KR101374632B1 - Apparatus of High Power Transmission Waveguide Vacuum port using Post-wall - Google Patents

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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 전송선을 도파관을 사용하는 고출력 전송 도파관 진공포트(Port)에 관한 것이며, 구체적으로는 간단한 구조를 가지는 기둥장벽(Post-wall)을 도파관 진공포트 내부에 직렬(Cascade)로 주기적으로 배치하여 물리적으로는 연결되어 있지만 전기적으로는 분리(Open stub)되는 현상을 이용하는 진공포트 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 고출력 전송도파관에 고진공을 유지하기 위해 진공포트를 추가함에 있어, 기둥 장벽(Post-wall)을 주기적으로 배치하여, 진공포트가 고출력 전송도파관에 물리적으로는 연결되어 있지만 전기적으로는 분리되도록 하는 현상을 이용하여, 고출력 전송에 따른 정전파괴(RF Breakdown) 및 누설(RF leakage)현상에 의한 전송손실 문제를 해결할 수 있고, 또한 진공포트의 단면적을 최대화 하는 구조를 제공하므로써, 진공배기속도 감소에 따른 추가적인 비용증가를 방지할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.The present invention relates to a high power transmission waveguide vacuum port using a transmission line as a waveguide. Specifically, a post-wall having a simple structure is periodically disposed in a cascade in a waveguide vacuum port. It relates to a vacuum port device that uses a phenomenon that is physically connected but electrically open (stub). According to the present invention, in adding a vacuum port to maintain high vacuum in a high power transmission waveguide, by periodically arranging post-walls, the vacuum port is physically connected to the high power transmission waveguide but electrically By using the phenomenon of separation, the transmission loss problem caused by RF breakdown and RF leakage due to high power transmission can be solved, and by providing a structure that maximizes the cross-sectional area of the vacuum port, vacuum exhaust It is possible to provide a device that can prevent further cost increase due to the decrease in speed.

Description

Ｐｏｓｔ－ｗａｌｌ을 이용한 고출력 전송 도파관 진공포트 장치{Apparatus of High Power Transmission Waveguide Vacuum port using Post-wall}APPARAtus of High Power Transmission Waveguide Vacuum port using Post-wall}

본 발명은 전송선으로 도파관을 사용하는 고출력 전송 도파관 진공포트(Port)에 관한 것이며, 구체적으로는 간단한 구조를 가지는 기둥장벽(Post-wall)을 도파관 진공포트 내부에 직렬(Cascade)로 주기적으로 배치하여 물리적으로는 연결되어 있지만 전기적으로는 분리(Open stub)되는 현상을 이용하는 진공포트 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-power transmission waveguide vacuum port using a waveguide as a transmission line. Specifically, a post-wall having a simple structure is periodically disposed in a cascade in a waveguide vacuum port. It relates to a vacuum port device that uses a phenomenon that is physically connected but electrically open (stub).

수백 MW이상의 고출력을 전송시에 기존의 도파관 진공포트가 갖는 정전파괴(RF Breakdown) 및 RF 누설(RF Leakage) 에 따른 전송손실 문제와 진공포트 구조의 복잡성과 단면적의 감소로 야기되는 진공 배기속도 감소에 따른 진공장치의 용량증가로 비용이 상승하는 문제를 진공포트의 구조를 개선하여 해결하였다.
Reduction of vacuum exhaust velocity caused by transmission loss problem due to RF breakdown and RF leakage of existing waveguide vacuum port and transmission complexity due to reduced complexity and cross-sectional area of conventional waveguide vacuum port. The cost increase due to the increase in the capacity of the vacuum device according to the problem was solved by improving the structure of the vacuum port.

고출력 도파관 진공포트는 고출력 도파관 배열안테나, 선형가속기의 빔라인(Beam line) 및 핵융합을 위한 전송선로등 고출력을 전송하는 진공 도파관에 널리 사용되는 부품이다. High-power waveguide vacuum ports are widely used in vacuum waveguides that transmit high power, such as high-power waveguide array antennas, beam lines of linear accelerators, and transmission lines for nuclear fusion.

