KR101059485B1 - Power divider with same phase - Google Patents

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KR101059485B1 KR1020100077903A KR20100077903A KR101059485B1 KR 101059485 B1 KR101059485 B1 KR 101059485B1 KR 1020100077903 A KR1020100077903 A KR 1020100077903A KR 20100077903 A KR20100077903 A KR 20100077903A KR 101059485 B1 KR101059485 B1 KR 101059485B1
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output port
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KR1020100077903A
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조장희
김영보
홍석민
쟈슈아 해균 박
정홍배
우명균
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연세대학교 산학협력단
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks

Abstract

PURPOSE: A power divider with same phase is provided to be miniaturized while supporting the same phase. CONSTITUTION: In a power divider with same phase, a multilayer board comprises a first dielectric layer, a ground layer, and a second dielectric layer. An input port(300) is formed in the first dielectric layer inputting a radio frequency signal. A first division line(310) is branched from the division point of the first dielectric layer. The termination of the first division line is combined with a first output port(302). A second division line(312) is divided from the division point of the first dielectric layer and is combined termination of the first division line. A third division line(314) is electrically combined with the division point of the first dielectric layer. The third division line is formed in the second dielectric layer.

Description

동위상 전력 분배기{Power Divider With Same Phase}Power Divider With Same Phase

본 발명의 실시예들은 전력 분배기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신호를 동일 위상을 가지면서 3-Way 또는 4-Way로 분배할 수 있는 전력 분배기에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a power divider, and more particularly, to a power divider capable of distributing a signal in 3-Way or 4-Way with the same phase.

전력 분배기는 다양한 분야에서 신호의 분배를 위해 사용되고 있으며, 예를 들어 통신 시스템용 RF 장비, 자기공명영상 장치(MRI) 등에 적용되어 RF 신호의 분배에 사용되고 있다. The power divider is used for the distribution of signals in various fields, for example, is applied to the RF equipment, magnetic resonance imaging apparatus (MRI), etc. for communication systems are used for the distribution of RF signals.

전력 분배기는 RF 신호를 소정 비율로 나누어 출력 포트로 분배하는 회로 장치로서, 원하는 비율로 전력을 분배할 뿐만 아니라 출력 포트 사이를 격리시켜 포트 간 상호 영향에 의한 회로 특성 변화를 방지하는 것이 중요하다. 아울러, 특정 분야에서는 분배된 신호의 위상이 동일하게 유지되는 것이 요구되기도 한다. A power divider is a circuit device that divides an RF signal by a predetermined ratio and distributes it to an output port. It is important not only to distribute power at a desired ratio, but also to isolate between output ports to prevent circuit characteristic changes due to mutual influence between ports. In addition, certain fields may require that the phase of the distributed signal remains the same.

전력 분배기의 가장 대표적인 형태로는 쿼드러쳐(Quadrature) 하이브리드 커플러와 윌킨슨 전력 분배기가 있다. The most common types of power dividers are quadrature hybrid couplers and Wilkinson power dividers.

도 1은 일반적으로 사용되는 윌킨슨 전력 분배기의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a view showing the structure of a commonly used Wilkinson power divider.

도 1을 참조하면, 입력 포트(100), 두 개의 출력 포트(102, 104)를 포함하며, 입력 포트(100)로 입력되는 RF 신호는 동일한 비율로 출력 포트(102, 104)로 분배된다. Referring to FIG. 1, an input port 100 and two output ports 102 and 104 are included, and RF signals input to the input port 100 are distributed to the output ports 102 and 104 at the same ratio.

전송 선로의 특성 임피던스는 70.7Ω으로 정해지는 경우가 일반적이다. 이때, 신호 분배를 위한 전송 선로(110, 112)의 길이는 회로의 동작 파장의 1/4로 정해진다. 2-way 윌킨슨 전력 분배기에서 두 개의 출력 포트(102, 104)에는 저항(R)이 연결되며, 저항은 종단 임피던스의 2배인 100Ω으로 설정된다. The characteristic impedance of the transmission line is generally determined to be 70.7Ω. At this time, the length of the transmission line (110, 112) for signal distribution is set to 1/4 of the operating wavelength of the circuit. In a two-way Wilkinson power divider, two output ports (102, 104) are connected with a resistor (R), which is set to 100Ω, which is twice the termination impedance.

도 1과 같은 2-way 윌킨슨 전력 분배기는 신호를 동일한 비율로 두 개의 출력 포트(102, 104)로 분배하되 이때, 두 개의 출력 포트(102, 104)에서 출력되는 신호는 동일한 위상을 가진다. 이때, 두 개의 출력 포트(102, 104)에서 출력되는 신호의 위상이 동일한 이유는 입력 포트(100)로부터 제1 출력 포트(102)까지의 경로의 길이 및 입력 포트(100)로부터 제2 출력 포트(104)까지의 길이가 동일하기 때문이다. The two-way Wilkinson power divider as shown in FIG. 1 distributes the signal to the two output ports 102 and 104 at the same rate, with the signals output from the two output ports 102 and 104 having the same phase. In this case, the phases of the signals output from the two output ports 102 and 104 are the same because the length of the path from the input port 100 to the first output port 102 and the second output port from the input port 100. This is because the lengths up to 104 are the same.

