KR101215168B1 - Orthomode transducer using trapezoidal waveguide - Google Patents

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황지환
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Abstract

본 발명은, 일측면에 개구된 수직포트가 형성되며, 타측면에 개구된 공통모드 포트가 형성되고, 상측면의 일부에 개구된 제1수평포트가 형성되며 종단면이 사다리꼴 형상인 제1도파관, 및 상기 제1도파관의 상측면에 면밀착되고, 상측면에 개구된 제2수평포트를 형성하며 하측면은 상기 제1수평포트와 연통하는 제2도파관을 포함하는 직교모드 변환기를 제공한다.
상기 직교모드 변환기에 따르면, 종단면이 사다리꼴 형태를 갖는 제1도파관과 그 상부에 배치되는 제2도파관에 의한 T-형 접합 구조를 이용하여, 일반적인 도파관 T-형 접합 구조와 테이퍼 구조를 사다리꼴 모양의 도파관으로 일체화시켜, 송수신 포트를 위한 별도의 테이퍼 구조가 필요 없으며 크기가 작고 간단한 구조의 직교모드 변환기를 구현할 수 있는 이점이 있다. 더욱이, 이를 통해 상기 제1도파관과 제2도파관의 표준화된 입출력 포트 크기를 실현하여, 추가적인 구조 변형 없이도 표준 어댑터와의 호환성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 추가부품 없이 적은 개수의 금속유도봉 만으로 일반적인 변환기 유형과 동급의 성능을 구현할 수 있다.The present invention provides a first waveguide having a vertical port opened at one side, a common mode port opened at the other side, a first horizontal port opened at a portion of the upper side, and having a trapezoidal longitudinal cross section. And a second waveguide, which is in surface contact with the upper surface of the first waveguide, forms a second horizontal port opened in the upper surface, and the lower surface thereof communicates with the first horizontal port.
According to the orthogonal mode converter, a general waveguide T-type junction structure and a taper structure are trapezoidal by using a T-type junction structure by a first waveguide having a longitudinal cross section having a trapezoidal shape and a second waveguide disposed thereon. By integrating with a waveguide, there is no need for a separate taper structure for a transmission / reception port, and there is an advantage that a small size and simple structure of an orthogonal mode converter can be realized. Furthermore, this enables the standardized input and output port sizes of the first and second waveguides to be compatible with standard adapters without additional structural modifications. In addition, the present invention can realize performance equivalent to that of a general transducer type with only a small number of metal guide rods without additional parts.

Description

사다리꼴 도파관을 이용한 직교모드 변환기{Orthomode transducer using trapezoidal waveguide}Orthomode transducer using trapezoidal waveguide

본 발명은 직교모드 변환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 직교하는 두 편파를 분리하여 통과시키는 사다리꼴 도파관을 이용한 직교모드 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to an orthogonal mode converter, and more particularly, to an orthogonal mode converter using a trapezoidal waveguide for separating and passing two polarized waves perpendicular to each other.

종래의 직교모드 변환기의 예시를 설명하면 다음과 같다. 이하의 예시는 모두 도파관(Waveguide)으로 구현된 직교모드 변환기를 나타낸다. An example of a conventional orthogonal mode converter is as follows. The following examples all show an orthogonal mode converter implemented as a waveguide.

도 1은 종래에 따른 직교모드 변환기의 개략 사시도이다. 도 1에 도시된 직교모드 변환기(10)는, 내부가 비어있고 T자 형으로 접합된 도파관 형태를 갖는다. 즉, 이러한 직교모드 변환기(10)의 내부는 T자 형으로 연통되어 있다.1 is a schematic perspective view of a conventional orthogonal mode converter. The orthogonal mode converter 10 shown in FIG. 1 has a waveguide shape that is hollow inside and joined in a T-shape. That is, the interior of the orthogonal mode converter 10 communicates in a T shape.

상기 직교모드 변환기(10)는 총 3개의 포트, 즉 수직편파(Vertical polarization;V-pol.)가 통과되는 제1포트(11)와, 수평편파(Horizontal polarization;H-pol.)가 통과되는 제2포트(12), 그리고 수직편파와 수평편파가 모두 통과되는 제3포트(13)를 포함한다.The orthogonal mode converter 10 has a total of three ports, that is, a first port 11 through which vertical polarization (V-pol.) Passes and a horizontal polarization (H-pol.) Pass. The second port 12 and the third port 13 through which both the vertical and horizontal polarization is passed.

도 2 및 도 3은 각각 도 1의 직교모드 변환기를 응용한 개략 사시도이다. 먼저, 도 2에 도시된 직교모드 변환기(10)의 제3포트(13)에는 혼 안테나(20)가 연결되어 있고, 제1포트(11) 및 제2포트(12)에는 각각 표준 어댑터(30a,30b)가 연결되어 있다. 이 표준 어댑터(30a,30b)는 두 개의 포트로 이루어지며, 그 중 한 포트는 케이블 연결용 커넥터 형태이고, 다른 포트는 도파관 형태를 갖는다. 2 and 3 are schematic perspective views of the orthogonal mode converter of FIG. 1, respectively. First, the horn antenna 20 is connected to the third port 13 of the orthogonal mode converter 10 shown in FIG. 2, and the standard adapter 30a is connected to the first port 11 and the second port 12, respectively. 30b) is connected. The standard adapters 30a and 30b consist of two ports, one of which is in the form of a connector for cable connection and the other of which is in the form of a waveguide.

