KR101077458B1 - Liquid coupled variable resonator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 결합형 가변 공진기에 관한 것으로, 밀폐된 내부공간을 갖는 밀폐형 용기와, 상기 밀폐형 용기 내부에 장착되며 극성액체가 충전된 탄성 튜브와, 상기 밀폐형 용기 양단에 장착되며 외부와 연결하기 위한 제1 및 제2 커넥터와, 상기 극성액체 내에 배치되며, 일단이 상기 제1 커넥터에 연결되고 다탄이 개방된 제1 방사체와, 상기 극성액체 내에 배치되며, 일단이 상기 제2 커넥터에 연결되고 타단은 상기 제1 방사체와 소정 간격 이격되어 대향되는 위치에 배치된 개방된 제2 방사체와, 상기 극성액체를 충전하거나 교체하기 위해 극성액체를 공급하고, 용량을 조절하는 액체 교환 장치와, 상기 극성액체를 충전하거나 교체하기 위해 상기 탄성 튜브와 상기 액체 교환장치를 연결하는 액체공급라인을 포함하여 구성되며, 상기 탄성 튜브 내 극성액체의 종류 및 용량을 조절함으로써 사용 목적에 맞는 공진 주파수를 달성할 수 있다.The present invention relates to a liquid-coupled variable resonator, comprising: a sealed container having a sealed inner space, an elastic tube mounted inside the sealed container and filled with a polar liquid, and mounted on both ends of the sealed container and connected to the outside. First and second connectors, a first radiator disposed in the polar liquid, one end of which is connected to the first connector and having multiple openings, and disposed in the polar liquid, one end of which is connected to the second connector and the other end An open second radiator disposed at a position opposed to the first radiator and spaced apart from the first radiator; a liquid exchange device for supplying a polar liquid to fill or replace the polar liquid, and adjusting a capacity; and the polar liquid It comprises a liquid supply line connecting the elastic tube and the liquid exchange device for filling or replacing the pole, the pole in the elastic tube By adjusting the type and capacity of the lyophilized liquid, a resonance frequency suitable for the intended use can be achieved.

공진기, 공진 주파수, 액체, 극성액체, 탄성 튜브 Resonator, resonant frequency, liquid, polar liquid, elastic tube

Description

액체 결합형 가변 공진기{LIQUID COUPLED VARIABLE RESONATOR}LIQUID COUPLED VARIABLE RESONATOR}

본 발명은 액체 결합형 가변 공진기에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid coupled variable resonator.

일반적으로, 구조를 이용한 공진기들은 주파수 특성에 따라 RLC 구조의 설계가 매우 다양하고 복잡하다. In general, the resonators using the structure is very diverse and complex design of the RLC structure according to the frequency characteristics.

특히, 기존 공진기들은 주파수 특성에 따른 LC 공진을 이용하므로, 로우 패스 필터(Low Pass Filter; LPF) 또는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter; BPF) 등 그 사용 목적에 따라 LC 용량값을 계산하여 제작된다. 이는 원하는 공진 주파수를 달성하기 위해 주파수 특성 사양이 바뀔 때마다 공진기를 매번 다시 제작해야 한다는 것을 의미한다.In particular, since the existing resonators use LC resonance according to frequency characteristics, LC capacitance values are calculated according to the purpose of use, such as a low pass filter (LPF) or a band pass filter (BPF). . This means that the resonator must be rebuilt every time the frequency characteristic specification changes to achieve the desired resonant frequency.

또한, 회로적으로 공진기를 구현할 때, 일반적으로 우리는 L값을 고정시키고 베리에이터(variator)를 사용하여 C값을 변화시켜 공진이 발생하는 공진점을 이용하였으나, 이미 설계된 공진기 구조 자체를 변경하지 않고 상기 공진기에서 공진 주파수를 가변할 수 있는 방법이 거의 불가능한 문제점이 있었다.In addition, when implementing the resonator in a circuit, in general, we used the resonance point where the resonance occurs by fixing the L value and changing the C value by using a variator, but without changing the resonator structure that is already designed. There was a problem that the method of varying the resonant frequency in the resonator is almost impossible.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 탄성을 갖는 튜브에 극성액체를 충전하고 그 용량을 변화시킴으로써 공진 주파수를 가변시킬 수 있는 액체 결합형 가변 공진기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a liquid-coupled variable resonator capable of varying the resonant frequency by filling a polar liquid in an elastic tube and changing its capacity. It is done.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기는, 밀폐된 내부공간을 갖는 밀폐형 용기와, 상기 밀폐형 용기 내부에 장착되며 극성액체가 충전된 탄성 튜브와, 상기 밀폐형 용기 양단에 장착되며 외부와 연결하기 위한 제1 및 제2 커넥터와, 상기 극성액체 내에 배치되며, 일단이 상기 제1 커넥터에 연결되고 다탄이 개방된 제1 방사체와, 상기 극성액체 내에 배치되며, 일단이 상기 제2 커넥터에 연결되고 타단은 상기 제1 방사체와 소정 간격 이격되어 대향되는 위치에 배치된 개방된 제2 방사체와, 상기 극성액체를 충전하거나 교체하기 위해 극성액체를 공급하고, 용량을 조절하는 액체 교환 장치와, 그리고 상기 극성액체를 충전하거나 교체하기 위해 상기 탄성 튜브와 상기 액체 교환장치를 연결하는 액체공급라인을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the liquid-coupled variable resonator according to an embodiment of the present invention, an airtight container having a sealed inner space, an elastic tube mounted inside the sealed container and filled with a polar liquid, First and second connectors mounted at both ends of the hermetically sealed container and connected to the outside, disposed in the polar liquid, a first radiator having one end connected to the first connector and opened in multiple polarizers, and disposed in the polar liquid. An open second radiator disposed at a position facing one end of the second connector and spaced apart from the first radiator, and supplied with a polar liquid to fill or replace the polar liquid; A liquid exchange device for adjusting the capacity and a liquid hole connecting the elastic tube and the liquid exchange device to fill or replace the polar liquid It is configured to include an emergency line.

