KR101413989B1 - Antenna phase shifter having multi-axles - Google Patents

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KR101413989B1
KR101413989B1 KR1020140053144A KR20140053144A KR101413989B1 KR 101413989 B1 KR101413989 B1 KR 101413989B1 KR 1020140053144 A KR1020140053144 A KR 1020140053144A KR 20140053144 A KR20140053144 A KR 20140053144A KR 101413989 B1 KR101413989 B1 KR 101413989B1
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최환기
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주식회사 선우커뮤니케이션
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Abstract

The present invention relates to a phase shifter of an antenna. The phase shifter comprises two or more, preferably three coaxial-pair patterns and three phase shifters based on three axes, and each arc-shaped pattern and phase shifter are organically connected to form a phase difference in an antenna. On the other hand, rotation of the phase shifters do not interfere an input side matching circuit. According to the present invention, the phase shifter has advantages of forming a larger phase difference compared with the conventional phase shifter, being optimally used in an antenna apparatus, and being able to more precisely control the phase and power ratio.

Description

다축 위상 변위기 {Antenna phase shifter having multi-axles}Antenna phase shifter having multi-axes < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 위상 변위기에 관한 것으로 특히, 이동통신 시스템의 기지국 또는 중계기 안테나에 적용되어 복사 빔 패턴의 방향을 가변조절할 수 있는 안테나 위상 변위기에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shifter, and more particularly, to an antenna phase shifter applied to a base station or a repeater antenna of a mobile communication system to variably adjust a direction of a radiation beam pattern.

통상의 이동통신 시스템에서는 지역별 또는 시간별로 사용자 접속 밀도가 변하는 등 통신환경이 가변적이며, 이러한 여러 상황들에 대응하여 최적의 서비스를 제공하기 위하여 사업자 측에서는 기지국 안테나의 빔 패턴 각도를 조절하여 유효 범위를 조정하는 네트워크 관리를 하고 있다. 위상 변위기는 안테나 시스템에서 상기와 같은 빔 방향의 제어를 위하여 구비되는 장치이다
In a typical mobile communication system, the communication environment is variable such that the user connection density varies depending on the region or time. In order to provide an optimal service in response to various situations, the operator adjusts the beam pattern angle of the base station antenna to adjust the effective range Has coordinated network management. The phase shifter is a device provided for the control of the beam direction as described above in the antenna system

관련 기술에 따른 위상 변위기의 예로서, 도 1은 특허등록 제562534호에 개시된 "전력분배 기능을 구비한 위상 가변기"를 나타낸다. 다른 예로서 특허등록 제480225호에 개시된 "고주파 위상 시프트 어셈블리", 일본 공개특허공보 제2008-53764호에 개시된 "분배이상기" 또는 "다분기 분배이상기" 등이 있으나, 위의 위상 변위기(110)에 비하여 형태가 약간 다를 뿐 기본적 구성이 모두 마찬가지이므로 따로 설명하지 않는다.
As an example of a phase shifter according to the related art, Fig. 1 shows a "phase shifter with power distribution function" disclosed in Japanese Patent No. 562534. Another example is a " high-frequency phase shift assembly "disclosed in Patent Registration No. 480225, a" distribution phase shifter "or a" multi-branch distribution phase shifter "disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-53764, ), But the basic configuration is the same, so it is not explained separately.

위 특허들에 개시된 위상 가변기(110)는 기본적으로 베이스 기판(111) 상에 형성된 급전부(112)와 원호형 패턴(113), 그리고 상기 패턴(113)의 중심축(115)에 회전가능하게 고정된 위상기(114)를 포함하여 구성된다. 상기 위상기(114)의 하면에는 전력전송 패턴이 형성되는 한편, 각 패턴(113)의 양단 각 출력포트에 안테나 어레이의 방사소자가 연결된다.
The phase changer 110 disclosed in the above patents basically includes a feeder 112 and an arc-shaped pattern 113 formed on a base substrate 111, and a center axis 115 of the pattern 113, (114) which is fixed to the base. A power transmission pattern is formed on the lower surface of the upper portion 114 and radiating elements of the antenna array are connected to output ports of both ends of each pattern 113.