여기서, 표준 어댑터(30a,30b)와 혼안테나(20)의 연결에는 플랜지 형태의 접합부(40a,40b,40c)가 각각 사용된다. 상기 플랜지의 구체적인 형상은 공지된 사항이므로 별도의 도안은 생략한다.Here, the connection portion 40a, 40b, 40c in the form of a flange is used to connect the standard adapters 30a, 30b and the horn antenna 20, respectively. Since the specific shape of the flange is a known matter, a separate drawing is omitted.

그런데, 상기 제1포트(11) 및 제2포트(12)의 입구 사이즈보다 상기 표준 어댑터(30a,30b)의 입구 사이즈가 더 크며, 이러한 사이즈 차이는 입출력 포트의 호환성을 떨어뜨리고 각 포트 간의 연결 또한 어렵게 한다.However, the inlet sizes of the standard adapters 30a and 30b are larger than the inlet sizes of the first port 11 and the second port 12, and this size difference decreases the compatibility of the input / output ports and connects the ports. It also makes it difficult.

따라서, 도 1의 구조에 표준 어댑터(30a,30b)를 그대로 연결하는 경우 신호의 송수신이 어렵게 된다. 즉, 입출력 포트의 호환성을 높이기 위해서는, 표준 어댑터(30a,30b)의 도파관 입구 사이즈와, 상기 제1포트(11) 및 제2포트(12)의 입구 사이즈가 서로 동일해야 한다. Therefore, when the standard adapters 30a and 30b are directly connected to the structure of FIG. 1, transmission and reception of signals are difficult. That is, in order to increase the compatibility of the input and output ports, the waveguide inlet sizes of the standard adapters 30a and 30b and the inlet sizes of the first port 11 and the second port 12 should be the same.

이를 해결하기 위하여, 도 2와 같이 상기 T자 형의 말단부인 제1포트(11)와 제2포트(12)의 일부분에 단차를 주어서 표준 어댑터(30a,30b)와 입구 사이즈를 맞춘 형태로 변형할 수 있다. 또한, 도 3와 같이 제1포트(11)와 제2포트(12)의 단부 부분에 테이퍼부(11b,12b)를 길게 형성하여 표준 어댑터(30a,30b)와 입구 사이즈를 맞춘 형태로 변형할 수 있다.In order to solve this problem, as shown in FIG. 2, the stepped portion of the first port 11 and the second port 12, which is the T-shaped end portion, is deformed to fit the inlet size with the standard adapters 30a and 30b. can do. In addition, as shown in FIG. 3, taper portions 11b and 12b are formed long at the end portions of the first port 11 and the second port 12 to be deformed to fit the standard adapters 30a and 30b and the inlet size. Can be.

그런데, 이 두 가지 경우는 도파관 상에 단차 구조 또는 테이퍼 구조를 형성하여야 하므로 구조가 복잡하고 제조 과정이 간단하지 않으며, 직교모드 변환기의 전체 크기와 부피가 커지는 단점이 있다. 그 예로서, L-밴드 대역의 직교모드 변환기는 대부분 그 크기와 부피가 매우 큰 관계로(4λ0 이상 = 약 1m), 일반적인 전파산란 측정시스템(scatterometer)의 센서부로 사용하기에 어려운 문제점이 있었다. 또한, 직교모드 변환기의 크기 문제는 직교모드를 이용하는 통신장비에 적용 시에 장비의 운용 효율 측면에서 상당한 문제점으로 작용하였다.However, in these two cases, since the stepped structure or the tapered structure must be formed on the waveguide, the structure is complicated, the manufacturing process is not simple, and the overall size and volume of the orthogonal mode converter are large. As an example, most of the L-band orthogonal mode converters are very large in size and volume (more than 4λ 0 = about 1m), which makes them difficult to use as a sensor part of a general scatterometer. . In addition, the size problem of the orthogonal mode converter has been a significant problem in terms of operational efficiency when applied to communication equipment using orthogonal mode.

더욱이, 종래기술에 따르면, 도파관의 내부에 별도의 복잡한 전파 유도를 유도하기 위한 장치가 삽입되어야 하므로 직교모드 변환기의 설계와 제작 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.Moreover, according to the prior art, since a device for inducing a separate complex propagation induction must be inserted into the inside of the waveguide, there is a problem in that the design and manufacturing efficiency of the orthogonal mode converter are reduced.

본 발명은 구조가 간단하고 크기를 소형화하면서 편파별 입출력 포트의 특성을 최적화할 수 있는 직교모드 변환기를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an orthogonal mode converter capable of optimizing the characteristics of an input / output port for each polarization while having a simple structure and a small size.

