KR101066934B1 - 도파관 전압 조절 발진기 - Google Patents

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Abstract

도파관 전압 조절 발진기를 개시한다. 도파관 전압 조절 발진기는 발진 신호를 생성하는 건 다이오드, 상기 발진 신호의 주파수를 변환하는 바렉터 다이오드, 상기 건 다이오드 및 상기 바렉터 다이오드 각각과 접촉하여 전원을 공급하는 복수의 바이어스 포스트, 상기 바이어스 포스트들이 삽입되는 복수의 삽입홀을 구비하는 제1 지그, 상기 제1 지그와 결합하여 도파관을 형성하고, 상기 도파관을 형성하는 일면에 상기 건 다이오드가 결합하는 제2 지그 및 상기 제2 지그의 일면에 접촉하여 상기 바이어스 포스트에 결합된 상기 바렉터 다이오드를 지지하며, 상기 제2 지그의 일면을 따라 상기 바렉터 다이오드의 위치를 이동시키는 다이오드 받침대를 포함한다.

Description

도파관 전압 조절 발진기{Voltage Controlled Oscillator using Waveguide}
본 발명은 도파관 전압 조절 발진기에 관한 것이다.
최근 IT 산업의 발달로 인해 무선통신 산업에 대한 관심이 증폭되면서, 레이더 센서나 무선 통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 통신 시스템 및 액티브(active) 시스템에서는 신호를 발생하기 위해서 발진기가 필요하다. 많은 발진기 중 도파관 전압조절 발진기는 높은 출력파워와 우수한 위상잡음 특성으로 인하여 많은 부분에 적용되고 있다. 하지만, 이러한 도파관 전압조절 발진기는 건 다이오드와 바렉터 다이오드에 의해서 그 성능이 결정되고, 두 다이오드 사이의 거리에 의해서 발진하는 특성이 달라진다. 따라서, 도파관 지그 가공이 어렵고 실제로 제작시 원하는 대역에서 특성을 추출하기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 특성 조정이 용이한 도파관 전압 조절 발진기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도파관 전압 조절 발진기를 제공한다.
도파관 전압 조절 발진기는 발진 신호를 생성하는 건 다이오드, 상기 건 다이오드로부터 이격되어 배치되고 상기 발진 신호의 주파수를 변환하는 바렉터 다이오드, 상기 건 다이오드 및 상기 바렉터 다이오드 각각과 접촉하여 전원을 공급하는 복수의 바이어스 포스트, 상기 바이어스 포스트들이 삽입되는 복수의 삽입홀을 구비하는 제1 지그, 상기 제1 지그와 결합하여 도파관을 형성하고, 상기 도파관을 형성하는 일면에 상기 건 다이오드가 결합하는 제2 지그 및 상기 제2 지그의 일면에 접촉하여 상기 바이어스 포스트에 결합된 상기 바렉터 다이오드를 지지하며, 상기 제2 지그의 일면을 따라 상기 바렉터 다이오드의 위치를 이동시키는 다이오드 받침대를 포함하되, 상기 제2 지그는 상기 바렉터 다이오드에 연결된 상기 바이어스 포스트와 중첩하는 상기 일면에 구비된 홈을 더 포함하고, 상기 다이오드 받침대는 상기 바렉터 다이오드를 지지하여 상기 건 다이오드에 대한 상기 바렉터 다이오드의 이격 거리를 조절하는 받침부 및 상기 홈에 삽입되어 상기 받침부를 지지하는 지지부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 지그는 상기 바렉터 다이오드에 연결된 상기 바이어스 포스트와 중첩하는 상기 일면에 구비된 홈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 다이오드 받침대는 상기 바렉터 다이오드를 지지하지지하여 상기 건 다이오드에 대한 상기 바렉터 다이오드의 이격 거리를 조절하는 받침부 및 상기 홈에 삽입되어 상기 받침부를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 홈은 상기 바이어스 포스트의 직경에 상응하는 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 건 다이오드와 결합하는 상기 바이어스 포스트에 설치되어 상기 건다이오드와 상기 바렉터 다이오드를 동조시키는 공진기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기는 바렉터 다이오드를 지지하는 다이오드 받침대를 이동시켜 바렉터 다이오드와 건 다이오드의 이격 거리를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기는 보다 쉽고 간편하게 발진 특성을 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 A를 확대하여 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 도파관 전압 조절 발진기에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 A를 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기(10)는 제1 지그(110), 제2 지그(120), 도파관(125), 건 다이오드(gunn diode)(140), 바렉터 다이오드(varactor diode)(150), 제1 바이어스 포스트(170), 제2 바이어스 포스트(175) 및 다이오드 받침대(155)를 포함한다. 여기서 전압 조절 발진기(10)는 마이크로파 및 밀리미터파 주파수에서 동작하여, 밀리미터파 레이다 또는 주파수 변화에 대하여 기민한 통신시스템에 사용된다.
제1 지그(110)는 제1 바이어스 포스트(170) 및 제2 바이어스 포스트(175)가 삽입되는 제1 삽입홀(160) 및 제2 삽입홀(165)을 구비한다.
제2 지그(120)는 제1 지그(110)와 마주하여 배치되어 도파관(125)을 형성한다. 여기서 제1 지그(110)와 제2 지그(120) 사이에는 도파관(125)의 일측을 폐쇄하는 단락부(back short)(130)가 구비된다. 이에 따라, 도파관(125)은 제1 지그(110)와 제2 지그(120) 사이에 개재된 단락부(130)에 대향하는 부분이 개방된다.
제2 지그(120)는 후술되는 바렉터 다이오드(150)를 지지하는 다이오드 받침대(155)가 수납되는 홈(210)을 더 구비할 수 있다.