도 1에 도시된 것과 같은 윌킨슨 전력 분배기는 2 개의 경로로 전력을 분배할 경우에는 효과적으로 사용될 수 있으나, 2 이상의 경로, 즉 3-way 또는 4-way로 신호를 분배하면서 각 출력 포트의 신호를 동위상으로 유지하는 것은 어려운 측면이 있었다. A Wilkinson power divider such as the one shown in FIG. 1 can be effectively used when distributing power in two paths, but distributes the signal at each output port while distributing the signal in two or more paths, namely 3-way or 4-way. Keeping in phase was a difficult aspect.

도 2는 종래의 3-way 윌킨슨 전력 분배기의 구조를 도시한 도면이다. 2 is a view showing the structure of a conventional 3-way Wilkinson power divider.

도 2를 참조하면, 3-way 윌킨슨 전력 분배기는 입력 포트(200), 세 개의 출력 포트(202, 204, 206) 및 저항(R1, R2, R3)을 포함한다. 3-way 윌킨슨 전력 분배기에서 입력 포트(200)로 입력된 RF 신호는 세 개의 출력 포트(202, 204, 206)로 균등하게 분배되어 출력된다. Referring to FIG. 2, the 3-way Wilkinson power divider includes an input port 200, three output ports 202, 204, 206 and resistors R1, R2, R3. The RF signal input to the input port 200 in the 3-way Wilkinson power divider is evenly distributed to the three output ports 202, 204, 206 and output.

이와 같은 3-Way 윌킨슨 전력 분배기는 입력 포트로부터 각 출력 포트까지의 경로 길이가 상이해서 각 출력 포트가 동위상의 신호를 출력할 수 없는 구조를 가지고 있다. This 3-Way Wilkinson power divider has a structure in which each output port cannot output an in-phase signal because the path length from the input port to each output port is different.

도 2를 참조하면, 입력 포트(200)로부터 제1 출력 포트(202)까지의 경로 길이는 (l+d)를 가지나, 입력 포트(200)로부터 제2 출력 포트(204)까지의 경로 길이는 l이어서 각 경로의 경로 길이는 상이하다. Referring to FIG. 2, the path length from the input port 200 to the first output port 202 has (l + d), but the path length from the input port 200 to the second output port 204 is Then, the path length of each path is different.

따라서, 도 2와 같은 종래의 3-way 윌킨슨 전력 분배기는 신호의 위상이 크게 중요하지 않은 분야에서만 사용될 수 있는 문제점이 있었다. Therefore, the conventional 3-way Wilkinson power divider as shown in FIG. 2 has a problem that can be used only in an area where the phase of the signal is not important.

자기공명영상 장치에 사용되는 전력 분배기의 경우 동위상을 유지하면서 신호를 분배하는 것이 중요하므로 도 2와 같은 구조의 3-way 전력 분배기는 채용될 수 없었다. In the case of the power divider used in the magnetic resonance imaging apparatus, it is important to distribute signals while maintaining the in-phase, and thus a 3-way power divider having a structure as shown in FIG. 2 cannot be employed.

한편, 신호의 분배 경로가 증가될수록 도 2와 같은 구조의 멀티-way 전력 분배기는 그 사이즈가 커지는 문제점도 있었다.On the other hand, as the distribution path of the signal increases, the multi-way power divider having the structure as shown in FIG.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 동위상을 지원하는 멀티-way 전력 분배기를 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a multi-way power divider supporting in phase.

본 발명의 다른 목적은 사이즈의 소형화가 가능한 멀티-way 전력 분배기를 제안하는 것이다.Another object of the present invention is to propose a multi-way power divider capable of miniaturization of size.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제1 유전체층, 상기 제1 유전층 하부에 결합되는 접지층 및 상기 접지층 하부에 결합되는 제2 유전체층을 포함하는 다층 기판; 상기 제1 유전층에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트; 상기 제1 유전체층의 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로; 상기 제1 유전체층의 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및 상기 제1 유전체층의 분베 포인트와 전기적으로 결합되며 상기 제2 유전체층에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로를 포함하는 동위상 전력 분배기가 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, a multi-layer substrate including a first dielectric layer, a ground layer coupled to the bottom of the first dielectric layer and a second dielectric layer coupled to the bottom of the ground layer; An input port formed in the first dielectric layer and receiving an RF signal; A first distribution line branching from a distribution point of the first dielectric layer and having a first output port coupled to the termination; A second distribution line branching from a distribution point of the first dielectric layer and having a second output port coupled to the termination; And a third distribution line electrically coupled with the distribution point of the first dielectric layer, the third distribution line being formed in the second dielectric layer and having a third output port coupled to the termination.

상기 다층 기판에는 상기 제1 유전층의 분배 포인트와 상기 제2 유전체층의 상기 제3 분배 선로를 전기적으로 연결시키기 위한 비아홀이 형성된다. A via hole is formed in the multilayer substrate to electrically connect the distribution point of the first dielectric layer and the third distribution line of the second dielectric layer.

