KR101190234B1 - 개방 선로를 이용한 평면형 초광대역 3dB 분기선 결합기 - Google Patents

개방 선로를 이용한 평면형 초광대역 3dB 분기선 결합기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초광대역 분기선 결합기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 4개의 분기선로로 구성되는 분기선 결합기에서 각 분기 선로에 결합 선로를 결합시키고 각 결합 선로에 용량성 또는 유도성 결합되는 개방선로를 이용하여 초광대역 특성을 가지며 직류 성분을 제거하여 다양한 능동 소자에 사용할 수 있는 분기선 결합기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 크기가 작으면서 동작 대역폭을 입력 신호의 중심 주파수를 기준으로 49%까지 확대시켜 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 결합 선로와 개방 선로가 용량성 또는 유도성 결합됨으로써, 직류 성분을 차단하기 위한 별도의 캐패시턴스가 필요하지 않아 다양한 능동 회로에 용이하게 적용할 수 있다.

Description

개방 선로를 이용한 평면형 초광대역 3dB 분기선 결합기{Planar ultra wideband 3dB branch line coupler using open coupled line}
본 발명은 초광대역 분기선 결합기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 4개의 분기선로로 구성되는 분기선 결합기에서 각 분기 선로에 결합 선로를 결합시키고 각 결합 선로에 용량성 또는 유도성 결합되는 개방선로를 이용하여 초광대역 특성을 가지며 직류 성분을 제거하여 다양한 능동 소자에 사용할 수 있는 분기선 결합기에 관한 것이다.
최근에는 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 초고속 통신을 실현하는 무선통신기술로 초광대역(Ultra WideBand, UWB) 통신 기술이 대두되고 있다. 초광대역 통신 기술은 수 GHz 폭의 넓은 주파수 대역을 사용해 데이터를 송수신하는 기술로, 최대 데이터 전송속도는 초당 100Mbps를 넘는 고속전송을 구현하면서 회로의 소비전력은 수십 mW에 불과해 기존 이동 통신, 무선LAN 통신과 비교하면 1/10에서 1/100 정도로 소비 전력이 낮다.
초광대역 통신은 초창기부터 군사적 목적으로 활용되어 왔으나, 2002년 2월에 미국의 연방통신위원회가 상업적 용도의 활용을 승인하여 다양한 응용 분야가 나타날 수 있는 기반이 마련되었다. 레이더 분야의 응용 사례로는 항공기 충돌 예방장치, 차량 충돌 방지 장치, 폭발물 매설 탐지, 지하탐사 레이더, 벽 침투 레이더, 고정밀 위치 추적, 접근에 따른 보안 시스템, 분실 방지 시스템 등이 있으며, 최근에는 주로 사무실 및 개인 공간의 전자 기기 관련 통신 서비스 계열로 활용 분야가 집중 개발되고 있다.
각 국가별로 초광대역 통신에서 사용하는 중심주파수의 점유 대역폭을 서로 상이하게 규정하고 있는데, 미국연방통신위원회(Federal Communications Commission,FCC)는 초광대역(Ultra WideBand) 통신을 "중심주파수의 25% 이상의 점유대역폭을 가지거나 500MHz 이상의 점유대역폭을 차지하는 무선전송기술"로 정의하고 있다. 통상적으로 미국에서는 3.1GHz ~ 10.6GHz 대역에서 100Mbps 이상 속도로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선통신기술을 초광대역 통신으로 규정된다.
초광대역 통신 기술은 낮은 출력과 초광대역 주파수를 이용하여 대용량의 콘텐츠를 무선으로 송수신할 수 있는 장점이 있어 HD급 비디오의 실시간 스트리밍, 고용량 파일 전송 등 케이블의 선을 없애는 무선 USB, 무선 1394 등에 적용이 가능하며, 차세대 무선 홈 네트워킹 등 다양한 분야에 적용될 것으로 예상된다.
이러한 광대역 시스템에 사용되는 회로 소자 중 하나가 입력된 신호를 균등하여 분배하여 출력하는 3dB 분기선 결합기이다. 광대역 시스템에 사용되는 3dB 분기선 결합기는 광대역 특성을 가져야 하는데, 종래 3dB 분기선 결합기는 통상적으로 협대역 특성을 가지고 있다. 도 1은 종래 3dB 분기선 결합기의 일 예를 도시하고 있는 도면이다.