종래의 고진공(>1*10^(-6) torr)이 요구되는 고출력 도파관에서 진공포트는 도파관내에서 고출력 전송에 따른 정전파괴(RF breakdown) 및 RF 누설(RF leakage)를 방지하기 위하여 망(Mesh)구조나 슬롯(Slot) 구조를 사용한 형태로, 진공포트 추가에 따른 전송손실 문제를 해결하였지만, 망(Mesh)이나 슬롯(Slot) 구조의 복잡성에 의한 가공의 어려움 및 진공포트의 내경이 감소함에 따른 진공 배기속도 감소를 가져온다. 도파관내의 진공 배기속도는 아래의 수식과 같이 내경의 세제곱에 비례하기 때문에 동일한 진공 배기속도를 유지하기 위해서는 큰 용량의 진공펌프가 요구되어 추가적인 비용상승의 원인을 제공하게 된다. In high power waveguides requiring conventional high vacuum (> 1 * 10 ^ (-6) torr), the vacuum port is provided with a net (RF breakdown) to prevent RF breakdown and RF leakage due to high power transmission in the waveguide. It solved the transmission loss problem by adding the vacuum port, but the mesh structure or slot structure is used, but the difficulty of machining and the inner diameter of the vacuum port are reduced due to the complexity of the mesh or slot structure. As a result, the vacuum exhaust velocity is reduced. Since the vacuum evacuation speed in the waveguide is proportional to the cube of the inner diameter as shown in the following formula, a large capacity vacuum pump is required to maintain the same vacuum evacuation speed, thereby providing an additional cost increase.

Figure 112012026504925-pat00001
Figure 112012026504925-pat00001

Figure 112012026504925-pat00002
Figure 112012026504925-pat00002

여기서 S는 진공배기속도, C는 전도(Conductance),

Figure 112012026504925-pat00003
는 내부와 외부의 압력차이, P는 외부 압력, D는 진공포트의 직경 그리고 L은 진공포트의 길이이다.
Where S is the vacuum exhaust velocity, C is the conductance,
Figure 112012026504925-pat00003
Is the internal and external pressure difference, P is the external pressure, D is the diameter of the vacuum port and L is the length of the vacuum port.

또한 고진공 상태가 될수록 기체의 흐름이 분자의 자유운동 충돌에 따른 분자의 이동으로 기체입자끼리의 충돌보다는 진공 시스템의 내벽과의 충돌이 더 많아지므로, 배기속도를 향상시키기 위해서는 진공포트의 구조가 기체흐름을 방해하지 않도록 간단하게 구현되어야 한다.
In addition, the higher the vacuum state, the more the gas flow is caused by the movement of molecules due to the free motion collision of the molecules, so that the collision with the inner wall of the vacuum system is greater than the collision between gas particles. It should be implemented simply so as not to disturb the flow.

본 발명은 상기와 같은 제반적인 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기둥장벽(Post-wall)을 도파관 진공포트 내부에 직렬(Cascade)로 주기적으로 배치하여 물리적으로는 연결되어 있지만 전기적으로는 분리(Open stub)되는 현상을 이용하여, 고진공이 요구되는 고출력 도파관에 추가적인 진공포트로 인한 정전파괴(RF breakdown) 및 RF 누설(RF leakage)에 의한 전송손실 문제와 진공배기속도 감소로 인한 추가적인 비용 상승 문제를 해소할 수 있는 고출력 전송 도파관 진공포트를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the above problems, the post-wall periodically arranged in series (Cascade) inside the waveguide vacuum port is physically connected but electrically separated (Open stub) By eliminating the problem of transmission loss due to RF breakdown and RF leakage due to additional vacuum ports in high power waveguides requiring high vacuum, and additional cost increase due to reduced vacuum exhaust speed The purpose is to provide a high power transmission waveguide vacuum port.

본 발명의 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치는,High power waveguide vacuum port device using a post-wall of the present invention,

상기 도파관 내의 고진공을 유지하기 위하여,상기 도파관의 옆면인 H-면(H-plane)에 상기 도파관에서 전계(E-field)가 제일 약한면에 형성되는 진공포트(200); 상기 도파관에 물리적으로 연결되어 있는 상기 진공포트(200)를, 전기적으로 분리(Open stub)시키는 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to maintain a high vacuum in the waveguide, the vacuum port 200 is formed on the side of the waveguide H-plane (H-plane) the weakest field in the waveguide (E-field); It characterized in that it comprises a plurality of post-wall (210, 220) to electrically open (stub) the vacuum port 200 is physically connected to the waveguide.