또한, 상기 밀폐형 용기는 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 밀폐형 용기는 원통형 구조인 것을 특징으로 한다.In addition, the closed container is characterized in that the metal material, the closed container is characterized in that the cylindrical structure.

또한, 상기 탄성 튜브는 상기 극성액체의 용량에 따라 수축하거나 팽창할 수 있도록 탄성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 탄성 튜브는 원통형 구조인 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic tube is characterized in that made of an elastic material so as to contract or expand according to the capacity of the polar liquid, the elastic tube is characterized in that the cylindrical structure.

또한, 상기 제1 및 제2 커넥터는 금속 재질로 이루어진 내심과 상기 내심을 감싸는 외심으로 이루어진 2중 구조인 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second connectors are characterized in that the double structure consisting of an inner core made of a metal material and the outer core surrounding the inner core.

또한, 상기 제1 및 제2 방사체의 형태는 모노폴형, 헬리컬형 및 디쉬형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 제1 및 제2 방사체는 상기 극성액체와 접촉되지 않도록 절연 물질로 도포된 것을 특징으로 한다. In addition, the form of the first and second radiators is characterized in that any one of the monopole type, helical type and dish type, wherein the first and second radiators are coated with an insulating material so as not to contact the polar liquid. It features.

한편, 상기 극성액체는 극성용액과 에틸렌 글리콜계 액체의 혼합용액인 것을 특징으로 한다. On the other hand, the polar liquid is characterized in that the mixed solution of the polar solution and the ethylene glycol-based liquid.

또한, 상기 극성액체는 NaCl, K2SO4 및 Al(OH)3 중 어느 하나 의 전해질이 용해된 전해 용액인 것을 특징으로 한다.In addition, the polar liquid is characterized in that the electrolyte solution of any one of NaCl, K 2 SO 4 and Al (OH) 3 is dissolved.

또한, 상기 극성액체는 자력에 영향을 받는 도전체 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 도전체 분말은 금속분말인 것을 특징으로 한다.In addition, the polar liquid is characterized in that it further comprises a conductor powder affected by the magnetic force, the conductor powder is characterized in that the metal powder.

또한, 상기 극성액체는 부식 방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 부식 방지제는 극성액체는 아질산염, 트리에탄올 아민 및 그 혼합물로 구성된 그룹으로 선택된 것을 특징으로 한다.In addition, the polar liquid is characterized in that it further comprises a corrosion inhibitor, the corrosion inhibitor is characterized in that the polar liquid is selected from the group consisting of nitrite, triethanol amine and mixtures thereof.

또한, 상기 극성액체는 서로 다른 도전성과 유전율을 갖는 2종 이상의 극성액체가 충전되어 형성된 격막구조인 것을 특징으로 한다.In addition, the polar liquid is characterized in that the diaphragm structure formed by filling two or more polar liquids having different conductivity and dielectric constant.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기에 따르면, 사용 목적에 따라 변화하는 공진 주파수에 따라 매번 새롭게 설계할 필요 없이 액체의 종류를 변경하거나 액체 용량을 조절함으로써 공진 주파수를 가변할 수 있으므로 설계의 간편성과 사용자의 편리성이 향상되는 효과가 있다.As described above, according to the liquid-coupled variable resonator according to an embodiment of the present invention, the resonant frequency may be adjusted by changing the type of liquid or adjusting the liquid capacity without having to newly design each time according to the resonant frequency that changes according to the purpose of use. Since it can be changed, it is effective to improve the simplicity of design and user convenience.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become apparent from the following drawings and detailed description of the invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a liquid-coupled variable resonator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals. Duplicate description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기(10)의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a liquid-coupled variable resonator 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기(10)는, 밀폐형 용기(11), 극성액체가 충전된 탄성 튜브(12), 제1 방사체(13), 제2 방사체(14), 제1 커넥터(15), 제2 커넥터(16), 액체공급라인(17) 및 액체공급장치(18)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the liquid-coupled variable resonator 10 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a hermetically sealed container 11, an elastic tube 12 filled with a polar liquid, a first radiator 13, and a second It comprises a radiator 14, a first connector 15, a second connector 16, a liquid supply line 17 and a liquid supply device (18).

상기 밀폐형 용기(11)는 원통형 구조로 내부 공간이 있고, 구리, 철과 같은 금속 재질로 이루어져 있다. 또한, 상기 원통형 구조의 밀폐형 용기(11)의 양단에 외부로부터 연결되는 제1 및 제2 커넥터(15 및 16)가 연결된다. 상기 밀폐형 용기(11)는 도 1에서 원통형 구조를 도시하였으나, 다른 형태의 구조 또한 가능하다.The hermetic container 11 has a cylindrical structure with an internal space, and is made of a metal material such as copper and iron. In addition, first and second connectors 15 and 16 connected from the outside are connected to both ends of the closed container 11 of the cylindrical structure. The hermetic container 11 has a cylindrical structure in FIG. 1, but other types of structures are also possible.