이 구성에서 상기 급전부(112)를 통해 공급된 전력은 위상기(114)를 경유하여 상기 원호형 패턴(113)에 커플링 급전되고 각 포트를 통하여 출력되는데, 상기 위상기(114)가 어느 한 방향으로 일정 각도 회전됨으로써 입력포트 또는 급전부112)로부터 좌·우 출력포트 간의 거리 분배에 의한 위상차가 만들어지는 것이다.
In this configuration, the power supplied through the power feeder 112 is coupled to the arc-shaped pattern 113 via the upper portion 114 and output through each port. The phase difference is generated by the distance distribution between the left and right output ports from the input port or the power feeder 112 by rotating at a predetermined angle in one direction.

문제는 이와 같이 단순한 급전선로의 형태에서는 각 포트 간 달성되는 위상차가 그리 크지 않으며, 따라서 안테나의 공진 대역폭이 협소해진다는데 있다. 실제로 도 1을 기반으로 하여 구현된 안테나 테스트에서, 특히 LTE 주파수 대역에서 공진 대역폭이 극단적으로 협소한 특성을 확인할 수가 있었다.
The problem is that in the form of a simple feed line, the phase difference achieved between the ports is not very large, and thus the resonant bandwidth of the antenna is narrowed. In fact, in the antenna test implemented based on FIG. 1, it was confirmed that the resonance bandwidth is extremely narrow especially in the LTE frequency band.

대책으로서 특허등록 제480225호 및 특허공개 제2011-47907호 등에 개시된 바 원호형 패턴을 미엔더 라인의 형태로 설계한다든지, 특허등록 제1075983호에 개시된 바 회전 위상기상의 패턴을 미엔더 라인의 형태로 설계한다든지 하는 방법들이 제시되어 있다. 그러나 이러한 미엔더의 예들은, 도 1 및 다른 위상 변위기에 비하여 실제로 유의할만한 위상차를 나타내지는 못하는데, 이는 단지 하나의 원호형 패턴과 하나의 전송 패턴을 이용하여 선로 구성되기 때문이다.
As a countermeasure, the arc-shaped pattern disclosed in Patent Registration No. 480225 and the Patent Publication No. 2011-47907 can be designed in the form of a meander line, or the pattern of the rotational phase phase described in Patent Registration No. 1075983 And a method of designing it in a form. However, these examples of the meander can not represent a phase difference which is actually remarkable as compared with the phase shifter of Fig. 1, because it is constituted by a line using only one arcuate pattern and one transmission pattern.

그러므로, 필요한 정도의 큰 위상차를 구현하기 위하여는 기본적으로 원호형 패턴의 반경이 커져야 하며, 결과적으로는 적용 안테나 전체의 규모가 커질 수밖에 없다는 것이 현실적인 인식이었다. 그러나 이러한 인식을 극복한 것이, 도 2에 개시된 본 출원인에 의한 특허등록 제1223747호의 위상 변위기(120)이다.
Therefore, in order to realize a phase difference as large as necessary, the radius of the arcuate pattern must basically increase, and as a result, it is realistic that the size of the entire applied antenna can not be increased. However, overcoming this recognition is the phase shifter 120 of the patent registration No. 1223747 of the present applicant, which is disclosed in Fig.

상기 변위기(120)는 동축(124)으로 형성된 두 개의 원호형 패턴(122,123)을 갖는 베이스 기판(121)과, 상기 축(124)에 끼워져 회전하는 위상기 기판(125)을 포함한다. 여기에서 상기 위상기 기판(125)는 며 좌·우 대칭적으로 형성되어 각각 제1패턴(122)과 제2패턴(123)을 전자적으로 연결하는 한 쌍의 전송선(126)을 포함하여 이루어진다.
The displacer 120 includes a base substrate 121 having two arcuate patterns 122 and 123 formed on a coaxial shaft 124 and a substrate 125 mounted on the shaft 124 and rotated. The substrate 125 may include a pair of transmission lines 126 formed symmetrically to each other and electrically connecting the first and second patterns 122 and 123 to each other.

이 변위기(120) 구조는, 당연하게, 종래의 것에 비하여 개선된 위상차를 구현할 수 있을 것이다. 그러나 여기에서는 더 큰 위상차 구현을 위한 변위기의 구조적 특징을 보여주지 못하고 있다. 상기 특허를 기반으로 한다면, 생각건대, 동축(124)의 원호형 패턴(122,123)과 전송선(126)을 더 많이 설계함으로써 더 큰 위상차 구현이 가능할 수도 있을 것이다.
The structure of this transformer 120 can naturally realize an improved phase difference as compared with the conventional one. However, the structural characteristics of the phase shifter for a larger phase difference implementation are not shown here. Based on this patent, it may be possible to realize a larger phase difference implementation by designing more of the arcuate patterns 122, 123 of the coaxial 124 and the transmission line 126.