상기 제3 분배 선로는 상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로 중 어느 하나와 상하 대칭 형태로 형성된다. The third distribution line is formed in a vertically symmetrical form with any one of the first distribution line and the second distribution line.

상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로는 동일 평면에서 상호 대칭 형태로 형성된다. The first distribution line and the second distribution line are formed to be symmetrical with each other in the same plane.

상기 제1 분배 선로 내지 상기 제3 분배 선로에는 임피던스 정합을 위한 리액티브 소자 및 저항이 결합될 수 있다. Reactive elements and resistors for impedance matching may be coupled to the first to third distribution lines.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 레이어에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트; 상기 제1 레이어의 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로; 상기 제1 레이어의 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및 상기 제1 레이어의 분베 포인트와 전기적으로 결합되며 상기 제1 레이어와 대향하며 다른 평면인 제2 레이어에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로를 포함하는 동위상 전력 분배기가 제공된다. According to another aspect of the invention, the input port formed in the first layer and the RF signal is input; A first distribution line branching from the distribution point of the first layer and having a first output port coupled to the termination; A second distribution line branching from the distribution point of the first layer and having a second output port coupled to the termination; And a third distribution line electrically coupled with the distribution point of the first layer, the third distribution line being formed on a second layer opposite to the first layer and on a different plane, and having a third output port coupled to the termination. Is provided.

상기 제3 분배 선로는 상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로 중 어느 하나와 상하 대칭 형태로 형성된다. The third distribution line is formed in a vertically symmetrical form with any one of the first distribution line and the second distribution line.

상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로는 동일 평면에서 상호 대칭 형태로 형성된다. The first distribution line and the second distribution line are formed to be symmetrical with each other in the same plane.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 유전체층, 상기 제1 유전층 하부에 결합되는 접지층 및 상기 접지층 하부에 결합되는 제2 유전체층을 포함하는 다층 기판; 상기 제1 유전층에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트; 상기 제1 유전체층의 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로; 상기 제1 유전체층의 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및 상기 제2 유전층에 형성되며 상기 제1 유전체층의 상기 제1 분배 포인트와 전기적으로 결합되는 제2 분배 포인트; 상기 제2 분베 포인트로부터 분기되며 상기 제2 유전체층에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로; 및 상기 제2 분배 포인트로부터 분기되며 상기 제2 유전체층에 형성되고 제4 출력 포트가 종단에 결합되는 제4 분배 선로를 포함하는 동위상 전력 분배기가 제공된다. According to another aspect of the invention, a multi-layer substrate comprising a first dielectric layer, a ground layer coupled to the bottom of the first dielectric layer and a second dielectric layer coupled to the bottom of the ground layer; An input port formed in the first dielectric layer and receiving an RF signal; A first distribution line branching from the first distribution point of the first dielectric layer and having a first output port coupled to the termination; A second distribution line branching from the first distribution point of the first dielectric layer and having a second output port coupled to the termination; And a second distribution point formed in the second dielectric layer and electrically coupled with the first distribution point of the first dielectric layer; A third distribution line branching from the second distribution point and formed in the second dielectric layer and having a third output port coupled to the termination; And a fourth distribution line branching from the second distribution point and formed in the second dielectric layer and having a fourth output port coupled to the termination.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 레이어에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트; 상기 제1 레이어의 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로; 상기 제1 레이어의 상기 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및 상기 제1 레이어와 상하로 대향하며 다른 평면인 제2 레이어에 형성되며 상기 제1 분배 포이트와 전기적으로 연결되는 제2 분배 포인트; 상기 제2 분배 포인트로부터 분기되며 상기 제2 레이어에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로; 및 상기 제2 분배 포인트로부터 분기되며 상기 제2 레이어에 형성되고 제4 출력 포트가 종단에 결합되는 제4 분배 선로를 포함하는 동위상 전력 분배기가 제공된다.According to another aspect of the invention, the input port is formed in the first layer and the RF signal is input; A first distribution line branching from the first distribution point of the first layer and having a first output port coupled to the termination; A second distribution line branching from the first distribution point of the first layer and having a second output port coupled to the termination; And a second distribution point formed on a second layer facing up and down from the first layer and electrically connected to the first distribution point; A third distribution line branching from the second distribution point and formed in the second layer and having a third output port coupled to the termination; And a fourth distribution line branching from the second distribution point and formed in the second layer and having a fourth output port coupled to the termination.

본 발명에 의한 전력 분배기는 동위상을 지원하면서 사이즈의 소형화가 가능한 장점이 있다.Power divider according to the present invention has the advantage that can be reduced in size while supporting the in-phase.