또한, 상기 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)은 진공포트(200)의 중심에 위치하고, 전기적 분리특성을 향상시켜 전송향상 특성과 RF 누설(RF leakage) 방지 특성을 향상하기 위하여 진공포트 내부에 직렬(Cascade)로 주기적으로 배치되는 것이다. 또한, 상기 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)중 첫 번째 기둥장벽(Post-wall, 210)은 입출력 도파관(110, 120)의 전송특성 향상과 도파관(100)으로부터 진공포트(200)를 전기적으로 분리하기 위하여, 도파관의 중심에서

Figure 112013091847726-pat00004
에 위치하고, 상기 기둥장벽(Post-wall,210,220)의 직경(d)은 도파관 자계면 길이(a')의 0.2배 이상이 되는 것이다. 또한, 상기 첫 번째 기둥장벽(Post-wall, 210)과 두 번째 기둥장벽(Post-wall, 220)사이의 거리는 주기적인 특성에 의한 전기적인 분리특성 향상을 위하여
Figure 112013091847726-pat00005
에 위치하고, 두개 이상의 기둥장벽(Post-wall)이 배치될 수 있는 것이다. 또한, 상기 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)의 형태는 원형, 사각형, 또는 삼각형 기둥형태로 구현될 수 있는 것이다.In addition, the plurality of post-walls 210 and 220 are positioned at the center of the vacuum port 200, and the vacuum is improved in order to improve transmission characteristics and RF leakage prevention characteristics by improving electrical separation characteristics. Periodically placed cascade inside the port. In addition, the first post-wall 210 of the plurality of post-walls 210 and 220 may improve the transmission characteristics of the input / output waveguides 110 and 120 and the vacuum port 200 from the waveguide 100. At the center of the waveguide
Figure 112013091847726-pat00004
Located at, the diameter (d) of the post-wall (210, 220) is to be 0.2 times or more of the waveguide magnetic interface length (a '). In addition, the distance between the first post-wall (210) and the second post-wall (post-wall) 220 is to improve the electrical separation characteristics by the periodic characteristics
Figure 112013091847726-pat00005
Located in, two or more post-walls can be arranged. In addition, the plurality of post-walls 210 and 220 may be implemented in a circular, rectangular, or triangular pillar form.

또한, 상기 기둥장벽(Post-wall)의 직경(d)이 도파관의 H-면(H-Plane)의 길이(a')에 비해 0.2배 이상이 되면, 즉

Figure 112012026504925-pat00006
이면, 인덕턴스 성분인 Xa(기둥장벽에 의해 생기는 인덕턴스)가 0에 가까워져, 전송계수(Transmission coefficient)는 0이되고,반사계수(Reflection coefficient)가 1이 되어 이론적으로 임피던스(Impedance)가 무한대로 가게되어 진공포트(200)는 도파관에 전기적으로 분리되어 있는 오픈 스터브(Open stub) 역할을 하게 되는 것이다.In addition, when the diameter d of the post-wall becomes 0.2 times or more than the length a 'of the H-plane of the waveguide, that is,
Figure 112012026504925-pat00006
In this case, the inductance component Xa (inductance caused by the pillar barrier) approaches zero, the transmission coefficient becomes zero, the reflection coefficient becomes one, and the impedance theoretically goes to infinity. As a result, the vacuum port 200 serves as an open stub electrically separated from the waveguide.

또한, 상기 진공포트(200)내 주기적인 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)은 T 네트워크(Network)가 주기적으로 이루어진 2 포트(Port) 네트워크로 등가 모델링 될 수 있는 것이다. 또한, 상기 기둥장벽(Post-wall)이 진공포트(200)내에 주기적인 구조를 가지게 함으로써, 전기적인 분리특성(Open stub)을 향상시켜, 단면적을 최대로 함에 따른 RF 누설(RF leakage) 증가에 따른 전송손실을 최소화할 수 있는 것이다.
In addition, the periodic post-walls 210 and 220 in the vacuum port 200 may be equivalently modeled as a 2-port network in which a T network is periodically formed. In addition, the post-wall has a periodic structure in the vacuum port 200, thereby improving the electrical open stub, thereby increasing RF leakage by maximizing the cross-sectional area. This can minimize transmission loss.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고출력 전송도파관에 고진공을 유지하기 위해 진공포트를 추가함에 있어, 기둥 장벽(Post-wall)을 주기적으로 배치하여, 진공포트가 고출력 전송도파관에 물리적으로는 연결되어 있지만 전기적으로는 분리되도록 하는 현상을 이용하여, 고출력 전송에 따른 정전파괴(RF Breakdown) 및 누설(RF leakage)현상에 의한 전송손실 문제를 해결할 수 있고, 또한 진공포트의 단면적을 최대화 하는 구조를 제공하므로써, 진공배기속도 감소에 따른 추가적인 비용증가를 방지할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
As described above, according to the present invention, in adding a vacuum port to maintain a high vacuum in the high power transmission waveguide, by periodically arranging post-walls, the vacuum port is physically connected to the high power transmission waveguide. However, it is possible to solve the problem of transmission loss caused by RF breakdown and RF leakage due to high power transmission by using electrical separation, and also provide structure to maximize the cross-sectional area of vacuum port. As a result, it is possible to provide a device capable of preventing additional cost increase due to the reduction of the vacuum exhaust speed.