상기 제1 및 제2 커넥터(15 및 16)는 일종의 입력단 또는 출력단으로서, 구리나 철과 같은 금속 재질의 내심과 그를 감싸는 금속 재질의 외심으로 이루어진 2중 구조의 커넥터이다. 상기 제1 커넥터(15)의 내심은 제1 방사체(13)의 일단과 연결되며, 상기 제2 커넥터(16)의 내심은 제2 방사체(14)의 일단과 연결된다. The first and second connectors 15 and 16 are a kind of input terminal or output terminal, and have a dual structure connector including an inner core of a metal material such as copper or iron and an outer core of a metal material surrounding the same. The inner core of the first connector 15 is connected to one end of the first radiator 13, and the inner core of the second connector 16 is connected to one end of the second radiator 14.

상기 극성액체(19)가 충전된 탄성 튜브(12)는 상기 밀폐형 용기(11) 내부에 장착되며, 상기 극성액체(19)의 양을 늘리거나 줄임으로써 용량을 조절할 수 있도록 팽창 및 수축이 가능한 탄성 재질로 이루어져 있다. The elastic tube 12 filled with the polar liquid 19 is mounted inside the hermetically sealed container 11, and is elastically expandable and contractible to adjust its capacity by increasing or decreasing the amount of the polar liquid 19. It is made of material.

이러한 탄성 튜브(12)에 충전된 상기 극성액체(19) 내부에 제1 방사체(13)와 제2 방사체(14)가 존재하며, 상기 제1 및 제2 방사체(13 및 14)는 와이어 구조로서 그 길이, 구조, 및 두 방사체 사이의 간격에 따라 원하는 공진 주파수 대역으로 조정될 수 있다.The first radiator 13 and the second radiator 14 exist inside the polar liquid 19 filled in the elastic tube 12, and the first and second radiators 13 and 14 are wire structures. The length, structure, and spacing between the two radiators can be adjusted to the desired resonant frequency band.

이와 같이 특정 공진 주파수 대역에 따라 설계된 제1 및 제2 방사체(13 및 14)는 절연재질로 도포될 수 있으며, 상기 극성액체(19)와의 직접적인 접촉을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 상기 제1 및 제2 방사체(13 및 14)에 의해 결정된 공진 주파수 대역이 극성액체(19)에 의해 크게 변경되지 않을 수 있다. 이러한 구조에서, 상기 극성액체(19)는 절연재질에 의해 상기 제1 및 제2 방사체(13 및 14)와 직접적으로 접촉되지 않더라도, 서로 전자기적 결합을 통해 방사작용에 가담 할 수 있다.As described above, the first and second radiators 13 and 14 designed according to a specific resonance frequency band may be coated with an insulating material, and may prevent direct contact with the polar liquid 19. Therefore, in the present invention, the resonant frequency band determined by the first and second radiators 13 and 14 may not be greatly changed by the polar liquid 19. In this structure, even if the polar liquid 19 is not in direct contact with the first and second radiators 13 and 14 by an insulating material, the polar liquid 19 may participate in the radiation action through electromagnetic coupling with each other.

보다 자세하게, 상기 제1 방사체(13)는 일단이 상기 제1 커넥터(15)의 내심에 연결되고 타단은 개방된 형태의 방사체이다. 상기 제2 방사체(14)는, 상기 제1 방사체(15)와 마찬가지로, 일단이 상기 제2 커넥터(16)의 내심에 연결되고 타단은 상기 제1 방사체(13)와 소정 간격 이격되어 대향되는 위치에 배치된 개방된 형태의 방사체이다. In more detail, the first radiator 13 is a radiator of which one end is connected to the inner core of the first connector 15 and the other end is open. The second radiator 14, like the first radiator 15, has one end connected to the inner core of the second connector 16 and the other end of the second radiator 14 spaced apart from the first radiator 13 by a predetermined interval. It is an open form of emitter disposed on.

따라서, 상기 제1 커넥터(15)를 통해 입력된 RF 신호는 상기 제1 방사체(13)를 거쳐 극성액체(19)를 통해 상기 제2 방사체(14)로 전송되며, 이때 상기 제1 및 제 2 방사체(13, 14)의 형태, 크기, 간격 등에 따라, 또는 상기 극성액체(19)의 종류, 용량에 따라 소정의 특정 주파수를 통과시거나 차단시켜 전달한다. Therefore, the RF signal input through the first connector 15 is transmitted to the second radiator 14 through the polar liquid 19 through the first radiator 13, wherein the first and second Depending on the shape, size, spacing, etc. of the radiators 13 and 14, or depending on the type and capacity of the polar liquid 19, it passes or passes a predetermined frequency.

다시 말해, 상술한 같은 구조의 공진기는, 이를 테면, LC 공진 회로에서 베리에이터를 사용하여 캐패시턴스(C) 값을 변화시켜 공진점을 이동시키는 것과 유사하게, 상기 조건들(예컨대, 방사체 형태, 크기, 간격, 극성액체의 종류 및 용량 등)에 따라 공진 주파수를 가변할 수 있는 가변 공진기로 기능할 수 있다.In other words, a resonator of the same structure described above, such as, for example, using a variator in an LC resonant circuit to change the capacitance (C) value to move the resonance point, such conditions (eg, radiator shape, size, It can function as a variable resonator capable of varying the resonant frequency according to the interval, the type and capacity of the polar liquid).

