KR101404225B1 - 버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기 - Google Patents

Abstract

한 개의 입력 신호를 N개의 신호로 분배하거나 N개의 입력 신호를 한 개의 출력 단자로 결합해 주기 위해 사용되는 버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기에 관한 것이다. 버틀러 매트릭스는 한 쪽에 입력단자를 구비하고 다른 쪽에 출력단자를 구비하는 복수의 하이브리드와, 하이브리드들을 서로 연결하여 하이브리드들 간에 신호를 전송하는 도파관들을 포함한다. 하이브리드들을 서로 연결하는 경로 중 교차되는 부분이 없도록, 하이브리드들의 위치와 입력단자들의 방향 및 출력단자들의 방향이 설정됨과 아울러, 도파관들이 구부러져 형성된다.

Description

버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기{Butler Matrix and Multi-Port Amplifier including the same}

본 발명은 한 개의 입력 신호를 N개의 신호로 분배하거나 N개의 입력 신호를 한 개의 출력 단자로 결합해 주기 위해 사용되는 버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기에 관한 것이다.

다중단자 증폭기는 한 개의 입력 신호를 N개의 신호로 분배하거나 N개의 입력 신호를 한 개의 출력 단자로 결합해 주기 위한 수동 소자인 버틀러 매트릭스를 사용하기도 한다. 이러한 버틀러 매트릭스는 전송되는 신호의 크기에 따라, 마이크로 스트립 선로(microstrip line)나, 스트립 선로(strip line)나, 동축 선로(coaxial line)나, 도파관(wave guide) 등을 사용한다. 대전력 RF 신호가 인가되는 다중단자 증폭기의 경우, 버틀러 매트릭스는 도파관을 사용한다.

버틀러 매트릭스는 신호의 전력 분배 및 결합을 위해 4단자 소자인 3dB 하이브리드를 사용한다. 2×2 매트릭스는 1개의 하이브리드, 4×4 매트릭스는 4개의 하이브리드, 8×8 매트릭스는 12개의 하이브리드를 사용할 수 있다. 이렇게 입출력 단자가 많아질수록 사용되는 하이브리드의 수가 많아지고 하이브리드를 서로 연결하기 위한 경로가 복잡해지기 때문에, 선로가 겹쳐져서 단락(short)되는 부분이 생긴다. 따라서, 버틀러 매트릭스는 겹쳐진 선로에 의한 신호의 단락을 방지하기 위한 구조로 설계되어야 한다.

버틀러 매트릭스는 마이크로스트립 선로 또는 스트립 선로와 같이 적층이 가능한 평면 형태의 선로를 사용할 경우, 비어 홀(via hole)을 사용한다. 버틀러 매트릭스가 동축 선로 또는 도파관과 같이 평면 구현이 어려운 선로를 사용할 경우, 구부러진 선로(bended transmission line)을 사용하여 선로를 격리시킬 수 있다.

하지만, 버틀러 매트릭스가 평면 형태의 선로를 적층하여 비어 홀을 사용할 경우, 전기적인 기생성분이 발생하여 신호의 왜곡이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 대전력을 사용할 수 없다. 버틀러 매트릭스가 구부러진 형태의 동축 선로나 도파관을 사용할 경우, 복잡한 형상으로 인해 경로의 손실이 커지게 된다. 다른 방법으로, 버틀러 매트릭스는 선로가 겹쳐지는 부분을 3dB 하이브리드 2개를 연달아 연결한 크로스오버를 사용하면, 평면 형태로 매트릭스 구현이 가능하지만, 크로스오버를 사용하지 않는 전송선로 구간과 비교하여 위상의 차이가 발생하게 된다.

도 1은 종래의 8×8 버틀러 매트릭스에 대한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 8×8 버틀러 매트릭스의 경우, 모두 12개의 3dB 하이브리드 1 내지 12(H1 ~ H12)가 사용되며 하이브리드 1 내지 12(H1 ~ H12) 사이는 전송선로(L15, L16, L25, L26, L37, L38, L47, L48, L59, L79, L510, L611, L612, L710, L811, L812)에 의해 연결된다. 8×8 버틀러 매트릭스에서의 신호 흐름을 간략하게 정리하면 다음과 같다.