도 1 은 본 발명을 적용한 고출력 전송 도파관 진공포트 장치이다.
도 2는 본 발명을 적용한 고출력 전송 도파관 진공포트 장치 평면도이다.
도 3은 본 발명을 적용한 진공포트 등가회로도이다.
도 4는 본 발명을 적용한 RF Leakage 특성 그래프이다.1 is a high power transmission waveguide vacuum port device to which the present invention is applied.
2 is a plan view of a high power transmission waveguide vacuum port device to which the present invention is applied.
3 is an equivalent circuit diagram of a vacuum port to which the present invention is applied.
4 is a graph illustrating RF leakage characteristics to which the present invention is applied.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고출력 전송 도파관에서 고진공을 유지하기 위해 진공포트를 추가함에 따라 발생하는 정전파괴(RF breakdown)와 RF 누설(RF Leakage)에 따른 전송손실 및 진공배기속도 감소 없이 진공포트를 구성함에 있어, 고진공을 위하여 단면적을 최대로 하는 진공포트가 고출력 전송도파관에 물리적으로는 연결되어 있지만 전기적으로는 분리(Open stub)하는 역할을 하는 기둥장벽(Post-wall)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한 진공포트의 단위면적 증가에 따른 RF 누설(RF leakage) 특성 향상을 위해 기둥장벽(Post-wall)이 직렬로(Cascade) 주기적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a reduction in transmission loss and vacuum exhaust speed due to RF breakdown and RF leakage caused by the addition of a vacuum port to maintain a high vacuum in a high power transmission waveguide. In constructing a vacuum port without a vacuum, a vacuum port that maximizes the cross-sectional area for high vacuum is physically connected to the high-power transmission waveguide, but forms a post-wall that serves as an electrical open stub. Characterized in that. In addition, post-walls are cascaded periodically to improve RF leakage characteristics as the unit area of the vacuum port increases.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명을 적용한 실시예에 따른 기둥장벽(Post wall, 210, 220)을 이용한 고출력 전송 도파관 진공포트 장치 구성도이다. 상기 도 1과 같이 고출력의 RF 신호가 입력되는 입력도파관(110), 입력된 고출력 RF 신호가 출력되는 출력 도파관(120), 고출력 전송 도파관에 정전파괴(RF Breakdown)를 방지하기 위하여 고진공을 유지하는 진공포트(200)로 구성된다.
1 is a block diagram of a high power transmission waveguide vacuum port device using post walls (210, 220) in accordance with an embodiment to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a high vacuum is maintained in order to prevent an RF breakdown in an input waveguide 110 into which a high power RF signal is input, an output waveguide 120 in which an input high output RF signal is output, and a high power transmission waveguide. It is composed of a vacuum port 200.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 도파관(100)에 고진공을 유지하기 위한 진공포트(200)는 입출력 도파관(110, 120)의 옆면 즉, 도파관 구조의 H-면(H-plane)에 도파관에서 전계(E-field)가 제일 약한 면에 형성되어, 고출력 전송에 따른 정전파괴(RF breakdown)에 대한 높은 안전도를 제공한다.As shown in FIG. 1, the vacuum port 200 for maintaining a high vacuum in the waveguide 100 is a side surface of the input / output waveguides 110 and 120, that is, the H-plane of the waveguide structure in the waveguide. E-field is formed on the weakest side, providing high safety against RF breakdown due to high power transmission.