상기 제1 및 제2 방사체(13 및 14)의 형태는 도 1에 도시된 바와 같은 모노폴형(monopole)뿐만 아니라, 헬리컬형(helical), 디쉬형(dish) 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.The first and second radiators 13 and 14 may be manufactured in various forms, such as a helical or dish, as well as a monopole as shown in FIG. 1.

상기 극성액체(19)는 상기 제1 방사체(13)와 상기 제2 방사체(14)를 물리적으로 절연시키는 역할을 한다.The polar liquid 19 serves to physically insulate the first radiator 13 and the second radiator 14.

본 발명의 일 실시예에서 사용되는 극성액체(19)는 상당히 낮지만 일정한 도전성과 유전율을 갖는 극성용액이 사용된다. 상기 극성액체(19)로는 이에 한정되지 않으나, 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아세토 니트릴, 아세톤 및 SAR 용액으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 극성액체일 수 있다. 다만, 방사이득 개선측면에서는, 낮은 전기적 전도도를 갖는 액체가 유리하다. 바람직하게는 10 S/m이하, 보다 바람직하게는 8 S/m이하의 낮은 전기적 전도도를 갖는 극성액체를 사용한다. The polar liquid 19 used in one embodiment of the present invention is considerably low, but a polar solution having a constant conductivity and dielectric constant is used. The polar liquid 19 is not limited thereto, but may be at least one polar liquid selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, butanol, acetonitrile, acetone, and a SAR solution. However, in terms of improving radiation gain, a liquid having low electrical conductivity is advantageous. Preferably, a polar liquid having a low electrical conductivity of 10 S / m or less, more preferably 8 S / m or less is used.

이러한 극성액체는 대표적으로 순수 물이 있을 수 있으며, 이 경우에 약 80의 유전율과 약 3 S/m의 전도율을 갖는 것으로 알려져 있다Such a polar liquid may typically be pure water, in which case it is known to have a dielectric constant of about 80 and a conductivity of about 3 S / m.

이와 달리, 필요에 따라 상기 극성 액체(22)는 전기적 특성을 조정하기 위해서, NaCl, K2SO4 Al(OH)3 등의 적어도 한 종의 전해질이 용해된 전해 용액일 수 있다. Alternatively, if necessary, the polar liquid 22 may be an electrolyte solution in which at least one electrolyte such as NaCl, K 2 SO 4 Al (OH) 3 , or the like is dissolved in order to adjust electrical characteristics.

또한, 상기 극성 액체(19)는 주파수 특성의 추가적 개선을 위해서, 자력에 영향을 받는 도전체 분말을 포함할 수도 있다. 예를 들어 철과 같은 금속분말을 액체 중에 혼합시킴으로써 이와 유사한 효과를 얻을 수 있다.In addition, the polar liquid 19 may comprise a conductor powder which is affected by magnetic force, for further improvement of the frequency characteristic. A similar effect can be obtained by mixing a metal powder such as iron in the liquid, for example.

또한, 극성액체(19)는, 고체인 도전체와 달리, 온도와 같은 안테나 사용환경에 따라 영향을 받기 쉽다. 이러한 문제를 완화하기 위해서, 상기 극성액체(19)는 부동액 성분인 에틸렌 글리콜계 액체를 더 포함할 수 있다. 이러한 혼합형태는 상기 극성액체(19)가 물인 경우에 매우 유익하게 채용될 수 있다. 이와 결합하여 또는 별도로, 상기 극성 액체는 부식 방지제를 더 포함하여, 극성액체와 직접 접촉 되는 급전라인(15) 또는 접지라인(16)의 원하지 않는 부식을 방지할 수 있다. 이러한 부식 방지제는 이에 한정되지 않으나, 아질산염, 트리에탄올 아민 및 그 혼합물로 구성된 그룹으로 선택된 재질을 사용할 수 있다.In addition, unlike the solid conductor, the polar liquid 19 is easily affected by the antenna use environment such as temperature. In order to alleviate this problem, the polar liquid 19 may further include an ethylene glycol-based liquid as an antifreeze component. This mixed form can be very advantageously employed when the polar liquid 19 is water. In combination with or separately, the polar liquid further includes a corrosion inhibitor to prevent unwanted corrosion of the feed line 15 or ground line 16 in direct contact with the polar liquid. Such corrosion inhibitors include, but are not limited to, materials selected from the group consisting of nitrites, triethanol amines, and mixtures thereof.

또한, 상기 극성액체(19)는 상기 탄성 튜브(12) 내에 종류가 다른 2종 이상의 액체를 충전하여 격막구조의 형태로 충전될 수도 있으며, 이러한 격막구조의 형태로 사용목적에 적합한 소정의 공진 주파수를 더욱 세밀하게 조정할 수 있다.In addition, the polar liquid 19 may be filled in the form of a diaphragm structure by filling two or more kinds of liquids of different types in the elastic tube 12, and in the form of such a diaphragm structure, a predetermined resonance frequency suitable for use purpose. Can be further adjusted.