8개의 입력단자 중에서 하이브리드 1(H1)의 입력단자 중 한 곳으로 입력 신호가 여기(feeding)된다. 여기된 입력 신호는 각각 절반의 크기와 90도의 위상 차이를 갖고 분기되어 하이브리드 1(H1)의 두 출력 단자로 나온다.

하이브리드 1(H1)에서 출력된 신호는 각각 하이브리드 5, 6(H5, H6)으로 여기된 후에 전술한 원리에 의해서 분기되어 하이브리드 5, 6(H5, H6)의 각 두 출력단자로 나온다. 하이브리드 5, 6(H5, H6)에서 출력된 신호는 하이브리드 9, 10, 11, 12(H9, H10, H11, H12)로 여기된 후에 분기되어 하이브리드 9, 10, 11, 12(H9, H10, H11, H12)의 모든 8개 출력단자로 신호가 출력된다. 이때, 출력 신호는 경로에 의한 손실과 위상의 변화가 없다고 가정할 때, 각각 입력 신호 대비 -9dB의 크기로 분기된다.

그런데, 하이브리드 1 내지 12(H1 ~ H12) 사이를 연결하는 전송선로 중에서, 전송선로 L16와 전송선로 L25 사이, 전송선로 L38와 전송선로 L47 사이, 전송선로 L510와 전송선로 L79 사이, 전송선로 L611와 전송선로 L79, L710 사이, 전송선로 L612와 전송선로 L79, L710, L811 사이가 서로 교차된다.

선로 간의 교차로 인한 단락을 방지하기 위해서, 도파관 선로를 구부러진 구조로 연결하여 3차원 형태로 버틀러 매트릭스를 구현하거나, 교차된 부분에 크로스오버 커플러를 사용하여 2차원 구조로 버틀러 매트릭스를 구현하는 방법이 있다.

하지만, 다중단자 증폭기에 사용하기 위한 버틀러 매트릭스의 출력 신호는 입력 신호와 비교해서 동일한 비율의 진폭과 일정한 크기의 위상 차이를 가져야 한다. 따라서, 하이브리드들 사이를 연결하는 전송선로는 서로 동일한 전기적인 길이를 갖도록 사용하거나, 진폭과 위상의 변화가 생긴 만큼 진폭과 위상을 조절해야만 한다. 또한, 구부러진 도파관을 사용할 경우는 복잡한 경로가 될 수 있기 때문에, 단순한 경로로 구현될 필요가 있다.

만약, 교차된 부분에 크로스오버 커플러를 사용할 경우는 진폭과 위상의 변화가 생기기 때문에, 진폭 감쇄기 또는 이득을 갖는 능동 소자를 사용하여 진폭을 조정하거나, 변화된 위상의 조절을 위해 위상 천이기(phase shifter)를 사용하여야만 한다.

본 발명의 과제는 관통 구멍 또는 복잡한 선로 또는 크로스오버를 사용하지 않고도, 겹쳐진 전송선로를 서로 격리시켜 신호의 손실과 왜곡을 없앨 수 있는 버틀러 매트릭스 및 이를 구비한 다중단자 증폭기를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 버틀러 매트릭스는, 한 쪽에 입력단자를 구비하고 다른 쪽에 출력단자를 구비하는 복수의 하이브리드(hybrid)와, 상기 하이브리드들을 서로 연결하여 상기 하이브리드들 간에 신호를 전송하는 도파관들을 포함하며; 상기 하이브리드들을 서로 연결하는 경로 중 교차되는 부분이 없도록, 상기 하이브리드들의 위치와 상기 입력단자들의 방향 및 상기 출력단자들의 방향이 설정됨과 아울러, 상기 도파관들이 구부러져 형성된다.

본 발명에 따르면, 버틀러 매트릭스를 도파관으로 구현하기 위해서 복잡한 경로의 구부러진 도파관을 사용하거나 진폭과 위상의 변화가 생기는 크로스오버를 사용하는 종래 기술과 달리, 크로스오버를 사용하지 않고 단순한 경로로 버틀러 매트릭스를 구현함으로써 경로 손실과 위상의 변화를 최소화할 수 있다.