도 1을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 종래 3dB 분기선 결합기는 동일 평면상에 동일한 길이를 가지는 4개의 분기선로가 정사각형 구조로 형성되어 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 2개의 직렬 분기 선로(11, 13)는 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있으며, 2개의 직렬 분기 선로(11, 13)에 수직으로 2개의 병렬 분기 선로(15, 17)가 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있다. 제1 직렬 분기 선로(11)의 일측에 입력 단자(21)가 제1 직렬 분기 선로(11)에 연장되어 형성되어 있으며, 제1 직렬 분기 선로(11)의 타측에 제1 출력 단자(25)가 제1 직렬 분기 선로(11)에 연장되어 형성되어 있다. 한편, 제2 직렬 분기 선로(13)의 일측에 격리 단자(23)가 제2 직렬 분기 선로(13)에 연장되어 형성되어 있으며, 제2 직렬 분기 선로(13)의 타측에 제2 출력 단자(27)가 제2 직렬 분기 선로(13)에 연장되어 형성되어 있다.
입력 단자(21)를 통해 입력된 신호는 직렬 분기 선로(11, 13)와 병렬 분기 선로(15,17)를 거쳐 제1 출력 단자(25)와 제2 출력 단자(27)로 균등하게 분배되어 출력되는데, 제1 출력 단자(25)에서는 입력 신호와 동위상을 가지며 입력 신호의 1/2 크기를 가지는 제1 출력 신호가 출력되며, 제2 출력 단자(27)에서는 입력 신호와 90도의 위상차를 가지며 입력 신호의 1/2 크기를 가지는 제1 출력 신호가 출력된다.
그러나 도 1을 참고로 설명한 종래 하나의 단으로 구성된 3dB 분기선 결합기의 경우, 입력 신호의 중심 주파수를 기준으로 10% 이내의 협대역에서만 사용할 수 있는 협대역 특성을 가지고 있어 광대역 시스템에서 사용하기 곤란하다는 단점을 가진다. 이러한 종래 3dB 분기선 결합기의 단점을 극복하기 위하여 3dB 분기선 결합기를 다단으로 연결하여 구성된 다단 분기선 결합기를 사용하고 있다. 종래 3dB 2단 분기선 결합기의 경우 동작 대역폭을 중심 주파수를 기준으로 25%까지 확장할 수 있고, 도 2에서와 같이 3단으로 구성할 경우 42% 까지 확장할 수 있으나 첫째단의 병렬분기선의 선로 임피던스 값이 매우 커져서 실제 구현하기 어려우며, 회로크기가 커지고 이에 따라 제작 비용이 증가한다는 문제점을 가진다. 더욱이 3dB 다단 분기선 결합기로 설정할 수 있는 초광대역 범위에 한계가 있으며, 이용하는 주파수의 대역폭을 이용 분야에 따라 광대역으로 다양하면서 정확하게 설정하기 곤란하다는 문제점을 가진다.
위에서 설명한 3dB 분기선 결합기 또는 3dB 다단 분기선 결합기가 가지는 문제점들을 극복하기 위하여, 초광대역 특성을 가지는 다양한 3dB 분기선 결합기에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 비.메이어 외 1인(B.Mayer and R. Knochel"이 1990년 5월 IEEEMIT-SInt. MicrowaveSymp Vol1, pp391-394에 "향상된 디자인 유연성과 광대역 특성을 가지는 분기선 결합기(Branch line coupler with improved design flexibility and broad bandwith)"라는 제하로 발표한 논문에서는 직렬 분기선과 개방스터브를 이용하여 동작 대역폭을 중심 주파수를 기준으로 40%까지 향상시킴과 동시에 삽입 손실과 반사손실을 향상시킨 분기선 결합기를 제안하였다. 한편, 에스. 주노소노 외 2인(S. Johnosono, T.Fujii and I. Ohta)이 2006년 9월 36회 유럽 마이크로웨이브 컨퍼런스에서 "초광대역 CPW 3dB 분기선 결합기(Design of broadband CPW branch-line 3dB coupler)"라는 제하로 발표한 논문에서는 개방스터브와 단락스터브를 이용하여 작은 크기를 가지면서 동작 대역폭을 중심 주파수를 기준으로 40%까지 향상시킨 분기선 결합기를 제안하였다.