상기 액체공급라인(17)은 상기 탄성 튜브(12)에 극성액체를 충전하거나 다른 액체로 교체할 수 있도록 일단이 상기 탄성 튜브(12) 내로 삽입되고 다른 일단이 액체공급장치(18)에 삽입되며, 상기 밀폐형 용기(11)와 상기 액체공급장치(18)에 고정형 또는 탈착형으로 부착될 수 있다.The liquid supply line 17 is inserted into the elastic tube 12 and one end is inserted into the liquid supply device 18 so that the elastic tube 12 can be filled with a polar liquid or replaced with another liquid. It may be attached to the hermetic container 11 and the liquid supply device 18 in a fixed or removable manner.

상기 액체공급장치(18)는 상기 액체공급라인(17)을 통해 상기 탄성 튜브(12)에 극성액체(19)를 충전하거나 교체하도록 액체를 공급하고, 용량을 조절한다.The liquid supply device 18 supplies liquid to fill or replace the polar liquid 19 in the elastic tube 12 through the liquid supply line 17, and adjusts the capacity.

한편, 액체에 따른 공진 주파수 가변 공진기의 공진 특성을 실험하기 위하여, 도 1의 구조에서 상기 밀폐형 용기(11)에 탄성 튜브(12)를 내장하지 않은 밀폐형 용기(도 3a 및 3b 참조)에 공기로 충전된 경우와 물로 충전된 경우의 공진 주파수 가변 공진기(미도시)의 S-파리미터 특성을 시뮬레이션하였다. On the other hand, in order to experiment the resonance characteristics of the resonant frequency variable resonator according to the liquid, in the airtight container (see FIGS. 3A and 3B) in which the elastic tube 12 is not embedded in the airtight container 11 in the structure of FIG. 1. The characteristics of the S-parameters of the resonant frequency variable resonator (not shown) in the case of being charged and charged with water were simulated.

상기 시뮬레이션을 위해서, 상기 밀폐형 용기(21)는 직경이 20mm, 길이가 30mm의 원통형 밀폐 용기를 사용하였으며, 상기 밀폐형 용기에 외경이 4mm, 내심 이 0.6mm인 제 1 및 제2 커넥터(이를 테면, 입력단 및 출력단)가 연결되며, 상기 제1 및 제2 방사체는 모노폴형으로 설계하였다.For the simulation, the hermetically sealed container 21 used a cylindrical hermetically sealed container having a diameter of 20 mm and a length of 30 mm, and the first and second connectors having an outer diameter of 4 mm and an inner diameter of 0.6 mm in the closed container (eg, Input stage and output stage) are connected, and the first and second radiators are designed in a monopole type.

도 2a와 2b는 상기 시뮬레이션에 의해 밀폐형 용기의 내부가 공기(도 2a 참조)와 액체(예를 들면, 물)(도 2b 참조)로 채워진 경우의 S-파라미터 특성을 각각 도시한다. 2A and 2B show the S-parameter characteristics, respectively, when the interior of the hermetic container is filled with air (see FIG. 2A) and liquid (eg water) (see FIG. 2B) by the above simulation.

도 2a를 참조하여 상기 밀폐형 용기 내부가 공기만으로 채워진 경우, S-파라미터의 특성(이를 테면, 반사계수(A)와 전달특성(B))이 없으며 오픈(open) 상태임을 보여주고 있다. Referring to FIG. 2A, when the inside of the closed container is filled with only air, there is no characteristic of the S-parameter (for example, reflection coefficient A and transmission characteristic B) and it is open.

도 2b를 참조하여 상기 밀폐형 용기 내부가 물로 채워진 경우, S-파라미터의 특성 그래프를 보면 주파수에 따라 공진 특성이 나타남을 알 수 있으며, '1'로 표시된 지점(1.3175GHz, -16.935dB)에서 최초의 공진주파수가 발생하였음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2B, when the inside of the closed container is filled with water, it can be seen from the characteristic graph of the S-parameter that the resonance characteristic appears according to the frequency, and the first point at the point indicated by '1' (1.3175 GHz, -16.935 dB) is shown. It can be seen that the resonance frequency of.

도 3a와 3b에서는, 앞서 언급한 것처럼, 각각 다른 방사체구조를 사용한 공진 주파수 가변 공진기가 예시되어 있다. 도 3a는 디쉬형의 방사체(22, 23) 구조를 갖는 액체 결합형 가변 공진기(20)이고, 도 3b는 헬리컬형의 방사체(32, 33) 구조를 갖는 액체 결합형 가변 공진기(30)를 도시한다.3A and 3B, as mentioned above, a resonant frequency variable resonator using different radiator structures is illustrated. FIG. 3A shows a liquid coupled variable resonator 20 having a dish-shaped radiator 22, 23, and FIG. 3B shows a liquid coupled variable resonator 30 having a helical radiator 32, 33. do.

방사체(22, 23 및 32, 33)의 구조와 극성액체에 따른 공진 주파수 가변 공진기의 공진 특성을 실험하기 위하여, 도 3a의 디쉬형 방사체(22, 23) 구조를 갖는 공진 주파수 가변 공진기(20)에서, 밀폐형 용기(21) 내부에 공기로 충전된 경우와 물로 충전된 경우의 공진 주파수 가변 공진기의 S-파리미터 특성을 시뮬레이션하였다.In order to experiment with the structure of the radiators 22, 23 and 32, 33 and the resonant characteristics of the resonant frequency variable resonator according to the polar liquid, the resonant frequency variable resonator 20 having the structure of the dish-shaped radiators 22 and 23 of FIG. In this case, the S-parameter characteristics of the resonant frequency variable resonator were simulated when the airtight container 21 was filled with air and filled with water.