도 1은 종래의 8×8 버틀러 매트릭스에 대한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4×4 버틀러 매트릭스에 대한 블록도.
도 3은 도 2의 버틀러 매트릭스에 대한 일 예를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 8×8 버틀러 매트릭스에 대한 블록도.
도 5는 도 4의 버틀러 매트릭스에 대한 일 예를 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 버틀러 매트릭스에 있어서, 하이브리드 1로 입력 신호의 여기시 하이브리드 1 내지 4의 입력단자로 반사되거나 격리되는 특성을 보여주는 그래프.
도 7은 도 5의 버틀러 매트릭스에 있어서, 하이브리드 1로 입력 신호의 여기시 하이브리드 9 내지 12의 출력단자로 전송되는 특성을 보여주는 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4×4 버틀러 매트릭스에 대한 블록도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 버틀러 매트릭스에 대한 일 예를 도시한 사시도이다. 도 3의 버틀러 매트릭스는 하이브리드와 도파관에서 도체 부분이 생략되고 공기(air)로 채워진 부분만을 도시한 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 4×4 버틀러 매트릭스는 4개의 하이브리드(hybrid) 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)와, 도파관들(13, 14, 23, 24)을 포함한다. 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)는 각각 한 쪽에 입력단자를 구비하고, 다른 쪽에 출력단자를 구비한다.

도파관들(13, 14, 23, 24)은 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)를 서로 연결하여 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4) 간에 신호를 전송한다. 여기서, 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)를 서로 연결하는 경로 중 교차되는 부분이 없도록, 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)의 위치와 입력단자들의 방향 및 출력단자들의 방향이 설정됨과 아울러, 도파관들(13, 14, 23, 24)이 구부러져 형성된다. 따라서, 관통 구멍 또는 복잡한 선로 또는 크로스오버를 사용하지 않고 버틀러 매트릭스가 구현됨으로써, 경로 손실과 위상의 변화가 최소화될 수 있다.

하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)는 각각 입력단자가 2개이고 출력단자가 2개인 4단자 하이브리드일 수 있다. 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)는 입력전력 레벨에 비해 3dB 전력이 감쇠되는 3dB 하이브리드일 수 있다. 그리고, 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)는 광대역 특성을 얻을 수 있는 E-평면 형태의 바이노미알 슬롯(binomial slot) 하이브리드일 수 있다.

하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)는 동일 평면에 방사상으로 배열된다. 서로 마주하는 한 쌍의 하이브리드 1, 2(HYB1, HYB2)의 각 입력단자가 바깥쪽을 향하도록 위치된다. 그리고, 나머지 한 쌍의 하이브리드 3, 4(HYB3, HYB4)의 각 출력단자가 바깥쪽을 향하도록 위치된다. 여기서, 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)는 각각 2개의 입력단자가 좌우로 놓이고 2개의 출력단자가 좌우로 놓이도록 위치된다.

4개의 도파관들(13, 14, 23, 24)은 동일한 전송길이를 갖도록 각각 형성되어 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4) 사이를 연결한다. 도파관들(13, 14, 23, 24)은 동일한 크기와 형태로 각각 구부러진 형태를 갖는다. 도파관들(13, 14, 23, 24)은 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4) 사이에 배치되고, 각각의 볼록한 중앙 부위가 서로 마주하도록 배열된 상태에서 양단이 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)에 각각 연결된다.

여기서, 도파관들(13, 14, 23, 24) 중 하나(13)는 일단이 하이브리드 1(HYB1)의 출력단자에 연결되고, 타단이 인접한 하이브리드 3(HYB3)의 입력단자에 연결된다. 나머지 도파관들(14, 23, 24)도 전술한 방식으로 하이브리드 1(HYB1)과 하이브리드 4(HYB4) 사이와 하이브리드 2(HYB2)와 하이브리드 3(HYB3)과 하이브리드 2(HYB2)와 하이브리드 4(HYB4) 사이를 각각 연결한다.