그러나 이러한 논문들에 발표된 3dB 분기선 결합기의 경우에도 동작 대역폭을 40%이상으로 확장시키지 못한 문제점이 있으며, 3dB 분기선 결합기를 능동 회로에 적용하는 경우 직류 성분을 차단하기 위하여 별도로 입력 단자 또는 출력 단자에 캐패시턴스를 부가적으로 삽입하여야 하며 이로 인하여 제작 비용이 증가하고 다양한 능동 소자에 적용하기 곤란하다는 문제점을 가진다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 결합 선로와 용량성 결합을 이루는 개방 선로를 이용하여 동작 대역폭을 40%이상의 초광대역으로 확장하여 다양한 초광대역 시스템에서 사용할 수 있는 초광대역 3dB 분기선 결합기를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 결합 선호와 용량성 결합을 이루는 개방 선로를 이용하여 직류 성분을 차단할 수 있는 초광대역 3dB 분기선 결합기를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 결합 선로와 개방 선로의 용량성 결합의 크기를 조절하여 초광대역의 대역폭을 다양하게 설정할 수 있어 여러 초광대역 시스템에서 사용할 수 있는 초광대역 3dB 분기선 결합기를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 서로 동일한 길이를 가지는 4개의 분기 선로로 구성되는 분기 선로부와, 각 분기 선로에 결합되는 4개의 결합 선로를 구비하는 결합 선로부와, 각 결합 선로에 용량성 결합을 이루는 4개의 개방 선로를 구비하는 개방 선로부를 포함하며, 4개의 결합 선로 중 제1 결합 선로와 용량성 결합을 이루는 제1 개방 선로로 신호가 입력되며, 4개의 결합 선로 중 제3 결합 선로 및 제4 결합 선로와 용량성을 결합을 이루는 제3 개방 선로 및 제4 개방 선로로 입력된 신호가 분배되어 출력되는 것을 특징으로 한다.
여기서 4개의 분기 선로는 정사각형 또는 원형 구조를 형성하며, 중심 주파수 파장(λ)의 1/4 길이를 가지고 임피던스의 크기는
Figure 112011005519714-pat00001
이다. Z0는 제3 결합 선로 또는 제4 결합 선로의 출력 임피던스인 것을 특징으로 한다.
한편, 결합 선로는 중심 주파수 파장(λ)의 1/4 길이를 가지며, 개방 선로는 중심 주파수 파장(λ)의 1/4 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 결합 선로는 용량성 결합을 이루고 있는 개방 선로와 평행하게 이격 배치되어 개방 선로와 용량성 결합을 이루는데, 결합 선로와 상기 개방 선로 사이의 용량성 결합의 크기는 결합 선로와 평행하게 이격 배치되는 개방 선로 또는 결합 선로의 면적에 의해 제어되거나 결합 선로와 개방 선로 사이의 이격 거리로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 종래 3dB 분기선 결합기와 비교하여 다음과 같은 다양한 효과들을 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 크기가 작으면서 동작 대역폭을 입력 신호의 중심 주파수를 기준으로 40%이상의 초광대역으로 확대시켜 사용할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 결합 선로와 개방 선로 사이의 용량성 또는 유도성 결합의 크기를 조절하여 입력/출력되는 신호의 대역폭을 원하는 초광대역으로 정확하게 설정할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 결합 선로와 개방 선로가 용량성 또는 유도성 결합됨으로써, 직류 성분을 차단하기 위한 별도의 캐패시턴스가 필요하지 않아 다양한 능동 회로에 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은 종래 3dB 분기선 결합기의 일 예를 도시하고 있는 도면이다.
도 2는 3dB 분기선 결합기를 다단으로 연결한 종래 다단 분기선 결합기의 일 예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기를 도시하고 있는 도면이다.
도 4는 결합 선로와 개방 선로의 용량성 결합의 크기를 조절하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기의 특성을 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 초광대역 전력 분배기에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
도 3은 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기를 도시하고 있는 도면이다.