도 1은 일반적으로 사용되는 윌킨슨 전력 분배기의 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래의 3-way 윌킨슨 전력 분배기의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3-way 전력 분배기의 회로 구조를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 동위상 전력 분배기에 사용되는 다층 기판의 단면도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4-way 전력 분배기의 회로 구조를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 동위상 전력분배기에 사용되는 다층 기판의 단면도를 도시한 도면.1 illustrates the structure of a commonly used Wilkinson power divider.
Figure 2 shows the structure of a conventional 3-way Wilkinson power divider.
3 illustrates a circuit structure of a 3-way power divider according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a cross-sectional view of a multilayer substrate used in the in-phase power divider of FIG. 3.
5 illustrates a circuit structure of a 4-way power divider according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a multilayer substrate used in the in-phase power divider of FIG. 5; FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3-way 전력 분배기의 회로 구조를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a circuit structure of a 3-way power divider according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3-way 전력 분배기는 입력 포트(300), 제1 출력 포트(302), 제2 출력 포트(304), 제3 출력 포트(306), 제1 분배 선로(310), 제2 분배 선로(312), 제3 분배 선로(314), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제3 저항(R3)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the 3-way power divider according to an embodiment of the present invention includes an input port 300, a first output port 302, a second output port 304, a third output port 306, The first distribution line 310, the second distribution line 312, the third distribution line 314, the first resistor R1, the second resistor R2, and the third resistor R3 may be included.

RF 신호는 입력 포트(300)로 입력되며, 분배 포인트(350)로부터 3개의 경로로 분기된다. The RF signal is input to the input port 300 and branches from the distribution point 350 in three paths.

도3에서, 제1 분배 선로(310)는 분배 포인트(350)로부터 +x 방향으로 분기되며, 제2 분배 선로(312)는 분배 포인트(350)로부터 -x 방향으로 분기된다. In FIG. 3, the first distribution line 310 branches from the distribution point 350 in the + x direction, and the second distribution line 312 branches from the distribution point 350 in the -x direction.

제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)는 분배 포인트(350)와 동일 평면에 형성되며, 제1 분배 선로(310)의 종단에 제1 출력 포트(302)가 결합되고, 제2 분배 선로(312)의 종단에 제2 출력 포트(304)가 결합된다. The first distribution line 310 and the second distribution line 312 are formed on the same plane as the distribution point 350, and the first output port 302 is coupled to the end of the first distribution line 310. The second output port 304 is coupled to the end of the second distribution line 312.

한편, 제3 분배 선로(314)는 분배 포인트(350)로부터 -z 방향으로 분기되며, 제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)와는 다른 평면에 형성된다. On the other hand, the third distribution line 314 is branched from the distribution point 350 in the -z direction, and is formed in a plane different from the first distribution line 310 and the second distribution line 312.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 동위상 전력 분배기는 기존의 윌킨슨 전력 분배기와 같은 2차원 구조가 아닌 3차원 구조를 가지는 것이다. That is, the in-phase power divider according to the embodiment of the present invention has a three-dimensional structure rather than a two-dimensional structure like a conventional Wilkinson power divider.

이와 같이 3차원 구조로 전력 분배기를 제작하기 위해 다층 기판이 사용될 수 있으며, 도 3에 도시된 3-way 전력 분배기는 다층 기판에 결합되어 구현될 수 있다. As such, a multi-layer substrate may be used to manufacture a power divider in a three-dimensional structure, and the 3-way power divider illustrated in FIG. 3 may be implemented by being coupled to a multi-layer substrate.

도 4는 도 3의 동위상 전력 분배기에 사용되는 다층 기판의 단면도를 도시한 도면이다. 4 is a cross-sectional view of a multilayer substrate used in the in-phase power divider of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 본 발명의 동위상 전력 분배기에 사용되는 다층 기판은 제1 유전체층(400), 제1 유전체층(400) 하부에 결합되는 접지층(402) 및 접지층(402) 하부에 결합되는 제2 유전체층(404)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the multilayer substrate used in the in-phase power divider of the present invention is coupled to the first dielectric layer 400, the ground layer 402 coupled to the bottom of the first dielectric layer 400, and the ground layer 402 below. It may include a second dielectric layer 404 to be.

제1 유전체층(400)에는 도 3의 전력 분배기에서 상부에 형성되어 있는 구성 요소들이 결합된다. 즉, 도 3에서 입력 포트(300), 제1 출력 포트(302), 제2 출력 포트(304), 제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)등이 제1 유전체층(400)에 결합된다. Components formed on top of the power divider of FIG. 3 are coupled to the first dielectric layer 400. That is, in FIG. 3, the first dielectric layer 400 includes the input port 300, the first output port 302, the second output port 304, the first distribution line 310, the second distribution line 312, and the like. Is coupled to.

제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312) 등은 마이크로 스트립 라인의 형태로 제1 유전체층(400)에 결합될 수 있다. The first distribution line 310 and the second distribution line 312 may be coupled to the first dielectric layer 400 in the form of a micro strip line.

제2 유전체층(404)에는 도 3의 전력 분배기에서 하부에 형성되어 있는 구성 요소들이 결합된다. 즉, 도 3에서 제3 분배 선로(314) 및 제3 출력 포트(306)가 제2 유전체층에 결합되어 형성될 수 있다. 제3 분배 선로(314)도 마이크로 스트립 라인의 형태로 제2 유전체층(404)에 결합될 수 있다. The second dielectric layer 404 is coupled with components formed under the power divider of FIG. 3. That is, in FIG. 3, the third distribution line 314 and the third output port 306 may be formed by being coupled to the second dielectric layer. Third distribution line 314 may also be coupled to second dielectric layer 404 in the form of a micro strip line.