상기 시뮬레이션을 위해, 상기 밀폐형 용기(21)는 직경이 20mm, 길이가 30mm의 원통형 밀폐 용기를 사용하였으며, 상기 밀폐형 용기에 양단에 외경이 4mm, 내심이 0.6mm인 제1 및 제2 커넥터(24 및 25)(이를 테면, 입력단 및 출력단)가 연결되며, 상기 제1 및 제2 방사체(22 및 23)는 디쉬형으로, 상기 디쉬형 방사체의 원반 지름은 10mm, 두 디쉬형 방사체(22, 23) 사이의 간격은 0.6mm로 설계하였다.For the simulation, the hermetically sealed container 21 used a cylindrical hermetically sealed container having a diameter of 20 mm and a length of 30 mm, and the first and second connectors 24 having an outer diameter of 4 mm and an inner core of 0.6 mm at both ends of the closed container. And 25) (such as an input end and an output end), wherein the first and second radiators 22 and 23 are in a dish type, and the disc diameter of the dish type radiator is 10 mm and two dish radiators 22 and 23 are formed. The gap between) is designed to 0.6mm.

도 4a와 4b는 상기 시뮬레이션에 의해 밀폐형 용기의 내부가 공기(도 4a 참조)와 액체(예를 들면, 물)(도 4b 참조)로 채워진 경우의 S-파라미터 특성을 각각 도시한다. 4A and 4B show the S-parameter characteristics, respectively, when the interior of the hermetically sealed container is filled with air (see FIG. 4A) and liquid (eg water) (see FIG. 4B) by the above simulation.

도 4a와 4b를 참조하면, 도 2a와 2b에 상술한 것과 마찬가지로, 밀폐형 용기(31) 내부가 공기만으로 채워진 경우 S-파라미터의 전달특성(도 4a 참조)이 없이 오픈되어 있으며, 상기 밀폐형 용기(31) 내부가 물로 채워진 경우 S-파라미터의 특성(도 4b 참조) 그래프에서 주파수에 따라 공진이 발생하였음을 확인할 수 있다.4A and 4B, as described above with reference to FIGS. 2A and 2B, when the inside of the hermetic container 31 is filled with only air, the S-parameter is opened without the transfer characteristic (see FIG. 4A), and the hermetic container ( 31) When the inside is filled with water, it can be seen that resonance occurs according to the frequency in the graph of the S-parameter characteristics (see FIG. 4B).

상술한 바와 같은 액체 결합형 가변 공진기(20 및 30)는 방사체의 형태, 크기 및 두 방사체 간의 간격과, 극성액체의 종류 및 용량 등에 따라 공진 주파수를 변경할 수 있다. The liquid-coupled variable resonators 20 and 30 as described above may change the resonant frequency according to the shape, size, spacing between the two radiators, and the type and capacity of the polar liquid.

특히, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 이미 설계된 구조를 변화시키기 않고(이를 테면, 설계된 방사체의 구조를 변화시키지 않고) 극성액체의 종류 및 용량을 조절함으로써 사용 목적에 따라 소정의 공진 주파수를 달성하기 위한 액체 결합형 가변 공진기가 제시되며, 도 1에 도시된 것처럼, 탄성 튜브(12), 액체공급라인(17) 및 액체공급장치(18)를 통해 이를 구현할 수 있다.In particular, the present invention provides a method for achieving a predetermined resonance frequency in accordance with the purpose of use by adjusting the type and capacity of the polar liquid without changing the structure of the already designed as described above (for example, without changing the structure of the designed radiator). A liquid coupled variable resonator is presented, which can be implemented via an elastic tube 12, a liquid supply line 17 and a liquid supply device 18, as shown in FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기(10)에 있어서, 상기 원통형의 탄성 튜브(12)의 직경(R)(도 1 참조)을 변화시킴으로써, 즉 극성액체(19)의 용량을 변화시킴으로써 공진 주파수의 변화를 나타내는 S-파라미터 특성을 시뮬레이션 한 그래프이다. FIG. 5 shows a liquid-coupled variable resonator 10 according to an embodiment of the present invention, in which the diameter R (see FIG. 1) of the cylindrical elastic tube 12 is changed, that is, the polar liquid 19. It is a graph simulating the S-parameter characteristic showing the change of the resonance frequency by changing the capacitance of.

상기 시뮬레이션을 위해, 상기 밀폐형 용기(11)는 직경이 20mm, 길이가 30mm의 원통형 밀폐 용기를 사용하였으며, 상기 밀폐형 용기(11)에 외경이 4mm, 내심이 0.6mm인 제1 및 제2 커넥터(이를 테면, 입력단 및 출력단)가 연결되며, 상기 제1 및 제2 방사체(13 및 14)는 모노폴형으로 설계하였다.For the simulation, the hermetically sealed container 11 used a cylindrical hermetically sealed container having a diameter of 20 mm and a length of 30 mm, and the first and second connectors having an outer diameter of 4 mm and an inner core of 0.6 mm in the sealed container 11 ( For example, an input terminal and an output terminal) are connected, and the first and second radiators 13 and 14 are designed in a monopole type.

도 5를 참조하면, 상기 밀폐형 용기(11) 내부에 장착된 탄성 튜브(12)의 직경(R)의 변화에 따른 각 반사계수(S1,1)의 값을 측정하여 공진점의 변화를 나타내었다. Referring to FIG. 5, the resonance point is measured by measuring the values of the reflection coefficients S1 and 1 according to the change in the diameter R of the elastic tube 12 mounted in the sealed container 11.