도파관들(13, 14, 23, 24)은 E-평면 도파관으로 각각 이루어질 수 있다. 전술한 버틀러 매트릭스는 단순한 경로를 가질 뿐 아니라, 출력 신호가 입력 신호와 비교해서 동일한 비율의 진폭과 일정한 크기의 위상 차이를 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 8×8 버틀러 매트릭스에 대한 블록도이다. 그리고, 도 5는 도 4의 버틀러 매트릭스에 대한 일 예를 도시한 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 8×8 버틀러 매트릭스는 전체적인 형상이 3차원 구조를 갖는다. 8×8 버틀러 매트릭스는 12개의 하이브리드 1 내지 12(HYB1 ~ HYB12)와 도파관들(15, 16, 25, 26, 37, 38, 47, 48, 59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812)을 구비한다. 하이브리드 1 내지 12(HYB1 ~ HYB12)는 각각 입력단자가 2개이고 출력단자가 2개인 4단자 하이브리드일 수 있다.

하이브리드 1 내지 12(HYB1 ~ HYB12)는 입력전력 레벨에 비해 3dB 전력이 감쇠되는 3dB 하이브리드일 수 있다. 그리고, 하이브리드 1 내지 12(HYB1 ~ HYB12)는 광대역 특성을 얻을 수 있는 E-평면 형태의 바이노미알 슬롯 하이브리드일 수 있다. 하이브리드 1 내지 12(HYB1 ~ HYB12)는 4개씩 제1,2,3 하이브리드 어레이를 각각 구성한다.

제1 하이브리드 어레이는 4개의 하이브리드 1, 2, 5, 6(HYB1, HYB2, HYB5, HYB6)이 동일 평면에 방사상으로 배열되며, 서로 마주하는 한 쌍의 하이브리드 1, 2(HYB1, HYB2)의 각 입력단자와 나머지 한 쌍의 하이브리드 5, 6(HYB5, HYB6)의 각 출력단자가 바깥쪽을 향하도록 위치되어 구성된다. 제2 하이브리드 어레이는 다른 4개의 하이브리드 3, 4, 7, 8(HYB3, HYB4, HYB7, HYB8)이 제1 하이브리드 어레이의 하측에서 제1 하이브리드 어레이와 동일한 형태로 위치되어 구성된다.

제3 하이브리드 어레이는 나머지 4개의 하이브리드 9, 10, 11, 12(HYB9, HYB10, HYB11, HYB12)가 제1 하이브리드 어레이와 제2 하이브리드 어레이 사이에 배치된다. 그리고, 제3 하이브리드 어레이의 하이브리드 9, 10, 11, 12(HYB9, HYB10, HYB11, HYB12)는 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드 1, 2(HYB1, HYB2)와 제2 하이브리드 어레이의 3, 4(HYB3, HYB4)와 나란하게 동일 평면에 정렬되며, 각 출력 단자가 바깥쪽을 향하도록 위치되어 구성된다. 제3 하이브리드 어레이의 하이브리드 9, 10, 11, 12(HYB9, HYB10, HYB11, HYB12)는 각각 2개의 입력단자가 상하로 놓이고 2개의 출력단자가 상하로 놓이도록 위치된다.

그리고, 도파관들(15, 16, 25, 26, 37, 38, 47, 48, 59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812)은 8개의 제1 도파관들(15, 16, 25, 26, 37, 38, 47, 48)과 8개의 제2 도파관들(59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812)을 포함한다. 4개의 제1 도파관들(15, 16, 25, 26)은 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드 1, 2, 5, 6(HYB1, HYB2, HYB5, HYB6) 사이를 연결한다. 그리고, 나머지 4개의 제1 도파관들(37, 38, 47, 48)은 제2 하이브리드 어레이의 하이브리드 3, 4, 7, 8(HYB3, HYB4, HYB7, HYB8) 사이를 각각 연결한다.