본 발명은, 일측면에 개구된 수직포트가 형성되며, 타측면에 개구된 공통모드 포트가 형성되고, 상측면의 일부에 개구된 제1수평포트가 형성되며 종단면이 사다리꼴 형상인 제1도파관, 및 상기 제1도파관의 상측면에 면밀착되고, 상측면에 개구된 제2수평포트를 형성하며 하측면은 상기 제1수평포트와 연통하는 제2도파관을 포함하는 직교모드 변환기를 제공한다.The present invention provides a first waveguide having a vertical port opened at one side, a common mode port opened at the other side, a first horizontal port opened at a portion of the upper side, and having a trapezoidal longitudinal cross section. And a second waveguide, which is in surface contact with the upper surface of the first waveguide, forms a second horizontal port opened in the upper surface, and the lower surface thereof communicates with the first horizontal port.

여기서, 상기 제2도파관의 폭은 상기 제1도파관의 폭보다 좁을 수 있다.Here, the width of the second waveguide may be narrower than the width of the first waveguide.

또한, 상기 수직포트는 수직 편파를 통과시키고, 상기 제1수평포트 및 제2수평포트는 수평 편파를 통과시키고, 상기 공통모드 포트는 상기 수직 편파 또는 상기 수평 편파를 통과시킬 수 있다.The vertical port may pass a vertical polarization, the first horizontal port and a second horizontal port may pass a horizontal polarization, and the common mode port may pass the vertical polarization or the horizontal polarization.

그리고, 상기 공통모드 포트에는 혼 안테나가 연결되고, 상기 수직포트 및 상기 제2수평포트에는 각각 수직 편파와 수평 편파를 송수신할 수 있다.A horn antenna may be connected to the common mode port, and vertical polarization and horizontal polarization may be transmitted and received to the vertical port and the second horizontal port, respectively.

또한, 상기 직교모드 변환기는, 상기 제1도파관의 내부에서 상기 제1도파관의 폭 방향으로 배치되고, 상기 공통모드 포트보다 상기 수직포트에 인접한 위치에 설치되는 제1금속유도봉을 더 포함할 수 있다.The orthogonal mode converter may further include a first metal guide rod disposed in the width direction of the first waveguide inside the first waveguide and installed at a position closer to the vertical port than the common mode port. have.

여기서, 상기 제1금속유도봉은, 상기 수평 편파가 상기 수직포트 측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. Here, the first metal induction rod may block the horizontal polarization from flowing to the vertical port side.

이때, 상기 제2수평포트를 통해 입력된 수평 편파는 상기 제1수평포트를 통과하고, 상기 제1금속유도봉에 의해 반사되어 상기 혼 안테나로 출력되고, 상기 혼 안테나를 통해 입력된 수평 편파는 상기 제1금속유도봉에 의해 반사되어 상기 제1수평포트를 거쳐 상기 제2수평포트로 출력될 수 있다.In this case, the horizontal polarization input through the second horizontal port passes through the first horizontal port, is reflected by the first metal induction rod and output to the horn antenna, and the horizontal polarization input through the horn antenna is The light may be reflected by the first metal induction rod and output through the first horizontal port to the second horizontal port.

그리고, 상기 직교모드 변환기는, 상기 제1수평포트가 이분할되도록 상기 제1수평포트 상에 상기 길이방향으로 배치되는 제2금속유도봉을 더 포함할 수 있다.The orthogonal mode converter may further include a second metal induction rod disposed in the longitudinal direction on the first horizontal port so that the first horizontal port is divided into two.

여기서, 상기 제2금속유도봉은, 상기 수직 편파가 상기 제1수평포트 측으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.Here, the second metal induction rod may block the vertical polarization from flowing to the first horizontal port side.

본 발명에 따른 직교모드 변환기에 따르면, 종단면이 사다리꼴 형태를 갖는 제1도파관과 그 상부에 배치되는 제2도파관에 의한 T-형 접합 구조를 이용하여, 일반적인 도파관 T-형 접합 구조와 테이퍼 구조를 사다리꼴 모양의 도파관으로 일체화시켜, 송수신 포트를 위한 별도의 테이퍼 구조가 필요 없으며 크기가 작고 간단한 구조의 직교모드 변환기를 구현할 수 있는 이점이 있다. According to the orthogonal mode converter according to the present invention, a general waveguide T-type junction structure and a tapered structure are formed by using a T-type junction structure by a first waveguide having a trapezoidal shape having a longitudinal cross section and a second waveguide disposed on the upper portion thereof. By integrating with a trapezoidal waveguide, there is no need for a separate taper structure for a transmission / reception port, and there is an advantage of implementing a small-sized orthogonal mode converter.

더욱이, 이를 통해 상기 제1도파관과 제2도파관의 표준화된 입출력 포트 크기를 실현하여, 추가적인 구조 변형 없이도 표준 어댑터와의 호환성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 추가부품 없이 적은 개수의 금속유도봉 만으로 일반적인 변환기 유형과 동급의 성능을 구현할 수 있다.Furthermore, this enables the standardized input and output port sizes of the first and second waveguides to be compatible with standard adapters without additional structural modifications. In addition, the present invention can realize performance equivalent to that of a general transducer type with only a small number of metal guide rods without additional parts.