그러나 이 경우:But in this case:

1) 원호형 패턴의 크기가 종방향 및 횡방향으로 확장되며, 이에 따라 위상 변위기의 규모가 상당히 커지게 된다. 통상적으로 이 분야의 안테나 장치는 종방향 어레이 소자를 포함하여 폭이 좁고 긴 형태로 구성되는데, 이와 같이 종·횡으로 확장된 위상 변위기는 그와 같은 형태의 안테나 장치에 실제로 적용되기가 현실적으로 매우 어려워진다.1) The size of the arcuate pattern extends in the longitudinal direction and in the transverse direction, so that the size of the phase shifter is significantly increased. Generally, the antenna device of this field is composed of a narrow and long shape including a longitudinal array element. It is practically very difficult to actually apply such a longitudinally and horizontally extended phase shifter to such an antenna device Loses.

2) 또한, 원하는 위상차를 얻기 위하여는 위상기의 회전 범위가 상당히 커져야 하는데, 현실적으로 또는 물리적으로 그 범위에는 제약이 있으므로 만족할만한 결과를 얻을 수 없게 된다.2) Further, in order to obtain a desired phase difference, the above-described rotation range must be considerably large, and satisfactory results can not be obtained because there is a limit in realistic or physically limited range.

3) 한편으로는 많은 원호형 패턴(122,123) 간의 간격을 촘촘히 하는 방법으로, 안테나의 규모를 줄일 수 있을 것으로 보지만, 이 경우 신호 간의 간섭이나 혼선이 예상되며 그러면 질 좋은 서비스를 제공할 수 없게 된다. 따라서 현실적인 특단의 설계가 필요해지는 것이다.
3) On the other hand, it is expected that the size of the antenna can be reduced by increasing the spacing between the arcuate patterns 122 and 123. However, in this case, interference between signals or crosstalk is expected, . Therefore, a realistic and unusual design is required.

본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 위상 변위기의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은, 동일 또는 유사한 규모에서 그리고 위상기의 작은 회전량에도 불구하고, 실질적으로 큰 위상차를 구현할 수 있는 위상 변위기를 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the phase shifter according to the related art. It is an object of the present invention to provide a phase shifter capable of realizing a substantially large phase difference at the same or similar scale and in spite of the above small amount of rotation.

본 발명의 다른 목적은, 특히 작은 폭으로 설계되어 폭이 좁고 긴 형태로 구성되는 안테나 장치에 최적으로 적용될 수 있는 위상 변위기를 제공하고자 하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 보다 정확한 위상 및 전력비의 조절이 가능한 위상 변위기를 제공하고자 하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a phase shifter which can be optimally applied to an antenna device which is designed with a small width and is narrow and long. It is still another object of the present invention to provide a phase shifter capable of adjusting the phase and power ratio more accurately.

본 발명의 위상 변위기는 급전부와 원호형 패턴이 형성된 베이스 기판과, 상기 기판상 패턴의 중심에 회전가능하게 고정된 위상기 기판을 포함하며, 상기 패턴의 양단 출력포트에 안테나 소자가 연결되는 위상 변위기를 기반으로 한다.
The phase shifter of the present invention includes a base substrate on which a feed part and an arcuate pattern are formed, and a substrate rotatably fixed on the center of the pattern on the substrate, It is based on displacement.

구체적으로, 본 발명의 위상 변위기는:Specifically, the phase shifter of the present invention comprises:

제1축을 중심으로 동축 배치된 내측 제1-1패턴과 외측 제1-2패턴을 갖는 제1원호형 패턴과, 상기 제1축의 일측에 형성된 제2축을 중심으로 동축 배치된 내측 제2-1패턴과 외측 제2-2패턴을 갖는 제2원호형 패턴을 포함하며, 이때 상기 제1-2패턴의 일측 하향 단부가 인접한 제2-1패턴의 하향 단부에 연결되는 베이스 기판;A first arcuate pattern coaxially arranged about the first axis and having an inner first pattern I-1 and an outer second pattern I 2; and a second arcuate pattern coaxially arranged around one end of the first shaft, Pattern and a second arcuate pattern having an outer 2 < 2 > pattern, wherein one side downward end of the 1-2 pattern is connected to a downward end of the adjacent 2-1 pattern;