제1 도파관들(15, 16, 25, 26, 37, 38, 47, 48)에 의해, 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드 1, 2, 5, 6(HYB1, HYB2, HYB5, HYB6) 사이를 연결하는 방식과, 제2 하이브리드 어레이의 하이브리드 3, 4, 7, 8(HYB3, HYB4, HYB7, HYB8) 사이를 연결하는 방식은 전술한 4×4 버틀러 매트릭스에서와 동일하게 이루어질 수 있다.

여기서, 8개의 제1 도파관들(15, 16, 25, 26, 37, 38, 47, 48)은 동일한 전송길이를 갖도록 각각 형성되어 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드 1, 2, 5, 6(HYB1, HYB2, HYB5, HYB6) 사이와 제2 하이브리드 어레이의 하이브리드 3, 4, 7, 8(HYB3, HYB4, HYB7, HYB8) 사이를 각각 연결할 수 있다.

4개의 제2 도파관들(59, 510, 611, 612)은 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드 5, 6(HYB5, HYB6)과 제3 하이브리드 어레이의 9, 10, 11, 12(HYB9, HYB10, HYB11, HYB12) 사이를 연결한다. 그리고, 나머지 4개의 제2 도파관들(79, 710, 811, 812)은 제2 하이브리드 어레이의 7, 8(HYB7, HYB8)과 제3 하이브리드 어레이의 9, 10, 11, 12(HYB9, HYB10, HYB11, HYB12) 사이를 연결한다.

여기서, 8개의 제2 도파관들(59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812)은 동일한 전송길이를 갖도록 각각 형성될 수 있다. 제2 도파관들(59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812)은 각각 E-평면 도파관(EW)과 H-평면 도파관(HW)이 연결된 형태일 수 있다. E-평면과 H-평면은 수직을 이룬다. 따라서, 제2 도파관들(59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812)은 각각 E-평면 도파관(EW)과 H-평면 도파관(HW)이 연결된 부위가 90도 틀어진 형태를 갖는다.

E-평면 도파관(EW)은 제1 하이브리드 어레이 또는 제2 하이브리드 어레이에 연결되고, H-평면 도파관(HW)은 제3 하이브리드 어레이에 연결된다. 이러한 버틀러 매트릭스는 단순한 경로를 가질 뿐 아니라, 출력 신호가 입력 신호와 비교해서 동일한 비율의 진폭과 일정한 크기의 위상 차이를 가질 수 있다.

전술한 실시예들에 따른 버틀러 매트릭스는 다중단자 증폭기에 채용될 수 있다. 예를 들어, 다중단자 증폭기는 전술한 버틀러 매트릭스가 복수 개로 배열되고 버틀러 매트릭스들 사이에 증폭기가 연결된 구성으로 이루어질 수 있다. 여기서, 어느 한 버틀러 매트릭스의 출력단자가 증폭기의 입력단에 연결되고, 인접한 다른 버틀러 매트릭스의 입력단자가 증폭기의 출력단에 연결된다.

도 6은 도 5의 버틀러 매트릭스에 있어서, 하이브리드 1로 입력 신호의 여기시 하이브리드 1 내지 4의 입력단자로 반사되거나 격리되는 특성을 보여주는 그래프이다. 그리고, 도 7은 도 5의 버틀러 매트릭스에 있어서, 하이브리드 1로 입력 신호의 여기시 하이브리드 9 내지 12의 출력단자로 전송되는 특성을 보여주는 그래프이다. 여기서, 도파관은 WR42 표준 도파관을 이용하였다. WR42 표준 도파관은 구형으로 이루어지고, 내부 크기가 10.7㎜×4.3㎜이며, 사용주파수가 18 ~ 26.5㎓인 도파관이다.