도 1은 종래에 따른 직교모드 변환기의 개략 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 직교모드 변환기를 응용한 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교모드 변환기의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교모드 변환기의 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a conventional orthogonal mode converter.
2 and 3 are schematic perspective views of the orthogonal mode converter of FIG. 1, respectively.
4 is a perspective view of an orthogonal mode converter according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of an orthogonal mode converter according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 직교모드 변환기(Orthomode transducer)에 관한 것으로서, 특히 L 밴드(1.1~1.7GHz) 대역에 사용되는 도파관 직교모드 변환기로 사용되는 것이다. The present invention relates to an orthomode transducer, and in particular, to be used as a waveguide orthogonal mode transducer used in the L band (1.1 to 1.7 GHz) band.

물론, 본 발명의 사용 대역은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 직교모드 변환기의 구조는 도파관의 치수를 간단히 변경하는 것에 의해 보다 다양한 대역 용도로도 사용될 수 있다.Of course, the use band of the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the structure of the orthogonal mode converter of the present invention can be used for more various band applications by simply changing the waveguide dimensions.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교모드 변환기의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 직교모드 변환기(100)는 제1도파관(110) 및 제2도파관(120)을 포함한다.4 is a perspective view of an orthogonal mode converter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the quadrature mode converter 100 includes a first waveguide 110 and a second waveguide 120.

상기 제1도파관(110)은 일측에서 타측을 향할수록 상하공간이 점차 증가하도록 종단면이 사다리꼴 형태를 가진다. 이러한 제1도파관(110)은 수직포트(111), 제1수평포트(112), 그리고 공통모드 포트(113)를 구비한다.The first waveguide 110 has a trapezoidal longitudinal section so that the vertical space gradually increases from one side to the other side. The first waveguide 110 includes a vertical port 111, a first horizontal port 112, and a common mode port 113.

먼저, 상기 수직포트(111)는 상기 제1도파관(110)의 일측면에 위치하여 수직 편파(Vertical polarization;V-pol.)를 통과시키는 부분이다. 상기 수직 편파는 상기 제1도파관(110)의 사다리꼴 형상에 대응되도록 상기 제1도파관(110)을 따라 상하 높이만 변하여 전파된다. 이때, 수직 편파가 이동하는 경로 상에서 제1도파관(110)의 높이 변화는 제1도파관(110)의 차단주파수 변화에 어떠한 영향도 주지 않는다.First, the vertical port 111 is located on one side of the first waveguide 110 to pass vertical polarization (V-pol.). The vertical polarization is propagated by changing only the vertical height along the first waveguide 110 to correspond to the trapezoidal shape of the first waveguide 110. In this case, the height change of the first waveguide 110 on the path of the vertical polarization does not have any influence on the change of the cutoff frequency of the first waveguide 110.

그리고, 상기 제1수평포트(112)는 상기 제1도파관(110)의 상측면 일부에 위치하여 수평 편파(Horizontal polarization;H-pol.)를 통과시키도록 개구된 부분이다. 이러한 상기 제1수평포트(112)는 후술할 제2도파관(120)과 연통형으로 연결되어 상기 수평 편파를 통과시키게 된다.In addition, the first horizontal port 112 is located at a portion of the upper surface of the first waveguide 110 and is opened to pass horizontal polarization (H-pol.). The first horizontal port 112 is connected in communication with the second waveguide 120 to be described later to pass the horizontal polarization.

상기 공통모드 포트(113)는 상기 제1도파관(110)의 타측면에 위치하여 수직 편파 또는 수평 편파를 통과시키는 부분이다. The common mode port 113 is located at the other side of the first waveguide 110 to pass vertical polarization or horizontal polarization.

여기서, 상기 제1도파관(110)이 사다리꼴 형태의 종단면을 가지는 것에 따르면, 타측의 공통모드 포트(113)의 입구는 일측의 수직포트(111)의 입구에 비해 큰사이즈를 갖게 된다. 이러한 공통모드 포트(113)에는 수직 편파 또는 수평 편파 신호의 송수신을 위한 혼 안테나(Horn Antenna)(200)가 연결된다. 이러한 혼 안테나(200)는 서로 다른 2종의 선형 편파를 하나의 안테나로 동작 가능하게 하는 부분이다. 또한, 상기 공통모드 포트(113)에 비해 작은 크기의 입구를 갖는 상기 수직포트(111)는 이와 연결될 표준 어댑터(300a)와 입구 사이즈가 일치하게 된다.Here, when the first waveguide 110 has a trapezoidal longitudinal section, the inlet of the common mode port 113 on the other side has a larger size than the inlet of the vertical port 111 on the one side. The common mode port 113 is connected to a horn antenna 200 for transmitting and receiving a vertical polarization signal or a horizontal polarization signal. The horn antenna 200 is a part that enables two different linear polarizations to be operated as one antenna. In addition, the vertical port 111 having an inlet of a smaller size than the common mode port 113 has the same inlet size as the standard adapter 300a to be connected thereto.