상기 기판상에서 제1-1패턴에 연결되는 급전부;A feeding part connected to the 1-1 pattern on the substrate;

상기 제1축에 회전가능하게 체결되며 좌·우 대칭적으로 형성되어 각각 제1-1패턴과 제1-2패턴을 전자적으로 연결하는 한 쌍의 전송선을 갖는 제1위상기와, 상기 제2축에 회전가능하게 체결되며 제2-1패턴과 제2-2패턴을 전자적으로 연결하는 전송선을 갖는 제2위상기를 포함하는 복수의 위상기 기판;A first phase shifter rotatably coupled to the first shaft and symmetrically formed on the first axis and having a pair of transmission lines for electronically connecting the 1-1 pattern and the 1-2 pattern, A second phase shifter rotatably coupled to the second phase shifter and having a transmission line for electronically coupling the 2-1 pattern and the 2-2 pattern;

으로 이루어지며,Lt; / RTI >

출력포트가 상기 제2-2패턴의 단부 또는, 분배기를 통하여 제2-2패턴의 단부 및 제1-2패턴의 단부에 각각 연결되는 것;The output port is connected to the end of the second -2 pattern or the end of the second 2 pattern and the end of the 1-2 pattern through the distributor respectively;

을 특징으로 한다.
.

바람직하게, Preferably,

상기 베이스 기판은: The base substrate includes:

상기 제1축을 기준으로 제2축의 타측에 형성된 제3축을 중심으로 동축 배치된 내측 제3-1패턴과 외측 제3-2패턴을 갖는 제3원호형 패턴을 포함하며, 이때 상기 제1-2패턴의 타측 하향 단부가 인접한 제3-1패턴의 하향 단부에 연결되며;An inner 3-1 pattern coaxially arranged around a third axis formed on the other side of the second axis with respect to the first axis, and a third circular pattern having an outer 3-2 pattern, The other downstream end of the pattern being connected to the downstream end of the adjacent 3-1 pattern;

상기 위상기 기판은:Wherein the substrate comprises:

상기 제3축에 회전가능하게 체결되며 제3-1패턴과 제3-2패턴을 전자적으로 연결하는 전송선을 갖는 제3위상기를 포함하며;A third phase shifter rotatably coupled to the third axis and having a transmission line for electronically connecting the 3-1 pattern and the 3-2 pattern;

출력포트가 상기 제3-2패턴의 단부에 더 형성된다.
And an output port is further formed at the end of the third-second pattern.

상기 전송선은 바람직하게 'ㄷ'자형 패턴으로 설계되지만, 일자형 또는 미엔더형 패턴이 제한없이 적용될 수 있다. 여기에서, 상기 제2위상기 및 제3위상기의 각 전송선은 인접한 제1위상기의 각 전송선과 동일한 형태로 이루어지며, 바람직하게, 상기 제2위상기 및 제3위상기는 동일한 형태로서 제1위상기를 중심으로 대칭적으로 형성된다.
The transmission line is preferably designed in a 'C' pattern, but a straight or meander pattern may be applied without limitation. Here, each of the second and third transmission lines is formed in the same shape as that of each of the adjacent first transmission lines. Preferably, the second and third phase shifters are of the same shape, And is symmetrically formed around the phase shifter.

또한 바람직하게, 상기 위상기의 회전으로 인한 매칭회로의 특성변화를 방지하기 위하여, 상기 급전부 측 매칭회로를 위상기의 회전영역의 외측 예컨대 제1축의 하측에 위치하도록 설계한다.
Preferably, in order to prevent a change in characteristics of the matching circuit due to the above-described rotation, the feeder side matching circuit is designed to be located outside the above-described rotation region, for example, below the first axis.

본 발명의 위상 변위기에 따르면, According to the phase shifter of the present invention,

1) 제1 내지 제3의 축, 패턴 및 위상기를 포함하며, 각각은 유기적으로 연결되어 최적 설계되어 있다. 이로써 종래의 위상 변위기에 비하여 약 2 배 이상 큰 위상차를 구현할 수가 있다. 1) includes first to third axes, a pattern and a phase shifter, each of which is optimally designed to be connected organically. This makes it possible to realize a phase difference that is about two times larger than that of the conventional phase shifter.