상기 도파관에 물리적으로 연결되어 있는 상기 진공포트(200)를, 전기적으로 분리(Open stub)시키는 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)을 포함한다.It includes a plurality of post-wall (210, 220) for electrically opening (stub) the vacuum port 200 is physically connected to the waveguide.

상기 첫 번째 기둥장벽(Post-wall, 210)은 입출력 도파관(110, 120)의 전송특성 향상과 RF 누설(RF leakage)방지 특성 향상, 즉 전기적 분리(Open stub)특성을 가지기 위해 도파관의 중심에서

Figure 112012026504925-pat00007
에 위치하는 것을 특징으로 한다. 상기 복수의 기둥장벽(Post-wall,210,220)의 직경(d)은 도파관 자계면 길이(a')의 0.2배 이상이 되는 것을 특징으로 한다.The first post-wall (210) is at the center of the waveguide to improve the transmission characteristics of the input and output waveguides (110, 120) and to improve the RF leakage prevention characteristics, that is, the electrical separation (Open stub) characteristics
Figure 112012026504925-pat00007
It is characterized in that located in. A diameter d of the plurality of post-walls 210 and 220 may be 0.2 times or more of the waveguide magnetic interface length a '.

상기 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)은 진공포트(200)의 중심에 위치하고, 전기적 분리(Open stub)특성을 향상시켜 전송향상특성과 RF 누설(RF leakage) 방지 특성을 향상하기 위하여 진공포트 내부에 직렬(Cascade)로 주기적(동일한 구조가

Figure 112012026504925-pat00008
간격으로 배치)으로 배치한다.As shown in FIG. 2, the plurality of post-walls 210 and 220 are positioned at the center of the vacuum port 200, and improve transmission characteristics and RF leakage by improving open stub characteristics. In order to improve the protection against RF leakage, the cascade is periodically built in the vacuum port.
Figure 112012026504925-pat00008
Arranged at intervals).

첫 번째 기둥장벽(Post-wall, 210)과 두 번째 기둥장벽(Post-wall, 220)사이의 거리는 주기적인 특성, 즉 중첩특성(Superposition)에 의한 전기적인 분리특성 향상을 위하여

Figure 112013091847726-pat00009
에 위치하고, 두개 이상의 기둥장벽(Post-wall)이 배치될 수 있으며, 상기 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)의 형태는 원형, 사각형, 또는 삼각형 기둥형태로 구현될 수 있다.The distance between the first post-wall (210) and the second post-wall (220) is a periodic characteristic, that is, to improve the electrical separation characteristics by superposition.
Figure 112013091847726-pat00009
Located in, two or more post-walls may be disposed, and the plurality of post-walls 210 and 220 may be formed in a circular, rectangular, or triangular column.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 진공포트(200)내 단일 기둥장벽(Post-wall)은 집중소자(Lumped element)인 커패시턴스(Capacitance)와 인덕턴스(Inductance)의 조합으로 등가모델링 될 수 있다. 여기서 커패시턴스 Xb는 기둥장벽(Post-wall)과 도파관(100) 윗면, 아래면 접합에 의해서 발생하는 기둥장벽(Post-wall) 기생 커패시턴스(Capacitance)이고, Xa는 기둥장벽(Post-wall) 의해 생기는 인덕턴스(Inductance)이다.As shown in FIG. 3A, a single post-wall in the vacuum port 200 may be equivalently modeled by a combination of capacitance and inductance, which are lumped elements. Here, the capacitance Xb is a post-wall parasitic capacitance generated by the post-wall and the waveguide 100 top and bottom junctions, and Xa is a post-wall generated by the post-wall. Inductance.

상기 등가모델의 커패시턴스(Xb)와 인덕턴스(Xa)는 산란 파라미터(S-parameter)를 통하여 아래와 같이 구할 수 있다. The capacitance (Xb) and inductance (Xa) of the equivalent model can be obtained as follows through the scattering parameter (S-parameter).