제1 유전체층(400) 및 제2 유전체층(404) 사이에 구비되는 접지층(402)은 제1 유전체층(400) 및 제2 유전층(404)에 형성되는 선로들(310, 312, 314)들에서 RF 신호의 전송이 가능하도록 접지 전압을 제공하는 기능을 한다. The ground layer 402 provided between the first dielectric layer 400 and the second dielectric layer 404 is formed in the lines 310, 312, and 314 formed in the first dielectric layer 400 and the second dielectric layer 404. It provides a ground voltage to enable the transmission of RF signals.

제1 유전체층(400)에 형성되는 분배 포인트(350)와 제2 유전체층(404)에 형성되는 제3 분배 선로(314)를 전기적으로 연결시키기 위해 다층 기판에는 비아홀(450)이 형성된다. A via hole 450 is formed in the multilayer substrate to electrically connect the distribution point 350 formed in the first dielectric layer 400 and the third distribution line 314 formed in the second dielectric layer 404.

다시 도 3을 참조하면, 각 분배 선로에는 임피던스 정합을 위한 리액티브 소자들(L, C) 및 저항(R1, R2, R3)이 결합된다. 일례로, 저항(R1, R2, R3) 값은 50Ω으로 설정될 수 있다. Referring to FIG. 3 again, reactive elements L and C and resistors R1, R2, and R3 for impedance matching are coupled to each distribution line. For example, the values of the resistors R1, R2, and R3 may be set to 50 Ω.

제3 분배 선로(314) 및 제3 분배 선로(314)에 결합되는 제3 출력 포트(306)는 상부의 제1 분배 선로(310) 또는 제2 분배 선로(312) 중 어느 하나와 상하 대칭으로 형성될 수 있다. The third output port 306 coupled to the third distribution line 314 and the third distribution line 314 is vertically symmetrical with either the first distribution line 310 or the second distribution line 312 above. Can be formed.

도 3에는 제3 분배 선로(314)가 상부의 제1 분배 선로(310)와 대칭으로 형성된 경우가 도시되어 있다. 3 illustrates a case in which the third distribution line 314 is formed symmetrically with the upper first distribution line 310.

한편, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 중간 지점이 하부의 대응되는 지점과 결합될 수 있으며, 이 역시 비아홀(미도시)을 통해 결합 가능하다.Meanwhile, an intermediate point of the first resistor R1 and the second resistor R2 may be combined with a corresponding point at the bottom, which may also be combined through a via hole (not shown).

상술한 바와 같이, 입체적으로 전력 분배기가 형성될 때 평면상에 형성되는 기존의 전력 분배기와 비교할 때 동위상으로 신호를 분배하는 것이 가능하다. As described above, it is possible to distribute a signal in phase when compared to a conventional power divider formed on a plane when a three-dimensional power divider is formed.

도 3에서, 기판의 상부 구조는 기존의 2-way 윌킨스 분배기와 유사하므로 제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)의 길이는 동일하고 따라서 제1 출력 포트(302) 및 제2 출력 포트(304)에서 출력되는 신호의 위상은 동위상이 된다. In FIG. 3, the upper structure of the substrate is similar to a conventional two-way Wilkins distributor so that the lengths of the first distribution line 310 and the second distribution line 312 are the same and thus the first output port 302 and the second The phase of the signal output from the output port 304 becomes in phase.

또한, 제1 분배 선로(310) 또는 제2 분배 선로(312)와 상하 대칭으로 기판 하부에 형성되는 제3 분배 선로의 길이는 본 발명에 사용되는 다층 기판의 두께에 해당되는 길이가 제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)에 비해 더해진다. 그러나, 기판의 두께는 매우 얇고, 또한 이와 같은 길이 변화를 최소화하기 위해 박막의 기판을 사용한다면 제3 분배 선로(314)의 길이는 제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)와 실질적으로 동일한 길이를 가질 수 있으므로 제3 분배 선로(314)에서도 제1 분배 선로(310) 및 제2 분배 선로(312)와 동위상의 신호가 출력될 수 있다. In addition, the length of the third distribution line formed on the lower portion of the substrate in the vertically symmetrical manner with the first distribution line 310 or the second distribution line 312 is equal to the thickness of the multilayer substrate used in the present invention. Compared to the line 310 and the second distribution line 312. However, the thickness of the substrate is very thin, and if the thin film substrate is used to minimize the change in length, the length of the third distribution line 314 may be different from that of the first distribution line 310 and the second distribution line 312. Since they may have substantially the same length, a signal in phase with the first distribution line 310 and the second distribution line 312 may be output in the third distribution line 314.