2) 그러면서도 크기에는 유의할 만한 차이가 없으며 단지 작은 폭으로 길게 설계될 수 있는데, 실제로 안테나 장치 자체가 실제로 폭이 좁고 긴 형태로 구성되는 한, 이 위상 변위기의 형태는 최적으로 적용될 수 있다.2) However, there is no significant difference in size, and it can only be designed as a small width. In fact, this type of phase shifter can be applied optimally as long as the antenna device itself is actually made of a narrow and long shape.

3) 바람직한 예에서, 설계 및 구현에 따른 전기특성의 변화가 없거나 크지 않으므로, 보다 정확한 위상 및 전력비의 조절이 가능한 효과가 있다.
3) In the preferred example, since there is no change or no change in electric characteristics according to the design and implementation, more accurate phase and power ratio can be adjusted.

도 1은 종래 회전형 위상 변위기의 구성도.
도 2는 종래 다른 위상 변위기의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 위상 변위기의 평면도.
도 4는 도 3의 분해도.
도 5는 도 3의 작용도.
도 6은 도 3의 위상 변위기가 적용된 안테나의 정재파비 그래프1 is a configuration diagram of a conventional phase shifter.
2 is a configuration diagram of another conventional phase shifter.
3 is a plan view of a phase shifter according to the present invention;
4 is an exploded view of Fig.
Figure 5 is an operational view of Figure 3;
Fig. 6 is a graph showing the standing wave ratio graph of the antenna to which the phase shifter of Fig. 3 is applied

이상에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 다축 위상 변위기(이하 '위상 변위기')의 특징과 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 3 이하의 도면에서, 본 발명에 따른 위상 변위기가 부호 10으로 표시되어 있다.
The features and advantages of the present multi-axis phase shifter (hereinafter referred to as " phase shifter ") described or not described above will become more apparent from the following description of the embodiments with reference to the accompanying drawings. 3, the phase shifter according to the present invention is designated by the reference numeral 10.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 상기 위상 변위기(10)는 복수의 회전 축(12,13,14)을 갖는 베이스 기판(11)과, 각 축(12,13,14)에 회전가능하게 체결되는 위상기 기판(15,16,17)으로 이루어진다. 상기 기판(10)은 입력포트(19)로부터 연장된 급전부(18)와, 각 축(11,12,13)을 중심으로 소위 스트립 라인으로 급전선로를 구성하는 원호형 패턴(20,21,22)을 포함한다. 그리고 이 패턴(20,21,22)의 각 말단은 출력포트(P1-P4)로서 안테나 소자에 연결될 것이다.
3 and 4, the phase shifter 10 of the present invention includes a base substrate 11 having a plurality of rotation shafts 12, 13 and 14, And the substrate (15, 16, 17) which is rotatably fastened. The substrate 10 includes a feed part 18 extended from an input port 19 and arc-shaped patterns 20, 21, 21, 22 constituting a feed line with a so- 22). And each end of the pattern 20, 21, 22 will be connected to the antenna element as an output port P1-P4.

상기 베이스 기판(11)은 제1축(12)을 중심으로 동축 배치된 내측 제1-1패턴(20a)과 외측 제1-2패턴(20b)을 포함하는 제1원호형 패턴(20)과, 상기 제1축(12)의 일측에 형성된 제2축(13)을 중심으로 동축 배치된 내측 제2-1패턴(21a)과 외측 제2-2패턴(21b)을 포함하는 제2원호형 패턴(21)을 포함한다. 이때 상기 제1-2패턴(20b)의 일측 하향 단부(24a)는 분배기(23)를 통하여:The base substrate 11 includes a first circular arc pattern 20 including an inner first 1-1 pattern 20a coaxially disposed about a first axis 12 and an outer first 1-2 pattern 20b, A second circular arc pattern 21a including an inner second pattern 21a coaxially arranged around a second axis 13 formed on one side of the first axis 12 and an outer second pattern 22b, Pattern 21 as shown in FIG. At this time, the downstream end 24a on one side of the first-second pattern 20b passes through the distributor 23,

인접한 제2-1패턴(21a)의 하향 단부에;At the downstream end of the adjacent second-first pattern 21a;

그리고, 직접 출력포트 P2에;To the direct output port P2;

각각 연결되도록 설계된다.
Respectively.