건 다이오드(140)는 도파관(125)을 형성하는 제2 지그(120)의 일면에 결합된다. 건 다이오드(140)는 부저항 반도체 소자로서 도파관(125)에서 발진 신호를 생성한다. 건 다이오드(140)는 도파관(125)의 제1 지그(110)를 관통하는 제1 삽입홀(160)의 하부에 배치된다. 이를 통해, 건 다이오드(140)는 제1 삽입홀(160)에 삽입된 제1 바이어스 포스트(170)에 접촉된다. 또한, 건 다이오드(140)는 제1 바이어스 포스트(170)에 결합된 공진기(180)와 연결된다.
공진기(180)는 원반 형상이며, 방사상 라인(radial line)으로서 작용한다. 공진기(180)는 제1 바이어스 포스트(170)의 하단부에 결합되어 건 다이오드(140)와 연결된다. 공진기(180)는 발진 소자인 건 다이오드(140)와 주파수 변환 소자인 바렉터 다이오드(150)를 동조시킨다.
제1 바이어스 포스트(170)는 제1 삽입홀(160)에 삽입되어 건 다이오드(140) 및 공진기(180)와 연결된다. 제1 바이어스 포스트(170)는 제1 지그(110)를 관통하여 외부로 연장된다. 제1 바이어스 포스트(170)에는 제1 삽입홀(160) 내에서 제1 스텝(181) 및 제2 스텝(183)과 결합할 수 있다. 제1 스텝(181)은 미리 설정된 소정 주파수의 에너지를 반사하는 반면, 그 이외 주파수의 에너지는 소산하는(dissipative) 제2 스텝(183)에서 흡수된다.
또한, 제1 바이어스 포스트(170)는 제1 로우 패스 필터(190)와 결합하여 외부로 연결된다. 제1 로우 패스 필터(190)는 소정 주파수는 통과시키고 나머지 주파수는 반사 또는 흡수한다. 이를 위해 제1 로우 패스 필터(190)는 저항과 캐피시터를 포함할 수 있다.
제1 바이어스 포스트(170)는 건 다이오드(140)에 DC 바이어스 전압의 공급을 위한 통로를 제공한다.
바렉터 다이오드(150)는 도파관(125)에서 건 다이오드(140)로부터 이격되어 배치된다. 여기서 바렉터 다이오드(150)는 다이오드 받침대(155)에 결합되어 도파관(125)을 형성하는 제2 지그(120)의 일면에 형성된 홈(210)에 삽입된다. 또한, 바렉터 다이오드(150)는 도파관(125)의 제1 지그(110)를 관통하는 원통형의 제2 삽입홀(165)의 하부에 배치된다. 이를 통해, 바렉터 다이오드(150)는 제2 삽입홀(165)에 삽입된 제2 바이어스 포스트(175)에 접촉된다. 바렉터 다이오드(150)는 건 다이오드(140)에 의하여 발생된 신호의 주파수를 변화시킨다.
제2 바이어스 포스트(175)는 제3 스텝(185) 및 제4 스텝(187)과 결합하여 제2 삽입홀(165)에 삽입된다. 또한, 제2 바이어스 포스트(175)는 제2 로우 패스 필터(195)와 결합하여 외부로 연결된다. 제2 로우 패스 필터(195)는 소정 주파수는 통과시키고 나머지 주파수는 반사 또는 흡수한다. 이를 위해 제2 로우 패스 필터(195)는 저항과 캐피시터를 포함할 수 있다.
제2 바이어스 포스트(175)는 바렉터 다이오드(150)의 임피던스를 제어하는 외부의 가변 전압원에 연결된다. 제2 바이어스 포스트(175)는 제3 스텝(185) 및 제4 스텝(187)과 연결되지만, 이것은 단지 예시적인 것에 불과하며, 필요에 따라서 다른 공지의 구성이 패용될 수도 있고, 기하학적 구조가 선행의 마이크로파 기술에서 패용된 단일의 직경 또는 다른 어떠한 구성을 가질 수 도 있다. 또한 제1 바이어스 포스트(170)도 제2 바이어스 포스트(175)와 마찬가지로 제1 스텝(181) 및 제2 스텝(183)과 연결되지만, 이것은 단지 예시적인 것에 불과하며, 필요에 따라서 다른 공지의 구성이 패용될 수도 있다.
다이오드 받침대(155)는 바렉터 다이오드(150)를 지지하여 제2 지그(120)의 일면을 따라 바렉터 다이오드(150)를 이동시킨다. 여기서 다이오드 받침대(155)는 제2 지그(120)의 홈(210)에 수납될 수 있다.
다이오드 받침대(155)는 도파관(125)을 형성하는 제2 지그(120)의 일면에 접촉되는 원반 형상의 받침부(156)와 홈(210)에 삽입되어 받침부(156)를 지지하는 지지부(157)를 포함한다. 여기서 지지부(157)는 홈(210)에 삽입되어 수평으로 이동할 수 있다. 이에 따라 다이오드 받침대(155)는 지지부(157)의 이동으로 바렉터 다이오드(150)를 이동시킬 수 있고, 바렉터 다이오드(150)와 건 다이오드(140)의 이격 거리를 조절할 수 있다. 또한, 다이오드 받침대(155)는 바렉터 다이오드(150)와 건 다이오드(140)의 이격 거리를 조절함으로써 보다 쉽고 간편하게 도파관 전압 조절 발진기(10)가 원하는 특성을 갖도록 만들 수 있다. 또한, 다이오드 받침대(155)는 바렉터 다이오드(150)의 위치 조절을 통하여 제1 삽입홀(160) 또는 제2 삽입홀(165)의 가공상의 오차에 의한 발진 특성의 민감도를 줄일 수 있다.
한편, 제2 지그(120)에 형성된 홈(210)은 제2 바이어스 포스트(175)의 직경(R)에 상응하는 폭(L)을 갖는다. 여기서 홈(210)은 제2 바이어스 포스트(175)의 직경(R)에 상응하는 폭(L)으로 형성됨으로써 다이오드 받침대(155)의 지지부(157)가 이동할 수 있는 거리를 제한한다. 예를 들면, 바렉터 다이오드(150)와 결합된 다이오드 받침대(155)는 바렉터 다이오드(150)가 제2 바이어스 포스트(175)에 접촉된 상태에서 바렉터 다이오드(150)를 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 홈(210)의 폭(L)이 제2 바이어스 포스트(175)의 직경(R)보다 클 경우 제2 바이어스 포스트(175)로부터 바렉터 다이오드(150)가 이탈될 수 있다. 또한, 홈(210)의 폭(L)이 제2 바이어스 포스트(175)의 직경(R)보다 작을 경우 바렉터 다이오드(150)를 이동시킬 수 있는 거리가 축소될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기는 바렉터 다이오드를 지지하는 다이오드 받침대를 이동시켜 바렉터 다이오드와 건 다이오드의 이격 거리를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도파관 전압 조절 발진기는 보다 쉽고 간편하게 발진 특성을 조정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 도파관 전압 조절 발진기 110: 제1 지그
120: 제2 지그 125: 도파로
140: 건 다이오드 150: 바렉터 다이오드
155: 다이오드 받침대 170: 제1 바이어스 포스트
175: 제2 바이어스 포스트 180: 공진기
210: 홈