아울러, 도 2와 같은 회로 구성이 그대로 유지될 수 있으므로 균등 전력 분배를 위한 임피던스 정합도 이루어질 수 있으므로 도 3의 3-way 전력 분배기는 균등 전력을 가지면서 동위상의 분배 신호를 출력할 수 있다. In addition, since the circuit configuration as shown in FIG. 2 may be maintained as it is, impedance matching for equal power distribution may also be made, and thus the 3-way power divider of FIG. 3 may output an in-phase distribution signal with equal power.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4-way 전력 분배기의 회로 구조를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a circuit structure of a 4-way power divider according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 4-way 전력 분배기는 입력 포트(500), 제1 출력 포트(502), 제2 출력 포트(504), 제3 출력 포트(506), 제4 출력 포트(508), 제1 분배 선로(510), 제2 분배 선로(512), 제3 분배 선로(514), 제4 분배 선로(516) 및 제1 저항 내지 제4 저항(R), R2, R3, R4)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, a four-way power divider according to an embodiment of the present invention includes an input port 500, a first output port 502, a second output port 504, a third output port 506, Fourth output port 508, first distribution line 510, second distribution line 512, third distribution line 514, fourth distribution line 516 and first to fourth resistors R , R2, R3, R4).

도 5에 도시된 4-way 전력 분배기 역시 상부 및 하부의 2층 구조를 가지고 있다. The 4-way power divider shown in FIG. 5 also has a top and bottom two layer structure.

RF 신호는 입력 포트(400)로 입력되며, 상부의 제1 분배 포인트(450)로부터 3개의 경로로 분기되고, 하부의 제2 분배 포인트(452)로부터 2개의 경로로 분기된다. The RF signal is input to the input port 400 and branches in three paths from the first distribution point 450 at the top and in two paths from the second distribution point 452 at the bottom.

도 5에서, 제1 분배 선로(510)는 제1 분배 포인트(550)로부터 +x 방향으로 분기되며, 제2 분배 선로(512)는 제1 분배 포인트(550)로부터 -x 방향으로 분기된다. In FIG. 5, the first distribution line 510 branches from the first distribution point 550 in the + x direction, and the second distribution line 512 branches from the first distribution point 550 in the -x direction.

제1 분배 선로(510) 및 제2 분배 선로(512)는 제1 분배 포인트(550)와 동일 평면인 상부에 형성되며, 제1 분배 선로(510)의 종단에 제1 출력 포트(502)가 결합되고, 제2 분배 선로(512)의 종단에 제2 출력 포트(504)가 결합된다. The first distribution line 510 and the second distribution line 512 are formed on the same plane as the first distribution point 550, and the first output port 502 is formed at the end of the first distribution line 510. The second output port 504 is coupled to the end of the second distribution line 512.

한편, 하부의 제2 분배 포인트(552)로부터 2개의 경로로 분기되며, 제3 분배 선로(514)는 제2 분배 포인트(552)로부터 +x 방향으로 분기되고 제4 분배 선로(516)는 제2 분배 포인트(552)로부터 -x 방향으로 분기된다. On the other hand, it branches in two paths from the lower second distribution point 552, the third distribution line 514 branches from the second distribution point 552 in the + x direction, and the fourth distribution line 516 It branches from two distribution points 552 in the -x direction.

도 5에 도시된 전력 분배기도 다층 기판에 결합되어 구현될 수 있으며, 도 6은 도 5의 동위상 전력분배기에 사용되는 다층 기판의 단면도를 도시한 도면이다. The power divider illustrated in FIG. 5 may also be implemented by being coupled to a multilayer substrate, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the multilayer substrate used in the in-phase power divider of FIG. 5.

도 6을 참조하면, 본 발명의 동위상 전력 분배기에 사용되는 다층 기판은 제1 유전체층(600), 제1 유전체층(600) 하부에 결합되는 접지층(602) 및 접지층(602) 하부에 결합되는 제2 유전체층을 결합할 수 있다. Referring to FIG. 6, the multilayer substrate used in the in-phase power divider of the present invention is coupled to the first dielectric layer 600, the ground layer 602 coupled to the bottom of the first dielectric layer 600, and the ground layer 602 below. The second dielectric layer may be bonded.

제1 유전체층(400)에는 도 5의 전력 분배기에서 상부에 형성되어 있는 구성 요소들이 결합된다. 즉, 도 5에서 입력 포트(500), 제1 출력 포트(502), 제2 출력 포트(504), 제1 분배 선로(510) 및 제2 분배 선로(512)등이 제1 유전체층(600)에 결합된다. Components formed on top of the power divider of FIG. 5 are coupled to the first dielectric layer 400. That is, in FIG. 5, the first dielectric layer 600 includes the input port 500, the first output port 502, the second output port 504, the first distribution line 510, the second distribution line 512, and the like. Is coupled to.

제1 분배 선로(510) 및 제2 분배 선로(512) 등은 마이크로 스트립 라인의 형태로 제1 유전체층(600)에 결합될 수 있다. The first distribution line 510, the second distribution line 512, and the like may be coupled to the first dielectric layer 600 in the form of a micro strip line.

제2 유전체층(604)에는 도 5의 전력 분배기에서 하부에 형성되어 있는 구성 요소들이 결합된다. 즉, 도 5에서 제3 분배 선로(514), 제3 출력 포트(506), 제4 분배 선로(516) 및 제4 출력 포트(508)가 제2 유전체층에 결합되어 형성될 수 있다. The second dielectric layer 604 is coupled to components formed at the bottom of the power divider of FIG. 5. That is, in FIG. 5, the third distribution line 514, the third output port 506, the fourth distribution line 516, and the fourth output port 508 may be coupled to the second dielectric layer.