여기에서 출력포트 P1은 제2-2패턴(21b)에 연결된다. 그리고 출력포트 P1은, 예컨대 제2원호형 패턴(21)이 없는 도 2의 위상 변위기에서, 제1-2패턴(20b)의 일단에 직접 연결되는 출력포트이다.
Here, the output port P1 is connected to the second-second pattern 21b. The output port P1 is an output port directly connected to one end of the first-second pattern 20b in the phase shifter of Fig. 2 without the second circular pattern 21, for example.

위상차의 균형적 구현을 위하여, 본 실시예에서는, 상기 베이스 기판(11)은 은 제1원호형 패턴(20)을 기준으로 제2원호형 패턴(21)에 대칭적으로 형성되는 제3원호형 패턴(22)을 더 포함하여 이루어진다.
In order to achieve a balanced implementation of the phase difference, in the present embodiment, the base substrate 11 has a third circular arc shape formed symmetrically with respect to the second circular arc pattern 21 with reference to the first circular arc pattern 20, Pattern 22 as shown in FIG.

구체적으로, 상기 베이스 기판(11)은 상기 제1축(12)을 기준으로 제2축(13)의 타측에 형성된 제3축(14)을 중심으로 동축 배치된 내측 제3-1패턴(22a)과 외측 제3-2패턴(22b)을 포함하는 제3원호형 패턴(22)을 포함한다. 이때 상기 제1-2패턴(20b)의 타측 하향 단부(24b)가 인접한 제3-1패턴(22a)의 하향 단부에 연결되도록 설계된다. 마찬가지로, 이때 상기 제1-2패턴(20b)의 타측 하향 단부(24b)는 분배기(23)를 통하여:Specifically, the base substrate 11 includes an inner third-first pattern 22a coaxially arranged around a third axis 14 formed on the other side of the second shaft 13 with respect to the first axis 12, And a third arc pattern 22 including an outer third pattern 22b. At this time, the other downward end 24b of the first-second pattern 20b is designed to be connected to the downward end of the adjacent third-first pattern 22a. Similarly, at this time, the other downstream end 24b of the first-second pattern 20b is connected to the second-

인접한 제3-1패턴(22a)의 하향 단부에;At the downstream end of the adjacent third-third pattern 22a;

그리고, 직접 출력포트 P4에;Then, to the direct output port P4;

각각 연결되도록 설계된다.
Respectively.

여기에서 출력포트 P5는 제3-2패턴(22b)에 연결된다. 그리고 출력포트 P4는, 예컨대 제3원호형 패턴(22)이 없는 도 2의 위상 변위기에서, 제1-2패턴(20b)의 일단에 직접 연결되는 출력포트이다.
Here, the output port P5 is connected to the third-second pattern 22b. And the output port P4 is an output port directly connected to one end of the first-second pattern 20b, for example, in the phase shifter of Fig. 2 without the third circular arc pattern 22. [

부호 19는 입력포트(18)로부터 제1-1패턴(20a)에 연결되는 급전부이다. 구체적으로 상기 급전부(19)는 분배기(23)를 통하여:Reference numeral 19 denotes a feeding part connected from the input port 18 to the 1-1 pattern 20a. Specifically, the power feeder 19 is connected to the power distributor 23 via a distributor 23,

상기 제1-1패턴(20a)에;In the first 1-1 pattern 20a,

그리고, 직접 출력포트 P3에;Then, in the direct output port P3;

각각 연결되도록 설계된다.Respectively.

또한 본 실시예에서는 상기 급전부(19) 측에, 좌·우 출력단자 간의 위상 및 전력비 조절을 위한 매칭회로(24)가 구비되는데, 상기 위상기 기판(15,16,17)의 회전으로 인한 전기적 특성변화를 방지하기 위하여, 위상기 기판(15,16,17)의 회전영역의 외측에 위치하도록 설계된다. 예컨대 도시된 바와 같이, 제1축(12)의 하측에 위치하도록 하고 제1위상기(15)의 하부를 대략 축(12) 중심의 V형, U형 또는 부채꼴로 형성하는 것이 최적 설계인 것으로 판단된다.
In this embodiment, a matching circuit 24 for adjusting the phase and power ratio between the left and right output terminals is provided on the feeder 19 side, And is designed to be located outside the rotational region of the substrate (15, 16, 17) above to prevent electrical characteristics from changing. For example, as shown in the figure, it is an optimal design to be located below the first axis 12 and to form the lower portion of the first upper portion 15 in a V-shape, a U-shape, or a sector shape substantially at the center of the axis 12 .