상기 제2도파관(120)은 상기 제1수평포트(112)를 통하여 상기 제1도파관(110)과 연통된다. 즉, 제2도파관(120)은 상기 제1도파관(110)의 상측면에 면밀착되고, 상측면에는 수평 편파를 통과시키도록 개구된 제2수평포트(121)를 형성하며, 하측면은 상기 제1수평포트(112)와 연통된다.The second waveguide 120 communicates with the first waveguide 110 through the first horizontal port 112. That is, the second waveguide 120 is in close contact with the upper surface of the first waveguide 110, and forms a second horizontal port 121 opened on the upper surface to allow horizontal polarization to pass, and the lower surface of the second waveguide 120 is In communication with the first horizontal port 112.

상기 제2도파관(120)의 길이는 상기 제1도파관(110)의 길이보다 작으며, 상기 제2도파관(120)의 폭(W)은 상기 제1도파관(110)의 폭보다 좁게 형성된다. 상기의 좁은 폭(W)은 추후 표준 어댑터(300b)와의 입구 사이즈를 맞추기 위함이다. 이러한 제1도파관(110)과 제2도파관(120)의 결합에 따라 상기 직교모드 변환기(100)는 대략 역 'T'자 형태를 갖는다. The length of the second waveguide 120 is smaller than the length of the first waveguide 110, and the width W of the second waveguide 120 is formed to be narrower than the width of the first waveguide 110. The narrow width (W) is to fit the inlet size with the standard adapter 300b later. According to the combination of the first waveguide 110 and the second waveguide 120, the orthogonal mode converter 100 has a substantially inverse 'T' shape.

이러한 제2도파관(120)에서 상기 수평 편파의 방향 또한 도 4에 도시된 화살표 부분을 참조한다. 상기 제2수평포트(121)를 통해 유입된 수평 편파는 공통모드 포트(113)로 전달된다. 반대로, 혼 안테나(200)를 통해 공통모드 포트(113)로 유입된 수평 편파는 제2수평포트(121)로 전달된다.The direction of the horizontal polarization in the second waveguide 120 also refers to the arrow portion shown in FIG. 4. The horizontal polarization introduced through the second horizontal port 121 is transmitted to the common mode port 113. On the contrary, the horizontal polarization introduced into the common mode port 113 through the horn antenna 200 is transmitted to the second horizontal port 121.

상기 제1도파관(110)에 구비된 수직포트(111), 그리고 상기 제2도파관(120)에 구비된 제2수평포트(121)에는 각각 수직 편파와 수평 편파를 송수신하는 표준 어댑터(300a,300b)가 연결된다. 이 표준 어댑터(300a,300b)는 각각 두 개의 포트로 이루어지며, 그 중 한 포트는 동축 케이블 연결용 커넥터 형태이고, 다른 포트는 도파관 형태를 갖는다. 물론, 표준 어댑터(300a,300b)에서 도파관 포트 부분이 상기 각 포트(111,121)와 연결된다.Standard adapters 300a and 300b for transmitting and receiving vertical polarization and horizontal polarization to the vertical port 111 provided in the first waveguide 110 and the second horizontal port 121 provided in the second waveguide 120, respectively. ) Is connected. The standard adapters 300a and 300b each consist of two ports, one of which is in the form of a connector for coaxial cable connection and the other in the form of a waveguide. Of course, the waveguide port portions of the standard adapters 300a and 300b are connected to the respective ports 111 and 121.

여기서, 상기 표준 어댑터(300a)와 상기 수직포트(111) 사이, 표준 어댑터(300b)와 제2수평포트(121) 사이, 그리고 상기 공통모드 포트(113)와 상기 혼 안테나(200) 사이에는 이들의 연결을 보조하고 체결력을 강화하기 위한 연결부(미도시)가 플랜지(flange) 형태 등으로 사용된다.Here, between the standard adapter 300a and the vertical port 111, between the standard adapter 300b and the second horizontal port 121, and between the common mode port 113 and the horn antenna 200 Connection (not shown) is used in the form of a flange (flange) and the like to assist the connection of and to strengthen the tightening force.

입출력 포트의 호환성을 높이기 위해서는 상기 수직포트(111)와 제2수평포트(121)의 도파관 입구 사이즈를 상기 표준 어댑터(300a,300b)의 도파관 입구 사이즈와 맞추어야 한다. In order to increase compatibility of the input / output ports, the waveguide inlet sizes of the vertical port 111 and the second horizontal port 121 should be matched with the waveguide inlet sizes of the standard adapters 300a and 300b.

따라서, 본 발명은, 종단면이 사다리꼴 형태를 갖는 제1도파관(110)과, 그 상부에 배치되는 좁은 폭(W)의 제2도파관(120)에 의한 T-형 접합 구조를 이용함에 따라, 일반적인 도파관 T-형 접합 구조와 테이퍼 구조를 상기 사다리꼴 모양의 도파관으로 일체화시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 송수신 포트를 위한 별도의 테이퍼 구조가 필요 없으며, 보다 크기가 작고 간단한 구조의 직교모드 변환기를 구현할 수 있는 이점이 있다. Accordingly, the present invention uses the T-shaped junction structure by the first waveguide 110 having a trapezoidal longitudinal section and the second waveguide 120 having a narrow width (W) disposed thereon. The waveguide T-shaped junction structure and the tapered structure can be integrated into the trapezoidal waveguide. Accordingly, the present invention does not require a separate taper structure for the transmission and reception port, there is an advantage that can be implemented in the orthogonal mode converter of a smaller size and simple structure.