도 3을 참고로 살펴보면, 분기 선로부는 동일한 길이를 가지는 4개의 분기선로가 정사각형 구조로 형성되어 있으며, 각 분기선로에 4개의 결합 단자가 연결되어 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 동일 평면상에 2개의 직렬 분기 선로(111, 113)가 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있으며, 2개의 직렬 분기 선로(111, 113)에 수직으로 2개의 병렬 분기 선로(15, 17)가 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있다.
한편, 제1 결합 선로(121)는 제1 직렬 분기 선로(111)의 일측에 연장되어 형성되어 있으며, 제2 결합 선로(123)는 제2 직렬 분기 선로(113)의 일측에 연장되어 형성되어 있으며, 제3 결합 선로(125)는 제1 직렬 분기 선로(111)의 타측에 연장 형성되어 있으며, 제4 결합 선로(127)는 제2 직렬 분기 선로(113)의 타측에 연장되어 형성되어 있다.
여기서 분기 선로부는 4개의 분기선로로 구성되는 정사각형을 일 예로 설명하나, 본 발명이 적용되는 분야에서 따라 서로 동일한 길이를 가지는 4개의 분기선로가 원형으로 형성되거나 다른 형상으로 제조될 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다.
제1 결합 선로(121)는 제1 병렬 분기 선로(115)에 수직으로 제1 직렬 분기 선로(111)와 동일 축상에 연장되어 형성되어 있으며, 제2 결합 선로(123)는 제1 병렬 분기 선로(115)에 수직으로 제2 직렬 분기 선로(113)와 동일 축상에 연장되어 형성되어 있다. 또한 제 3 결합 선로(125)는 제2 병렬 분기 선로(117)에 수직으로 제1 직렬 분기 선로(111)와 동일 축상에 연장되어 형성되어 있으며, 제4 결합 선로(127)는 제2 병렬 분기 선로(117)에 수직으로 제2 직렬 분기 선로(113)와 동일 축상에 연장되어 형성되어 있다.
한편, 제1 개방 선로(211)는 제1 결합 선로(121)와 평행하게 이격 배치되어 있으며, 제2 개방 선로(213)는 제2 결합 선로(123)와 평행하게 이격 배치되어 있으며, 제3 개방 선로(215)는 제3 결합 선로(125)와 평행하게 이격 배치되어 있으며, 제4 개방 선로(217)는 제 4 결합 선로(127)와 평행하게 이격 배치되어 있다. 제1 개방 선로(211)는 입력 신호가 입력되는 입력 단자로 동작하며 제2 개방 선로(213)는 터미네이션(termination)되어 격리 단자로 동작하며, 제3 개방 선로(215)와 제4 개방 선로(217)는 입력 신호를 균등하게 분배하여 출력하는 제1 출력 단자와 제2 출력 단자로 동작한다.
여기서 직렬 분기 선로(111, 113)와 병렬 분기 선로(115, 117)의 길이는 각각 입력 신호의 중심 주파수 파장(λ)의 1/4이며, 제1 결합 선로 내지 제4 결합 선로(121, 123, 125, 127)의 길이는 각각 입력 신호의 중심 주파수 파장(λ)의 1/4이며, 제1 개방 선로 내지 제4 개방 선로(211, 213, 215, 217)의 길이는 각각 입력 신호의 중심 주파수 파장(λ)의 1/4이다. 한편, 직렬 분기 선로(111, 113)와 병렬 분기 선로(115, 117)의 임피던스 크기는 입력측에서 출력측을 바라보았을 때, 제3 개방 선로(215)와 제4 개방 선로(217)에 각각 Z0의 부하가 연결되는 경우
Figure 112011005519714-pat00002
이다.