이상에서, 각 원호형 패턴(20,21,22)은 일렬로 배열된 축(12,13,14)을 중심으로 하여, 서로 다른 반지름(r1,r2)를 가지고 동축적으로 이격 배치된 내·외측의 패턴을 포함하여 이루어진다. 그리고 도면에서, 제1원호형 패턴(20)은 중앙의 끊어진 일부분(25)을 포함한다.
In the above, each arc-shaped pattern 20, 21, 22 is formed by coaxially and spaced apart radially spaced r1, r2 axes 12, 13, And an outer pattern. In the figures, the first arcuate pattern 20 includes a cut-away portion 25 at the center.

구체적으로, 상기 제1원호형 패턴(20)은 전체적으로 반원형의 원호로서, 중앙의 끊어진 일부분(25)을 포함하여 두 파트로 구분된다. 이에 상기 제1원호형 패턴(20)은 중심선(X-X)을 기준으로 90°보다 작은 원호가 좌·우 대칭을 이루도록 구성되며, 상기 제1원호형 패턴(20)의 좌·우측에 배치되는 제2원호형 패턴(21)과 제3원호형 패턴(22)은 각각 제1원호형 패턴(20)의 인접한 파트와 동일한 형태로 구성되어 있으므로, 따라서 제2원호형 패턴(21)과 제3원호형 패턴(22)은 상기 중심선(X-X)을 기준으로 대칭이 되는 것이다.
Specifically, the first arc-shaped pattern 20 is divided into two parts including an arc-shaped circular arc as a whole, including a broken part 25 at the center. The first arcuate pattern 20 is configured such that arcs smaller than 90 degrees are symmetrical in the left and right directions with respect to the center line XX, Since the two arc-shaped patterns 21 and the third arc-shaped patterns 22 are formed in the same shape as the adjacent parts of the first circular-arc pattern 20, The arc pattern 22 is symmetrical with respect to the center line XX.

상기 위상기 기판은 제1축(12)에 회전가능하게 체결되며 좌·우 대칭적으로 형성되어 각각 제1-1패턴(20a)과 제1-2패턴(20b)을 전자적으로 연결하는 한 쌍의 전송선(26a,26b)을 포함하는 제1위상기(15)와, 상기 제2축(13)에 회전가능하게 체결되며 제2-1(21a)패턴과 제2-2패턴(21b)을 전자적으로 연결하는 전송선(27)을 포함하는 제2위상기(16)를 포함한다.
The upper substrate is rotatably coupled to the first shaft 12 and is symmetrically formed in a left-right symmetrical manner to form a pair of first and second patterns 20a and 20b, (21a) and second (2-2) patterns (21b) rotatably coupled to the second shaft (13) and including a first transmission line (26a, 26b) And a second upper portion (16) including a transmission line (27) for electronically connecting.

바람직하게, 상기 제3축(14)에 회전가능하게 체결되며 제3-1패턴(22a)과 제3-2패턴(22b)을 전자적으로 연결하는 전송선(28)을 포함하는 제3위상기(17)을 더 포함하여 이루어진다. 이 경우 상기 제2위상기(16) 및 제3위상기(17)의 각 전송선(27,28)은 인접한 제1위상기(15)의 각 전송선(26a,26b)과 동일한 형태로 이루어지며, 이에 전송선 27과 28 및 제2위상기(27)와 제3위상기(28)는 동일한 형태로서 중심선(X-X) 또는 제1위상기(15)를 기준으로 대칭적으로 형성된다.
Preferably, the third upper (22a) includes a transmission line (28) rotatably coupled to the third axis (14) and electrically connecting the third -1 pattern (22a) and the third 2 pattern (22b) 17). In this case, the transmission lines 27 and 28 of the second upper 16 and the third 17 are formed in the same shape as the transmission lines 26a and 26b of the adjacent first upper 15, The transmission lines 27 and 28 and the second upper portion 27 and the third upper portion 28 are formed symmetrically with respect to the center line XX or the first upper portion 15 in the same form.