Claims (5)

  1. 발진 신호를 생성하는 건 다이오드;
    상기 건 다이오드로부터 이격되어 배치되고 상기 발진 신호의 주파수를 변환하는 바렉터 다이오드;
    상기 건 다이오드 및 상기 바렉터 다이오드 각각과 결합하여 전원을 공급하는 복수의 바이어스 포스트;
    상기 바이어스 포스트들이 삽입되는 복수의 삽입홀을 구비하는 제1 지그;
    상기 제1 지그와 결합하여 도파관을 형성하고, 상기 도파관을 형성하는 일면에 상기 건 다이오드가 결합하는 제2 지그; 및
    상기 제2 지그의 일면에 접촉하여 상기 바이어스 포스트에 결합된 상기 바렉터 다이오드를 지지하며, 상기 제2 지그의 일면을 따라 상기 바렉터 다이오드의 위치를 이동시키는 다이오드 받침대를 포함하되,
    상기 제2 지그는 상기 바렉터 다이오드에 연결된 상기 바이어스 포스트와 중첩하는 상기 일면에 구비된 홈을 더 포함하고,
    상기 다이오드 받침대는 상기 바렉터 다이오드를 지지하여 상기 건 다이오드에 대한 상기 바렉터 다이오드의 이격 거리를 조절하는 받침부 및 상기 홈에 삽입되어 상기 받침부를 지지하는 지지부를 포함하는 도파관 전압 조절 발진기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 바이어스 포스트의 직경에 상응하는 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 도파관 전압 조절 발진기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 건 다이오드와 결합하는 상기 바이어스 포스트에 설치되어 상기 건다이오드와 상기 바렉터 다이오드를 동조시키는 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 도파관 전압 조절 발진기.
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