도 4와 같이, 접지층(602)은 RF 신호 전송을 위한 접지 전압을 제공한다. As shown in FIG. 4, the ground layer 602 provides a ground voltage for transmitting an RF signal.

제1 유전체층(600)에 형성되는 제1 분배 포인트(550)와 제2 유전체층(604)에 형성되는 제2 분배 포인트(552)를 전기적으로 연결시키기 위해 다층 기판에는 비아홀(650)이 형성된다. A via hole 650 is formed in the multilayer substrate to electrically connect the first distribution point 550 formed in the first dielectric layer 600 and the second distribution point 552 formed in the second dielectric layer 604.

도 5를 참조하면, 다수의 저항(R1, R2, R3, R4) 및 리액티브 소자(L.C)들이 각 분배 선로에 결합될 수 있다. Referring to FIG. 5, a plurality of resistors R1, R2, R3, and R4 and reactive elements L.C may be coupled to each distribution line.

상부에 형성되는 제1 분배 선로(510) 및 제2 분배 선로(512)의 길이는 동일하며, 하부에 형성되는 제3 분배 선로(514) 및 제4 분배 선로(516)의 길이도 동일함을 알 수 있다. The lengths of the first distribution line 510 and the second distribution line 512 formed in the upper portion are the same, and the lengths of the third distribution line 514 and the fourth distribution line 516 formed in the lower portion are also the same. Able to know.

제1 분배 선로(510) 및 제2 분배 선로(512)와 제3 분배 선로(514) 및 제4 분배 선로(516)는 기판의 두께(즉, 비아홀의 길이)에 상응하는 길이 차이가 있다. The first distribution line 510, the second distribution line 512, the third distribution line 514, and the fourth distribution line 516 have a length difference corresponding to the thickness of the substrate (that is, the length of the via hole).

그러나, 전술한 바와 같이, 기판의 두께는 매우 얇고, 또한 이와 같은 길이 변화를 최소화하기 위해 박막의 기판을 사용한다면 제1 분배 선로(510) 및 제2 분배 선로(512)의 길이는 제3 분배 선로(514) 및 제4 분배 선로(516)의 길이와 실질적으로 동일해질 수 있으므로 모든 출력 포트들로부터 동위상의 신호가 출력될 수 있다. However, as described above, the thickness of the substrate is very thin, and the length of the first distribution line 510 and the second distribution line 512 is equal to the third distribution if a thin film substrate is used to minimize such length variation. Since the length of the line 514 and the fourth distribution line 516 can be substantially the same, in-phase signals can be output from all output ports.

한편, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 중간 지점이 하부의 제3 저항(R3) 및 제4 저항(R4)의 중간 지점과 결합될 수 있으며, 이 역시 비아홀(미도시)을 통해 결합 가능하다.Meanwhile, an intermediate point of the first resistor R1 and the second resistor R2 may be combined with an intermediate point of the lower third resistor R3 and the fourth resistor R4, which is also a via hole (not shown). Can be combined via

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art to which the present invention pertains, various modifications and variations are possible. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later will belong to the scope of the present invention. .

Claims (13)

제1 유전체층, 상기 제1 유전층 하부에 결합되는 접지층 및 상기 접지층 하부에 결합되는 제2 유전체층을 포함하는 다층 기판;
상기 제1 유전층에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트;
상기 제1 유전체층의 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로;
상기 제1 유전체층의 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및
상기 제1 유전체층의 분베 포인트와 전기적으로 결합되며 상기 제2 유전체층에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.A multilayer substrate comprising a first dielectric layer, a ground layer coupled to the bottom of the first dielectric layer, and a second dielectric layer coupled to the bottom of the ground layer;
An input port formed in the first dielectric layer and receiving an RF signal;
A first distribution line branching from a distribution point of the first dielectric layer and having a first output port coupled to the termination;
A second distribution line branching from a distribution point of the first dielectric layer and having a second output port coupled to the termination; And
And a third distribution line electrically coupled with the distribution point of the first dielectric layer and formed in the second dielectric layer and having a third output port coupled to the termination. 제1항에 있어서,
상기 다층 기판에는 상기 제1 유전층의 분배 포인트와 상기 제2 유전체층의 상기 제3 분배 선로를 전기적으로 연결시키기 위한 비아홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기. The method of claim 1,
And the via hole is formed in the multilayer substrate to electrically connect the distribution point of the first dielectric layer and the third distribution line of the second dielectric layer. 제2항에 있어서,
상기 제3 분배 선로는 상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로 중 어느 하나와 상하 대칭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 2,
The third phase distribution line is an in-phase power splitter, characterized in that formed in the vertical symmetry with any one of the first distribution line and the second distribution line. 제3항에 있어서,
상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로는 동일 평면에서 상호 대칭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 3,
The first phase distribution line and the second distribution line in-phase power divider, characterized in that formed in the symmetrical form in the same plane. 제1항에 있어서,
상기 제1 분배 선로 내지 상기 제3 분배 선로에는 임피던스 정합을 위한 리액티브 소자 및 저항이 결합되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 1,
And a reactive element and a resistor for impedance matching are coupled to the first to third distribution lines. 제1 레이어에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트;
상기 제1 레이어의 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로;
상기 제1 레이어의 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및
상기 제1 레이어의 분베 포인트와 전기적으로 결합되며 상기 제1 레이어와 대향하며 다른 평면인 제2 레이어에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.An input port formed in the first layer and receiving an RF signal;
A first distribution line branching from the distribution point of the first layer and having a first output port coupled to the termination;
A second distribution line branching from the distribution point of the first layer and having a second output port coupled to the termination; And
And a third distribution line electrically coupled with the distribution point of the first layer, the third distribution line being formed in a second layer opposite to the first layer and in a different plane and having a third output port coupled to the termination. Power divider. 제6항에 있어서,
상기 제3 분배 선로는 상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로 중 어느 하나와 상하 대칭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 6,
The third phase distribution line is an in-phase power splitter, characterized in that formed in the vertical symmetry with any one of the first distribution line and the second distribution line. 제7항에 있어서,
상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로는 동일 평면에서 상호 대칭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 7, wherein
The first phase distribution line and the second distribution line in-phase power divider, characterized in that formed in the symmetrical form in the same plane. 제1 유전체층, 상기 제1 유전층 하부에 결합되는 접지층 및 상기 접지층 하부에 결합되는 제2 유전체층을 포함하는 다층 기판;
상기 제1 유전층에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트;
상기 제1 유전체층의 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로;
상기 제1 유전체층의 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및
상기 제2 유전층에 형성되며 상기 제1 유전체층의 상기 제1 분배 포인트와 전기적으로 결합되는 제2 분배 포인트;