또한, 이에 따라, 각 도파관의 입출력 포트 즉, 수직포트(111), 제1수평포트(112), 제2수평포트(121)는 L-밴드대역 표준 크기 도파관의 포트와 동일한 크기로 설계되어 표준 급전용 어댑터(adaptor)와 직접적인 호환이 가능하다. 다시 말해서, 본 발명은 상기 제1도파관(110)과 제2도파관(120)의 표준화된 입출력 포트 크기를 실현하여, 추가적인 구조 변형 없이도 표준 어댑터와의 호환성을 가진다는 이점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 직교모드 변환기(100)의 총 길이는 운용주파수 파장의 약 1.5배(운용주파수=1.26GHz, 총 길이=360mm)를 가지도록 설계될 수 있다.In addition, the input / output ports of each waveguide, that is, the vertical port 111, the first horizontal port 112, and the second horizontal port 121 are designed to have the same size as that of the L-band band standard size waveguide. Direct compatibility with power adapters. In other words, the present invention realizes the standardized input / output port sizes of the first waveguide 110 and the second waveguide 120, and has the advantage of being compatible with standard adapters without additional structural modifications. In addition, the total length of the orthogonal mode converter 100 according to the present invention may be designed to have about 1.5 times the operating frequency wavelength (operating frequency = 1.26 GHz, total length = 360mm).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교모드 변환기의 사시도이다. 이러한 다른 실시예의 직교모드 변환기(100)는 상기 일 실시예의 구성에 더하여 제1금속유도봉(130)과 제2금속유도봉(140)을 포함한다. 각각의 금속유도봉(130,140)은 핀 형태를 갖는다. 이러한 금속유도봉(130,140)의 재질은 전파의 유도 효율이 좋은 다양한 금속 재질이 사용될 수 있다.5 is a perspective view of an orthogonal mode converter according to another embodiment of the present invention. The orthogonal mode converter 100 of this other embodiment includes a first metal guide rod 130 and a second metal guide rod 140 in addition to the configuration of the embodiment. Each of the metal guide rods 130 and 140 has a pin shape. As the material of the metal induction rods 130 and 140, various metal materials having good induction efficiency of radio waves may be used.

상기 제1금속유도봉(130)은 상기 제1도파관(110)의 내부에서 상기 제1도파관(110)의 폭 방향으로 배치된다. 이러한 제1금속유도봉(130)은 상기 공통모드 포트(113)보다 상기 수직포트(111)에 인접한 위치에 설치된다.The first metal guide rod 130 is disposed in the width direction of the first waveguide 110 inside the first waveguide 110. The first metal induction rod 130 is installed at a position closer to the vertical port 111 than the common mode port 113.

이러한 제1금속유도봉(130)은 수평 편파가 상기 수직포트(111) 측으로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다. 즉, 상기 표준어댑터(300b)를 거쳐서 제2수평포트(121)를 통해 입력된 수평 편파는 상기 제1수평포트(112)를 통과한 다음, 상기 제1금속유도봉(130)에 의해 반사되어 상기 혼 안테나(200)로 출력된다. The first metal induction rod 130 serves to block horizontal polarization from flowing into the vertical port 111. That is, the horizontal polarization input through the second horizontal port 121 through the standard adapter 300b passes through the first horizontal port 112 and then is reflected by the first metal induction rod 130. It is output to the horn antenna 200.

이는 상기 수평 편파의 방향과 상기 제1금속유도봉(130)의 배열방향이 상기 제1도파관(110)의 폭 방향과 일치하기 때문이며, 이에 따라 상기 수평 편파는 상기 제1금속유도봉(130)에 의해 수직포트(111) 측으로의 유입이 차단된다. This is because the direction of the horizontal polarization and the arrangement direction of the first metal guide rod 130 coincide with the width direction of the first waveguide 110. Accordingly, the horizontal polarized wave is the first metal guide rod 130. By the inflow to the vertical port 111 side is blocked.

여기서, 상기 수평 편파가 제2수평포트(121)를 통해 제1도파관(110)의 내부로 유입될 때 실질적으로 제2금속유도봉(140)과 부딪히는 부분은 미미하므로, 제2금속유도봉(140)은 상기 수평 편파의 진행을 직접적으로 간섭하는 요인으로 작용하지 않는다.Here, when the horizontal polarization is introduced into the inside of the first waveguide 110 through the second horizontal port 121, the portion that substantially hits the second metal guide rod 140 is insignificant, so that the second metal guide rod ( 140 does not directly affect the progress of the horizontal polarization.