보다 자세하게, A는 상기 탄성 튜브(12)의 직경(R)이 14.33mm인 경우의 반사계수(S1, 1) 그래프이고, B는 상기 탄성 튜브(12)의 직경(R)이 8.67mm인 경우의 반사계수(S1, 1) 그래프이고, C는 상기 탄성 튜브(12)의 직경(R)이 5.83mm인 경우의 반사계수(S1, 1) 그래프이며, D는 상기 탄성 튜브(12)의 직경(R)이 3.00mm인 경우의 반사계수(S1, 1) 그래프이다. More specifically, A is a graph of reflection coefficients (S1, 1) when the diameter (R) of the elastic tube 12 is 14.33mm, B is a diameter (R) of the elastic tube 12 is 8.67mm Is a reflection coefficient (S1, 1) graph, C is a reflection coefficient (S1, 1) graph when the diameter (R) of the elastic tube 12 is 5.83mm, D is the diameter of the elastic tube 12 This is a graph of reflection coefficients (S1, 1) when (R) is 3.00 mm.

상기 각 직경(R=14.33mm, R=8.67mm, R=5.83mm, R=3.00mm인)에 따른 최초 공진점들은, R=14.33mm인 경우 '1'로 표시된 지점(0.87598GHz, -51921dB)이며, R=8.67mm인 경우 '2'로 표시된 지점(1.43GHz, -31.045dB)이며, R=5.83mm인 경우 '3'으로 표시된 지점(2.3394GHz, -9.379dB)이며, R=3.00mm인 경우 '4'로 표시된 지 점(4.2788GHz, -1.8075dB)이다.Initial resonance points according to the respective diameters (R = 14.33mm, R = 8.67mm, R = 5.83mm, R = 3.00mm) are indicated by '1' when R = 14.33mm (0.87598 GHz, -51921dB) At R = 8.67mm, the point marked '2' (1.43 GHz, -31.045 dB); at R = 5.83 mm, the point marked '3' (2.3394 GHz, -9.379 dB); R = 3.00 mm In this case, it is the point marked '4' (4.2788GHz, -1.8075dB).

상술한 것처럼, 상기 탄성 튜브(12)의 직경(R)이 클수록, 즉 극성액체(19)의 용량이 늘어날수록 공진 주파수가 낮아짐을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the larger the diameter (R) of the elastic tube 12, that is, the higher the capacity of the polar liquid 19, the lower the resonant frequency.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기(10)는 이미 설계된 구조를 변경하지 않고, 상기 탄성 튜브(12)에 충전된 극성액체(19)의 용량을 조절함으로써 공진 주파수를 가변할 수 있으며, 이에 따라 사용 목적에 따른 공진기를 매번 새롭게 설계해야 하는 번거로움을 해소할 수 있다. 또한, 그에 따른 설계 비용도 절감되며, 사용 목적에 따라 활용도와 효율성도 향상된다.Accordingly, the liquid-coupled variable resonator 10 according to the exemplary embodiment of the present invention varies the resonant frequency by adjusting the capacity of the polar liquid 19 filled in the elastic tube 12 without changing the structure of the previously designed structure. In this way, it is possible to eliminate the need to redesign the resonator each time according to the intended use. It also reduces design costs and improves utilization and efficiency depending on the intended use.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기의 단면도.1 is a cross-sectional view of a liquid-coupled variable resonator in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2a 및 2b는 도 1의 공진 주파수 가변 공진기에서 탄성 튜브를 포함하지 않는 밀폐형 용기 내에 공기 및 액체로 채워진 경우의 S-파라미터 특성을 각각 나타내는 그래프.2A and 2B are graphs showing S-parameter characteristics, respectively, when air and liquid are filled in a hermetically sealed container not including an elastic tube in the resonant frequency variable resonator of FIG.

도 3a는 도 1의 공진 주파수 가변 공진기에서 탄성 튜브를 포함하지 않는 밀폐형 용기 내에 디쉬형의 방사체구조를 갖는 공진 주파수 가변 공진기의 단면도.3A is a cross-sectional view of a resonant frequency variable resonator having a dish-like radiator structure in a hermetically sealed container not including an elastic tube in the resonant frequency variable resonator of FIG.

도 3b는 도 1의 공진 주파수 가변 공진기에서 탄성 튜브를 포함하지 않는 밀폐형 용기 내에 헬리컬형의 방사체구조를 갖는 공진 주파수 가변 공진기의 단면도.3B is a cross-sectional view of the resonant frequency variable resonator having a helical radiator structure in a hermetically sealed container not including an elastic tube in the resonant frequency variable resonator of FIG.

도 4a 및 4b는 도 3b의 공진 주파수 가변 공진기에서 밀폐형 용기 내에 공기 및 액체로 채워진 경우의 S-파라미터 특성을 각각 나타내는 그래프.4A and 4B are graphs showing S-parameter characteristics, respectively, when the resonant frequency variable resonator of FIG. 3B is filled with air and liquid in a hermetic container.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 결합형 가변 공진기에서 원통형 탄성 튜브의 직경(R)에 따른 S-파라미터 특성을 각각 나타내는 그래프.5 is a graph showing the S-parameter characteristics according to the diameter (R) of the cylindrical elastic tube in the liquid-coupled variable resonator according to an embodiment of the present invention, respectively.