상기 제2 분베 포인트로부터 분기되며 상기 제2 유전체층에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로; 및
상기 제2 분배 포인트로부터 분기되며 상기 제2 유전체층에 형성되고 제4 출력 포트가 종단에 결합되는 제4 분배 선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.A multilayer substrate comprising a first dielectric layer, a ground layer coupled to the bottom of the first dielectric layer, and a second dielectric layer coupled to the bottom of the ground layer;
An input port formed in the first dielectric layer and receiving an RF signal;
A first distribution line branching from the first distribution point of the first dielectric layer and having a first output port coupled to the termination;
A second distribution line branching from the first distribution point of the first dielectric layer and having a second output port coupled to the termination; And
A second distribution point formed in the second dielectric layer and electrically coupled with the first distribution point of the first dielectric layer;

A third distribution line branching from the second distribution point and formed in the second dielectric layer and having a third output port coupled to the termination; And
And a fourth distribution line branching from the second distribution point and formed in the second dielectric layer and having a fourth output port coupled to the termination. 제9항에 있어서,
상기 다층 기판에는 상기 제1 유전층의 제1 분배 포인트와 상기 제2 유전체층의 상기 제2 분배 포인트를 전기적으로 연결시키기 위한 비아홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.10. The method of claim 9,
And the via hole is formed in the multilayer substrate to electrically connect the first distribution point of the first dielectric layer and the second distribution point of the second dielectric layer. 제10항에 있어서,
상기 제3 분배 선로 및 상기 제4 분배 선로는 상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로와 상하 대칭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 10,
The third phase distribution line and the fourth distribution line in-phase power divider, characterized in that formed in the vertical symmetry with the first distribution line and the second distribution line. 제1 레이어에 형성되며 RF 신호가 입력되는 입력 포트;
상기 제1 레이어의 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제1 출력 포트가 종단에 결합되는 제1 분배 선로;
상기 제1 레이어의 상기 제1 분배 포인트로부터 분기되며 제2 출력 포트가 종단에 결합되는 제2 분배 선로; 및
상기 제1 레이어와 상하로 대향하며 다른 평면인 제2 레이어에 형성되며 상기 제1 분배 포이트와 전기적으로 연결되는 제2 분배 포인트;
상기 제2 분배 포인트로부터 분기되며 상기 제2 레이어에 형성되고 제3 출력 포트가 종단에 결합되는 제3 분배 선로; 및
상기 제2 분배 포인트로부터 분기되며 상기 제2 레이어에 형성되고 제4 출력 포트가 종단에 결합되는 제4 분배 선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.An input port formed in the first layer and receiving an RF signal;
A first distribution line branching from the first distribution point of the first layer and having a first output port coupled to the termination;
A second distribution line branching from the first distribution point of the first layer and having a second output port coupled to the termination; And
A second distribution point formed in a second layer that is opposite to the first layer and is in a different plane, and is electrically connected to the first distribution point;
A third distribution line branching from the second distribution point and formed in the second layer and having a third output port coupled to the termination; And
And a fourth distribution line branching from the second distribution point and formed in the second layer and having a fourth output port coupled to the termination. 제12항에 있어서,
상기 제3 분배 선로 및 상기 제4 분배 선로는 상기 제1 분배 선로 및 상기 제2 분배 선로와 상하 대칭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 동위상 전력 분배기.The method of claim 12,
The third phase distribution line and the fourth distribution line in-phase power divider, characterized in that formed in the vertical symmetry with the first distribution line and the second distribution line.
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