위에서 설명한 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기의 동작을 살펴보면, 제1 개방 선로(211)와 제1 결합 선로(121)는 제1 이격 거리로 이격 배치되어 있기 때문에 제1 개방 선로(211)로 신호가 입력되는 경우 제1 개방 선로(211)와 제1 결합 선로(121)는 서로 용량성 또는 유도성 결합되어 입력 신호는 분기 선로부(111, 113, 115, 117)를 통해 제3 결합 선로(125)와 제4 결합 선로(127)로 3dB씩 균등하게 분배된다. 여기서 제3 결합 선로(125)로 분배되는 신호는 입력 신호와 동일한 위상을 가지며, 제4 결합 선로(127)로 분배되는 신호는 입력 신호와 90도의 위상차를 가진다. 한편, 제3 결합 선로(125)와 제3 개방 선로(127)는 제2 이격 거리로 이격 배치되어 있기 때문에 제3 결합 선로(215)와 제3 개방 선로(215)는 서로 용량성 또는 유도성 결합되어 제3 결합 선로(125)로 분배된 입력 신호는 제3 개방 선로(215)로 출력된다. 또한 제4 결합 선로(127)와 제4 개방 선로(217)는 제2 이격 거리로 이격 배치되어 있기 때문에 제4 결합 선로(127)와 제4 개방 선로(217)는 서로 용량성 또는 유도성 결합되어 제4 결합 선로(127)로 분배된 입력 신호는 제4 개방 선로(217)로 출력된다. 본 발명이 적용되는 분야에 따라 제1 개방 선로(211)와 제1 결합 선로(211) 사이의 제1 이격 거리 및 제3 개방 선로(215)와 제3 결합 선로(125) 사이 또는 제4 개방 선로(217)와 제4 결합 선로(127) 사이의 제2 이격 거리는 서로 동일하거나 서로 다르게 설정할 수 있다. 또한 제3 개방 선로(215)와 제3 결합 선로(125) 사이 또는 제4 개방 선로(217)와 제4 결합 선로(127) 사이의 이격 거리도 서로 동일하거나 서로 다르게 설정할 수 있다.
여기서 제1 개방 선호(211)와 제1 결합 선로(121)는 서로 용량성 또는 유도성 결합되어 있으며 제3 개방 선로(215)와 제3 결합 선로(125) 또는 제4 개방 선로(217)와 제4 결합 선로(127)는 서로 용량성 또는 유도성 결합되어 있기 때문에, 제1 개방 선로(211)로 입력된 입력 신호 중 직류 성분은 제1 결합 선로(121)에서 제거되거나 제3 개방 선로(215) 또는 제4 개방 선로(217)에서 제거되어 출력된다.
결합 선로(121, 123, 125, 127)와 개방 선로(211, 213, 215, 217)의 용량성 또는 유도성 결합의 크기를 조절함으로써, 동작 대역폭을 입력 신호의 중심 주파수를 기준으로 제어할 수 있다. 도 4는 결합 선로(121, 123, 125, 127)와 개방 선로(211, 213, 215, 217)의 용량성 결합의 크기를 조절하는 일 예를 설명하기 위한 도면으로, 도 4(a)를 참고로 살펴보면 결합 선로와 개방 선로의 이격 거리(d)를 조절하여 동작 대역폭을 조절한다. 결합 선로와 개방 선로의 이격 거리(d)를 작게 할수록 동작 대역폭은 증가한다. 도 4(b)를 참고로 살펴보면 결합 선로와 개방 선로 중 서로 대향하여 평행하게 배치되어 있는 결합 선로와 개방 선로의 면적을 조절하여 동작 대역폭을 조절한다. 결합 선로와 개방 선로의 대향 평행하게 배치되어 있는 면적이 커질수록 동작 대역폭은 증가한다. 도 4(a)와 도 4(b)에서 설명한 결합 선로와 개방 선로의 용량성 결합의 크기를 제어하는 방식은 서로 혼용하여 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기의 특성을 나타내는 도면으로, 도 5(a)는 두께가 0.5mm이고 비유전율(relative permittivity)가 2.6인 기판에 형성된 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기의 시뮬레이션 구조를 도시하고 있으며, 도 5(b)는 도 5(a)에 따른 시뮬레이션 구조에서 나타나는 반사손실(S11), 격리도(S41) 및 제3 개방 선로와 제 4 개방 선로에서 출력되는 신호의 특성(S31, S41)을 도시하고 있다. 도 5(b)에 도시되어 있는 특성에 기초하여 본 발명에 따른 초광대역 3dB 분기선 결합기는 동작 대역폭이 입력 신호의 중심 주파수를 기준으로 40%이상으로 확대됨을 알 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 위에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 권리범위를 정함에 있어 하나의 참고가 될 뿐이며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
11, 13: 직렬 분기 선로 15, 17: 병렬 분기 선로
21: 입력 단자 23: 격리단자
25, 27: 출력 단자
111, 113: 직렬 분기 선로 115, 117: 병렬 분기 선로