Figure 112012026504925-pat00010
Figure 112012026504925-pat00010

Figure 112012026504925-pat00011
Figure 112012026504925-pat00011

여기서 Zo는 도파관 특성 임피던스이다. 여기서 기둥장벽(Post-wall)의 직경(d)이 도파관의 H-면(H-Plane)의 길이(a')에 비해 0.2배 이상이 되면, 즉

Figure 112012026504925-pat00012
이면, 인덕턴스 성분인 Xa가 0에 가까워지고,Xb가 무한대가 됨으로써, 전송계수(Transmission coefficient)는 0이되고, 반사계수(Reflection coefficient)가 1이 되어 진공포트(200)에서 바라본 임피던스(Impedance)는 이론적으로 임피던스(Impedance)가 무한대로 가게되어 진공포트(200)는 도파관에 전기적으로 분리되어 있는 오픈 스터브(Open stub) 역할을 하게 된다. 실제적으로 임피던스가 무한대로 가지않기 때문에 단일 기둥장벽(Post-wall)을 이용하여 RF 누설(RF leakage)의 방지는 한계를 가지게 된다.
Where Zo is the waveguide characteristic impedance. Here, if the diameter d of the post-wall becomes 0.2 times or more than the length a 'of the H-plane of the waveguide, that is,
Figure 112012026504925-pat00012
When the inductance component Xa approaches zero and Xb becomes infinity, the transmission coefficient becomes zero, the reflection coefficient becomes one, and the impedance seen from the vacuum port 200 is observed. Theoretically, impedance goes to infinity so that the vacuum port 200 serves as an open stub that is electrically separated from the waveguide. In practice, since impedance does not go to infinity, the prevention of RF leakage using a single post-wall is limited.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 진공포트(200)내 주기적인 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)은 T 네트워크(Network)가 주기적으로 이루어진 2 포트(Port) 네트워크로 등가 모델링 될 수 있다. 따라서 기둥장벽(Post-wall)이 진공포트(200)내에 주기적인 구조를 가지게 함으로써, 전기적인 분리특성(Open stub)을 향상시켜, 단면적을 최대로 함에 따른 RF 누설(RF leakage) 증가에 따른 전송손실을 최소화하여 문제를 해결할 수 있게 된다.
Referring to FIGS. 3A and 3B, periodic post-walls 210 and 220 in the vacuum port 200 may be equivalently modeled as a 2-port network in which a T network is periodically formed. . Therefore, the post-wall has a periodic structure in the vacuum port 200, thereby improving the electrical open stub and transmitting according to the increase of RF leakage by maximizing the cross-sectional area. The problem can be solved by minimizing losses.

도 4는 본 발명을 적용한 실시예에 따른 도 1를 이용하여 전산 모사한 동작 주파수별 RF 누설(RF leakage) 특성을 나타내는 그래프이다. 도 4에서 세로축에 나타낸 값은 주파수에 따른 RF 누설(RF leakage) 특성을 데시벨(dB) 스케일로 나타낸 값으로서 절대값이 커질수록 높은 RF 누설(RF leakage) 억제 특성을 나타내며, 도 4를 참조하면, 기둥장벽(Post-wall)을 직렬(Cascade)로 주기적으로 배치함으로써, 진공포트(200)의 단면적을 최대한 유지하면서, RF 누설(RF leakage)특성을 향상 시킬 수 있음을 알 수 있다.
FIG. 4 is a graph showing RF leakage characteristics for each operating frequency simulated using FIG. 1 according to an embodiment to which the present invention is applied. In FIG. 4, the value indicated on the vertical axis represents RF leakage characteristic according to frequency in decibel (dB) scale, and the higher the absolute value, the higher the RF leakage suppression characteristic. Referring to FIG. 4. By periodically arranging post-walls in cascade, it can be seen that RF leakage characteristics can be improved while maintaining the cross-sectional area of the vacuum port 200 to the maximum.

이상에서와 같이,본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 분야의 당업자이면 본 발명의 실시예를 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이다.그러므로, 본 발명의 특허권리범위는 본 발명에 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 균등물의 범주 내에서의 실시예들은 본 발명의 특허권리범위에 속하는 것이라 하겠다.
As described above, it has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art to which the present invention pertains can carry out various modifications to the embodiments of the present invention. Therefore, the scope of the patent rights of the present invention The embodiments within the scope of the equivalents without departing from the spirit and scope of the present invention are not limited to the embodiments described in the present invention.