반대로, 상기 혼 안테나(200)를 통해 입력된 수평 편파는 상기 제1금속유도봉(130)에 의해 반사되어 상기 제1수평포트(112)를 거쳐 상기 제2수평포트(121)로 출력되고 최종적으로 상기 표준어댑터(300b)로 전달된다. 이 경우 또한 앞서와 동일한 원리에 의해, 상기 제1금속유도봉(130)이 상기 수직포트(111)를 향한 수평 편파의 유입을 차단한다.On the contrary, the horizontal polarization input through the horn antenna 200 is reflected by the first metal induction rod 130 and output through the first horizontal port 112 to the second horizontal port 121 and finally. Is delivered to the standard adapter 300b. In this case also by the same principle as above, the first metal induction rod 130 blocks the inflow of the horizontal polarization toward the vertical port 111.

여기서, 앞서 설명한 제2도파관(120)의 구조와, 상기 제1도파관(110)의 사다리꼴 형태의 빗면 구조에 따르면, 한 개의 제1금속유도봉(130) 만으로도 상기 수평 편파를 원하는 방향으로 손쉽게 유도할 수 있도록 한다.Here, according to the structure of the second waveguide 120 described above, and the trapezoidal shape of the first waveguide 110, the horizontal polarized wave is easily induced in a desired direction with only one first metal guide rod 130. Do it.

상기 제2금속유도봉(140)은 상기 제1수평포트(112)가 이분할되도록 상기 제1수평포트(112) 상에 상기 좌우 길이방향으로 배치된다. 여기서, 상기 제2금속유도봉(140)은, 상기 수직 편파가 상기 제1수평포트(112) 측으로 유입되는 것을 차단한다.The second metal induction rod 140 is disposed in the left and right longitudinal directions on the first horizontal port 112 so that the first horizontal port 112 is divided into two. Here, the second metal guide rod 140 blocks the vertical polarization from flowing to the first horizontal port 112.

즉, 상기 수직포트(111)를 통해 입력된 수직 편파는, 상기 제2금속유도봉(140)에 의해 상기 제1수평포트(112) 측으로의 유입이 차단되고 상기 혼 안테나(200) 측으로 전파된다.That is, the vertical polarization input through the vertical port 111 is blocked by the second metal induction rod 140 to the first horizontal port 112 side and propagated to the horn antenna 200 side. .

이는 상기 제2금속유도봉(140)이 상기 제1도파관(110)의 좌우 길이방향으로 배치되어 있고 상기 수직 편파는 상기 좌우 길이방향에 대해 상하 방향으로 형성되어 있어서, 상기 수직 편파가 상기 좌우 길이방향으로 진행할 때 상기 제2금속유도봉(140)에 의해 부딪힘에 따라 상기 제1수평포트(112) 측으로의 전파 유입이 차단된다. The second metal guide rod 140 is disposed in the left and right longitudinal direction of the first waveguide 110 and the vertical polarization is formed in the vertical direction relative to the left and right longitudinal direction, the vertical polarization is the left and right length When the propagation in the direction is hit by the second metal guide rod 140, the inflow of radio waves to the first horizontal port 112 side is blocked.

참고로, 상기 수직 편파가 수직포트(111)를 통해 제1도파관(110)의 내부로 유입될 때 실질적으로 제1금속유도봉(130)과 부딪히는 부분은 미미하므로, 제1금속유도봉(130)은 상기 수직 편파의 진행을 직접적으로 간섭하는 요인으로 작용하지 않는다.For reference, when the vertical polarization is introduced into the first waveguide 110 through the vertical port 111, the portion that substantially hits the first metal guide rod 130 is insignificant, so the first metal guide rod 130 ) Does not directly act as a factor that directly interferes with the progress of the vertical polarization.

이상과 같은 금속유도봉(130,140)은 편파별 도파관 입출력 포트의 전기적 특성을 최적화한다. 여기서, 상기 금속유도봉(130,140)은 그 개수가 많으면 편파 진행시 장애물로 작용하여 신호 전달 성능이 떨어진다. 본 발명은 각각 1개의 금속유도봉 만으로도 수직 편파 및 수평 편파의 전송 효율을 높일 수 있다. 즉, 본 발명은 추가 부품 없이 적은 개수의 금속유도봉 만으로 일반적인 변환기 유형(ex, 도 3의 구조)와 동급의 성능을 구현할 수 있다.The metal guide rods 130 and 140 as described above optimize the electrical characteristics of the waveguide input / output ports for each polarization. Here, when the number of metal induction rods 130 and 140 is large, the signal transmission performance is lowered as an obstacle during polarization progression. According to the present invention, the transmission efficiency of vertical polarization and horizontal polarization can be improved by only one metal induction rod. That is, the present invention can realize performance equivalent to that of a general transducer type (ex, structure of FIG. 3) with only a small number of metal guide rods without additional parts.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 '사다리꼴 도파관'을 이용한 직교모드 변환기는 동급 직교모드 변환기에 대비하여 부피를 줄일 수 있으며 이와 동시에 구조적인 장점 또한 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 직교모드 변환기(100)의 줄어든 길이(360mm)는 원격탐사 분야에서 지표면의 물리적 변화 탐사 시에 전파 산란계수 측정을 위해 사용되는 전파산란 측정시스템(scatterometer)의 센서부로써 함께 이용될 수 있으며, 또한 직교모드를 이용한 통신장비 등에 폭 넓게 적용될 것으로 기대된다.Therefore, the orthogonal mode transducer using the trapezoidal waveguide according to the embodiment of the present invention can reduce the volume compared to the equivalent orthogonal mode transducer and at the same time maintain the structural advantages. In addition, the reduced length (360 mm) of the orthogonal mode converter 100 of the present invention is used together as a sensor part of a scattering measurement system (scatterometer) used for the measurement of the propagation scattering coefficient at the time of physical change of the surface in the field of remote sensing. It is also expected to be widely applied to communication equipment using orthogonal mode.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 직교모드 변환기 110: 제1도파관
111: 수직포트 112: 제1수평포트
113: 공통모드 포트 120: 제2도파관
121: 제2수평포트 130: 제1금속유도봉
140: 제2금속유도봉 200: 혼 안테나
300: 표준 어댑터100: orthogonal mode converter 110: first waveguide
111: vertical port 112: first horizontal port
113: common mode port 120: second waveguide
121: second horizontal port 130: first metal guide rod
140: second metal guide rod 200: horn antenna
300: standard adapter

