot for matching, and having half-wavelength spacing for each orthogonal mode to improve separation and matching characteristics; And

One end is connected to the coupling slot of the first offset turn-style matching part, and the other end is connected to the coupling slot of the second offset turn-style matching part to connect the first offset turn style matching part and the second offset turn style matching part. Includes four connecting waveguides,

The first offset turn style matching unit,

A stepped circular / coaxial waveguide converter for converting the lowband radio signal transmitted from the lowband waveguide from the lowband waveguide basic transmission mode TE11 to the TE11 transmission mode of the coaxial waveguide; And

Four coupling slots for matching waveguides and matching are formed, and the orthogonal modes of the mode-converted low-band signals are offset-turnstrip junctions for wideband matching and at the same time as a polarization-selective metal plate supporting the waveguides. Multiband feed transmitter using an offset turn-style matching, characterized in that configured.

delete

The method of claim 1, wherein the second offset turn-style matching unit,

Four coupling slots are formed for the matching waveguides and matching, and are matched with the connecting waveguides by offset turnstile junctions in which the high-band radio signals are passed around and the low-band radio signals are orthogonal to each other. A multi-band feed transmitter using offset turn-style matching, characterized in that it consists of a polarization-selective metal plate supporting inner and outer coaxial waveguides.

The method of claim 3, wherein the four coupling slots

It is divided into a vertical coupling slot for connecting vertical polarization and a horizontal coupling slot for connecting horizontal polarization, and the vertical coupling slot and the horizontal coupling slot are formed to be spaced apart from each other by half wavelength.

The polarization selection metal plate is divided into a horizontal polarization selection metal plate that selects horizontal polarization and transmits it to the horizontal connection waveguide side through a horizontal coupling slot, and a vertical polarization selection metal plate which selects vertical polarization and transmits it to the vertical connection waveguide side through a vertical coupling slot. A multi-band feed transmitter using offset turn-style matching, characterized in that.