100 : 도파관
200 : 진공포트
210, 220 : 기둥장벽(Post-wall)100: waveguide
200: vacuum port
210, 220: Post-wall

Claims (6)

Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치로서,
도파관 내의 고진공을 유지하기 위하여, 상기 도파관의 옆면인 H-면(H-plane)에 상기 도파관에서 전계(E-field)가 제일 약한면에 물리적으로 연결되어 있는 진공포트(200)와;
상기 진공포트(200)를 상기 도파관에서 전기적으로 분리(Open stub)시키는 복수의 기둥장벽(Post-wall, 210, 220)을 포함하고,
상기 복수의 기둥장벽 중에서 첫 번째 기둥장벽은 상기 도파관의 전송특성 향상과 도파관으로부터 진공포트를 전기적으로 분리하기 위하여, 상기 도파관의 중심에서
Figure 112013091847726-pat00021
에 위치하는 것을 특징으로 하는 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치.High power waveguide vacuum port device using post-wall,
In order to maintain a high vacuum in the waveguide, the vacuum port 200 is physically connected to the weakest surface of the waveguide in the waveguide on the H-plane (H-plane) side of the waveguide;
The vacuum port 200 includes a plurality of post-walls (210, 220) to electrically open (open stub) in the waveguide,
The first column barrier among the plurality of pillar barriers is provided at the center of the waveguide to improve transmission characteristics of the waveguide and to electrically separate the vacuum port from the waveguide.
Figure 112013091847726-pat00021
High-power waveguide vacuum port device using a post-wall, characterized in that located in. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 기둥장벽은 진공포트(200)의 중심에 위치하고, 전기적 분리특성을 향상시켜 전송향상 특성과 RF 누설(RF leakage) 방지 특성을 향상하기 위하여 진공포트 내부에 직렬(Cascade)로 주기적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치.The method of claim 1,
The plurality of pillar barriers are located at the center of the vacuum port 200, and are periodically arranged in cascades in the vacuum port to improve transmission characteristics and improve RF leakage prevention characteristics by improving electrical separation characteristics. High power waveguide vacuum port device using a post-wall characterized in that the. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 첫 번째 기둥장벽의 직경(d)은 도파관 자계면 길이(a')의 0.2배 이상이 되는 것을 특징으로 하는 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The diameter (d) of the first pillar barrier is a high-power waveguide vacuum port device using a post-wall, characterized in that more than 0.2 times the waveguide magnetic interface length (a '). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 첫 번째 기둥장벽(Post-wall, 210)과 두 번째 기둥장벽(Post-wall, 220)사이의 거리는 주기적인 특성에 의한 전기적인 분리특성 향상을 위하여
Figure 112013091847726-pat00022
에 위치하고, 두개 이상의 기둥장벽(Post-wall)이 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공 포트 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The distance between the first post-wall (210) and the second post-wall (220) is to improve electrical separation characteristics by periodic characteristics.
Figure 112013091847726-pat00022
Located in, high-power waveguide vacuum port device using a post-wall, characterized in that two or more post-walls can be arranged. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 기둥장벽의 형태는 원형, 사각형, 또는 삼각형 기둥형태로 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치.The method of claim 1,
The shape of the plurality of pillar barriers is a high-power waveguide vacuum port device using a post-wall, characterized in that can be implemented in a circular, square, or triangular pillar form. 제 3 항에 있어서,
기둥장벽의 직경(d)이 도파관의 H-면(H-Plane)의 길이(a')에 비해 0.2배 이상이 되면, 즉
Figure 112013091847726-pat00015
이면, 인덕턴스 성분인 Xa(기둥장벽에 의해 생기는 인덕턴스)가 0에 가까워져, 전송계수(Transmission coefficient)는 0이되고, 반사계수(Reflection coefficient)가 1이 되어 이론적으로 임피던스(Impedance)가 무한대로 가게되어 진공포트(200)는 도파관에 전기적으로 분리되어 있는 오픈 스터브(Open stub) 역할을 하게 되는 것을 특징으로 하는 Post-wall을 이용한 고출력 도파관 진공포트 장치.The method of claim 3, wherein
When the diameter (d) of the column barrier becomes 0.2 times or more than the length (a ') of the H-plane (H-plane) of the waveguide, that is,
Figure 112013091847726-pat00015
In this case, the inductance component Xa (inductance caused by the pillar barrier) approaches zero, the transmission coefficient becomes zero, the reflection coefficient becomes one, and the impedance theoretically goes to infinity. The vacuum port 200 is a high power waveguide vacuum port device using a post-wall, characterized in that to act as an open stub (Open stub) that is electrically separated from the waveguide.
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HASHIMOTO, K. et al. An Equivalent PEC Solid Wall Waveguide Model for the Design of the H-Plane Aperture in the Post-Wall T-Junctions. IEEE APSURSI 2009. 2009. (제1면 내지 제4면) *
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