121: 입력 단자 123: 격리 단자
125, 127: 출력 단자
121, 123, 125, 127: 결합 선로
211, 213, 215, 217: 개방 선로

Claims (7)

  1. 서로 동일한 길이를 가지는 4개의 분기 선로로 구성되는 분기 선로부;
    상기 각 분기 선로에 각 1개의 결합 선로가 결합되어 총 4개의 결합 선로를 구비하는 결합 선로부; 및
    상기 각 결합 선로에 각 1개의 개방 선로가 용량성 또는 유도성 결합되어 총 4개의 개방 선로를 구비하는 개방 선로부를 포함하며,
    상기 4개의 결합 선로 중 제1 결합 선로와 용량성 또는 유도성 결합을 이루는 제1 개방 선로로 신호가 입력되며, 상기 4개의 결합 선로 중 제3 결합 선로 및 제4 결합 선로와 용량성 또는 유도성을 결합을 이루는 제3 개방 선로 및 제4 개방 선로로 상기 입력된 신호가 분배되어 출력되는 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 4개의 분기 선로는 정사각형 또는 원형 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 분기 선로는
    각각 중심 주파수 파장(λ)의 1/4 길이를 가지고 임피던스의 크기는
    Figure 112011005519714-pat00003
    이며,
    여기서 Z0는 상기 제3 결합 선로 또는 제4 결합 선로의 출력 임피던스인 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 결합 선로는
    중심 주파수 파장(λ)의 1/4 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 개방 선로는
    중심 주파수 파장(λ)의 1/4 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 결합 선로는
    상기 개방 선로와 평행하게 이격 배치되어 상기 개방 선로와 용량성 또는 유도성 결합을 이루는 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 결합 선로와 상기 개방 선로 사이의 용량성 또는 유도성 결합의 크기는
    상기 결합 선로와 평행하게 이격 배치되는 개방 선로 또는 결합 선로의 면적에 의해 제어되거나, 상기 결합 선로와 상기 개방 선로 사이의 이격 거리로 제어되는 것을 특징으로 하는 초광대역 분기선 결합기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160019380A (ko) 2014-08-11 2016-02-19 한밭대학교 산학협력단 가변 커플러 및 스트립라인 가변커플러

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101367310B1 (ko) * 2013-02-07 2014-03-27 주식회사 아이스퀘어엠 선택도를 향상시킨 광대역 분기선 결합기
KR101484976B1 (ko) * 2013-11-18 2015-01-21 한국기초과학지원연구원 포트 전송선 갭을 포함하는, 4포트로 구성된, 2-섹션 하이브리드 커플러
KR101669548B1 (ko) * 2015-04-28 2016-10-26 한국해양대학교 산학협력단 블루투스 응용을 위한 소형 브랜치라인 커플러
CN108039550B (zh) * 2017-12-29 2018-10-12 荆门市亿美工业设计有限公司 一种设有主矩形带的3dB电桥
CN110176662B (zh) * 2019-06-03 2021-05-11 南京邮电大学 一种应用于5g工作频段的宽带紧凑型180°耦合器
CN110299593B (zh) * 2019-06-03 2021-05-11 南京邮电大学 一种基于边耦合结构的宽带小型化180°耦合器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1093310A (ja) 1996-09-13 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp 信号合成回路
JP2001068908A (ja) 1999-08-30 2001-03-16 New Japan Radio Co Ltd ハイブリッド回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1093310A (ja) 1996-09-13 1998-04-10 Mitsubishi Electric Corp 信号合成回路
JP2001068908A (ja) 1999-08-30 2001-03-16 New Japan Radio Co Ltd ハイブリッド回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160019380A (ko) 2014-08-11 2016-02-19 한밭대학교 산학협력단 가변 커플러 및 스트립라인 가변커플러

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