Claims (9)

일측면에 개구된 수직포트가 형성되며, 타측면에 개구된 공통모드 포트가 형성되고, 상측면의 일부에 개구된 제1수평포트가 형성되며 종단면이 사다리꼴 형상인 제1도파관;
상기 제1도파관의 상측면에 면밀착되고, 상측면에 개구된 제2수평포트를 형성하며 하측면은 상기 제1수평포트와 연통하는 제2도파관;
상기 제1도파관의 내부에서 상기 제1도파관의 폭 방향으로 배치되어, 수평 편파가 상기 수직포트 측으로 유입되는 것을 차단하는 제1금속유도봉; 및
상기 제1수평포트가 이분할되도록 상기 제1수평포트 상에 길이방향으로 배치되는 제2금속유도봉을 포함하는 직교모드 변환기.A first waveguide having an open vertical port formed at one side thereof, a common mode port opened at the other side thereof, a first horizontal port opened at a portion of an upper side thereof, and having a trapezoidal longitudinal cross section;
A second waveguide which is in close contact with an upper side of the first waveguide, forms a second horizontal port opened in an upper side thereof, and a lower side thereof communicates with the first horizontal port;
A first metal guide rod disposed in the width direction of the first waveguide inside the first waveguide to block horizontal polarization from flowing into the vertical port; And
And a second metal induction rod disposed longitudinally on the first horizontal port such that the first horizontal port is divided into two. 청구항 1에 있어서,
상기 제2도파관의 폭은 상기 제1도파관의 폭보다 좁은 직교모드 변환기.The method according to claim 1,
And a width of the second waveguide is narrower than a width of the first waveguide. 청구항 2에 있어서,
상기 공통모드 포트에는 혼 안테나가 연결되고,
상기 수직포트 및 상기 제2수평포트에는 각각 수직 편파와 수평 편파를 송수신하는 표준 어댑터가 연결되는 직교모드 변환기.The method according to claim 2,
A horn antenna is connected to the common mode port,
Orthogonal mode converter to the vertical port and the second horizontal port is connected to a standard adapter for transmitting and receiving vertical and horizontal polarization, respectively. 청구항 3에 있어서,
상기 수직포트는 수직 편파를 통과시키고, 상기 제1수평포트 및 제2수평포트는 수평 편파를 통과시키고, 상기 공통모드 포트는 상기 수직 편파 또는 상기 수평 편파를 통과시키는 직교모드 변환기.The method according to claim 3,
And the vertical port passes a vertical polarization, the first horizontal port and a second horizontal port pass a horizontal polarization, and the common mode port passes the vertical polarization or the horizontal polarization. 청구항 3에 있어서,
상기 제1금속유도봉은,
상기 공통모드 포트보다 상기 수직포트에 인접한 위치에 설치되는 직교모드 변환기.The method according to claim 3,
The first metal induction rod,
Orthogonal mode converter is installed in a position adjacent to the vertical port than the common mode port. 삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 제2수평포트를 통해 입력된 수평 편파는 상기 제1수평포트를 통과하고, 상기 제1금속유도봉에 의해 반사되어 상기 혼 안테나로 출력되고, 상기 혼 안테나를 통해 입력된 수평 편파는 상기 제1금속유도봉에 의해 반사되어 상기 제1수평포트를 거쳐 상기 제2수평포트로 출력되는 직교모드 변환기. The method according to claim 5,
The horizontal polarization input through the second horizontal port passes through the first horizontal port, is reflected by the first metal induction rod, and is output to the horn antenna, and the horizontal polarization input through the horn antenna is applied to the first horizontal port. And an orthogonal mode converter that is reflected by the metal guide rod and outputs the second horizontal port through the first horizontal port. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제2금속유도봉은,
수직 편파가 상기 제1수평포트 측으로 유입되는 것을 차단하는 직교모드 변환기.The method according to claim 1,
The second metal induction rod,
Orthogonal mode converter for preventing the vertical polarization from flowing to the first horizontal port side.
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