<도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10, 20, 30: 액체 결합형 공진주파수 공진기 10, 20, 30: liquid coupled resonant frequency resonator

11, 21, 31: 밀폐형 용기 12: 탄성 튜브11, 21, 31: hermetically sealed container 12: elastic tube

13, 22, 32: 제1 방사체 14, 23, 33: 제2 방사체13, 22, 32: first radiator 14, 23, 33: second radiator

15, 24, 34: 제1 커넥터 16, 25, 35: 제2 커넥터15, 24, 34: first connector 16, 25, 35: second connector

17: 액체공급라인 18: 액체공급장치17: liquid supply line 18: liquid supply device

Claims (15)

밀폐된 내부공간을 갖는 밀폐형 용기;An airtight container having a sealed inner space; 상기 밀폐형 용기 내부에 장착되며 극성액체가 충전된 탄성 튜브;An elastic tube mounted inside the hermetic container and filled with a polar liquid; 상기 밀폐형 용기 양단에 장착되며 외부와 연결하기 위한 제1 커넥터;First connectors mounted at both ends of the hermetically sealed container and connected to the outside; 상기 밀폐형 용기 양단에 장착되며 외부와 연결하기 위한 제2 커넥터;Second connectors mounted at both ends of the hermetically sealed container and connected to the outside; 상기 극성액체 내에 배치되며, 일단이 상기 제1 커넥터에 연결되고 타단이 개방된 제1 방사체;A first radiator disposed in the polar liquid and having one end connected to the first connector and the other end opened; 상기 극성액체 내에 배치되며, 일단이 상기 제2 커넥터에 연결되고 타단은 상기 제1 방사체와 소정 간격 이격되어 대향되는 위치에 개방된 제2 방사체;A second radiator disposed in the polar liquid, one end of which is connected to the second connector and the other end of which is opened in a position opposite to the first radiator and spaced apart from the first radiator; 상기 극성액체를 충전하거나 교체하기 위해 극성액체를 공급하고, 용량을 조절하는 액체 교환 장치; 및A liquid exchange device for supplying a polar liquid to control or replace the polar liquid and adjusting a capacity; And 상기 극성액체를 충전하거나 교체하기 위해 상기 탄성 튜브와 상기 액체 교환장치를 연결하는 액체공급라인을 포함하는 액체 결합형 가변 공진기.And a liquid supply line connecting the elastic tube and the liquid exchange device to fill or replace the polar liquid. 제1항에 있어서, 상기 밀폐형 용기는 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid-coupled variable resonator of claim 1, wherein the hermetic container is made of a metallic material. 제1항에 있어서, 상기 밀폐형 용기는 원통형 구조인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the closed vessel has a cylindrical structure. 제1항에 있어서, 상기 탄성 튜브는 상기 극성액체의 용량에 따라 수축하거나 팽창할 수 있도록 탄성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid-coupled variable resonator as claimed in claim 1, wherein the elastic tube is made of an elastic material to contract or expand according to the capacity of the polar liquid. 제1항에 있어서, 상기 탄성 튜브는 원통형 구조인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the elastic tube has a cylindrical structure. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 커넥터는 금속 재질로 이루어진 내심과 상기 내심을 감싸는 외심으로 이루어진 2중 구조인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the first and second connectors have a double structure including an inner core made of a metal material and an outer core surrounding the inner core. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방사체의 형태는 모노폴형, 헬리컬형 및 디쉬형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the first and second radiators have any one of a monopole type, a helical type, and a dish type. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방사체는 상기 극성액체와 접촉되지 않도록 절연 물질로 도포된 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the first and second radiators are coated with an insulating material so as not to contact the polar liquid. 제1항에 있어서, 상기 극성액체는 극성용액과 에틸렌 글리콜계 액체의 혼합용액인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid-coupled variable resonator as claimed in claim 1, wherein the polar liquid is a mixed solution of a polar solution and an ethylene glycol-based liquid. 제1항에 있어서, 상기 극성액체는 NaCl, K2SO4 및 Al(OH)3 중 어느 하나의 전해질이 용해된 전해 용액인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the polar liquid is an electrolyte solution in which any one of NaCl, K 2 SO 4 and Al (OH) 3 is dissolved. 제1항에 있어서, 상기 극성액체는 자력에 영향을 받는 도전체 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid-coupled variable resonator as claimed in claim 1, wherein the polar liquid includes a conductor powder affected by magnetic force. 제11항에 있어서, 상기 도전체 분말은 금속분말인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.12. The liquid-coupled variable resonator as claimed in claim 11, wherein the conductor powder is a metal powder. 제1항에 있어서, 상기 극성액체는 부식 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid coupled variable resonator of claim 1, wherein the polar liquid includes a corrosion inhibitor. 제13항에 있어서, 상기 부식 방지제는 아질산염, 트리에탄올 아민 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid bonded variable resonator of claim 13, wherein the corrosion inhibitor comprises at least one of nitrite and triethanol amine. 제1항에 있어서, 상기 극성액체는 서로 다른 도전성과 유전율을 갖는 2종 이상의 극성액체가 충전되어 형성된 격막구조인 것을 특징으로 하는 액체 결합형 가변 공진기.The liquid-coupled variable resonator of claim 1, wherein the polar liquid is a diaphragm structure formed by filling two or more polar liquids having different conductivity and dielectric constant.
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