먼저 도 6에 도시된 바와 같이, 하이브리드 1(HYB1)로 입력 신호를 여기시킨 상태에서 하이브리드 1 내지 4(HYB1 ~ HYB4)의 8개 입력단자들(In1 ~ In8)로 입력 반사 및 격리(Input Return and isolation)되는 특성을 살펴보면, 19.5 ~ 22.5㎓의 해석 주파수 대역에서 -35dB 이하로 우수한 특성을 나타냄을 확인해볼 수 있다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 하이브리드 1(HYB1)로 입력 신호의 여기시 하이브리드 9 내지 12(HYB9 ~ HYB12)의 8개 출력단자들(Out1 ~ Out8)로 전송(Transmission)되는 특성을 살펴보면, 19.5 ~ 22.5㎓의 해석 주파수 대역에서 9dB0.5의 특성을 나타낸다. 경로에 의한 손실과 위상의 변화가 없다고 가정할 때, 출력 신호가 각각 입력 신호 대비 -9dB의 크기로 분기되는 것과 비교한다면 충분히 만족할만한 수준임을 확인해볼 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

HYB1 ~ HTB12..하이브리드 1 내지 12
15, 16, 25, 26, 37, 38, 47, 48..제1 도파관
59, 79, 510, 611, 612, 710, 811, 812..제2 도파관

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 한 쪽에 2개의 입력단자들을 구비하고 다른 쪽에 2개의 출력단자들을 구비하는 복수의 하이브리드(hybrid)와, 상기 하이브리드들을 서로 연결하여 상기 하이브리드들 간에 신호를 전송하는 도파관들을 포함하며, 상기 하이브리드들을 서로 연결하는 경로 중 교차되는 부분이 없도록, 상기 하이브리드들의 위치와 상기 입력단자들의 방향 및 상기 출력단자들의 방향이 설정됨과 아울러, 상기 도파관들이 구부러져 형성된 버틀러 매트릭스로서,
   상기 버틀러 매트릭스는 상기 하이브리드들을 12개 구비하여 8×8 버틀러 매트릭스를 이루며;
   상기 12개의 하이브리드들 중 4개의 하이브리드들은 동일 평면에 방사상으로 배열되며, 서로 마주하는 한 쌍의 하이브리드들의 각 입력단자와 나머지 한 쌍의 하이브리드들의 각 출력단자가 바깥쪽을 향하도록 위치되어 제1 하이브리드 어레이를 구성하며,
   다른 4개의 하이브리드들은 상기 제1 하이브리드 어레이의 하측에서 상기 제1 하이브리드 어레이와 동일한 형태로 위치되어 제2 하이브리드 어레이를 구성하며;
   나머지 4개의 하이브리드들은 상기 제1 하이브리드 어레이와 상기 제2 하이브리드 어레이 사이에서 상기 제1,2 하이브리드 어레이의 하이브리드들 중 각 입력단자가 바깥쪽을 향한 하이브리드들과 나란하게 동일 평면에 정렬되며, 각 출력 단자가 바깥쪽을 향하도록 위치되어 제3 하이브리드 어레이를 구성하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
9. 제8항에 있어서,
   상기 도파관들은,
   상기 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드들 사이와 상기 제2 하이브리드 어레이의 하이브리드들 사이를 각각 연결하는 제1 도파관들과, 상기 제1 하이브리드 어레이와 상기 제3 하이브리드 어레이 사이와 상기 제2 하이브리드 어레이와 상기 제3 하이브리드 어레이 사이를 각각 연결하는 제2 도파관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 도파관들은 8개로 구비되며, 8개의 제1 도파관들은 동일한 전송길이를 갖도록 각각 형성되어 상기 제1 하이브리드 어레이의 하이브리드들 사이와 상기 제2 하이브리드 어레이의 하이브리드들 사이를 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 도파관들은 8개로 구비되며, 8개의 제2 도파관들은 동일한 전송길이를 갖도록 각각 형성되어 상기 제1 하이브리드 어레이와 상기 제3 하이브리드 어레이 사이와 상기 제2 하이브리드 어레이와 상기 제3 하이브리드 어레이 사이를 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
12. 제11항에 있어서,
    상기 하이브리드는 E-평면 형태의 바이노미알 슬롯(binomial slot) 하이브리드인 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도파관은 E-평면 도파관인 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 도파관은 E-평면 도파관과 H-평면 도파관이 연결된 형태인 것을 특징으로 하는 버틀러 매트릭스.
15. 제8항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 기재된 버틀러 매트릭스를 포함하는 다중단자 증폭기.

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