도시된 바와 같이, 적어도 제1위상기(15)의 하단부는 제1축(12)을 중심으로 대략의 V형 또는 부채꼴로 형성된다. 이는 각 위상기(15,16,17) 간의 간격을 좁히면서 각각의 자유로운 회전을 가능하게 한다. 동시에, 각 위상기(15,16,17)의 회전에 의한 매칭회로(24)의 간섭이 배제되는 특징이 있으며, 이에 따라 좌·우 출력포트(P1,P2-P4,P5) 간 정확한 위상 및 전력비의 조절이 가능해진다.
As shown, at least the lower end of the first upper portion 15 is formed in a substantially V-shape or sector shape about the first axis 12. This allows each free rotation while narrowing the spacing between each of the upper stages (15, 16, 17). At the same time, interference of the matching circuit 24 due to the rotation of the upper portions (15, 16, 17) is excluded, thereby precisely correcting the phase between the left and right output ports (P1, P2-P4, P5) The power ratio can be adjusted.

개략적으로, 급전선로는 입력포트(18)- 급전부(19)- 제1원호형패턴(20)- 전송선(26a,26b,27,28)- 제2,3원호형패턴(21,22)- 출력포트(P1,P5)로 연결 형성된다. 또한, 적정개소의 분배기(23)를 이용하여 각 출력포트(P2,P3,P4)로 연결 형성된다. 여기에서의 선로연결 방식으로서 예컨대 제1원호형패턴(20)- 전송선(26a,26b), 전송선(27,28)- 제2,3원호형패턴(21,22)의 구간에서는 전자기식 결합인 EM(Electro-Magnetic) 커플링이 적용될 수 있다.
In general, the feed line includes an input port 18, a feed part 19, a first arc pattern 20, a transmission line 26a, 26b, 27 and 28, a second and third arc pattern 21, - output ports (P1, P5). Further, the output ports P2, P3, and P4 are connected to each other by using a distributor 23 at a proper position. As a line connection method here, for example, in the section of the first arc pattern 20, the transmission lines 26a and 26b, the transmission lines 27 and 28, and the second and third arcuate patterns 21 and 22, EM (Electro-Magnetic) coupling can be applied.

본 실시예에서, 상기한 전송선(26a,26b,27,28)은 각 원호형 패턴(20,21,22)과 동일한 반경(r1,r2)를 갖는 두 개의 원호를 포함하여 대략 'ㄷ'자형으로 구성된다. 물론 일자형이나 선형, 미엔더형 등으로 설계 변경될 수 있으나, 이 방법으로서 각 위상기(15,16,17)의 회전에 의하여 상기 급전선로가 단락되는 현상을 확실하게 방지할 수가 있다.
In this embodiment, the transmission lines 26a, 26b, 27, 28 include two arcs having the same radius r1, r2 as the respective arcuate patterns 20, 21, . Of course, the design can be changed to a straight shape, a linear shape, a meander type, and the like. However, this method can reliably prevent the feed line from being short-circuited by the rotation of the upper portions (15, 16, 17).

도 4를 참조하여, 상기 위상 변위기(10)에서 각 출력포트(P1-P5)로 전력이 분배되는 과정을 설명한다. 편의상, 입력포트(18)에서 출력포트 P1 및 P5로의 각 선로를 "A" 및 "B"로 나타내었으며, 그 외에는 별도의 표시를 하지 않았다.
Referring to FIG. 4, a process of distributing power from the phase shifter 10 to each of the output ports P1-P5 will be described. For convenience, the lines from the input port 18 to the output ports P1 and P5 are denoted by "A "and" B ", respectively.

먼저, 무선 주파수 신호는 상기 베이스 기판(11)의 입력포트(18)를 통하여 입력되고, 계속하여 급전부(19)를 지나면서 양방향으로 분리되면서, 연이어 제1-1패턴(20a)으로 흐른다. 다음, 분리된 각 신호는 제1-1패턴(20a)으로부터 제1위상기(15)의 대칭 전송선(26a,26b)을 경유한 후, 제1-2패턴(20b)으로 전달된다.
First, a radio frequency signal is input through the input port 18 of the base substrate 11 and then flows in the first 1-1 pattern 20a successively while being separated in both directions passing through the feeder 19. Next, the separated signals are transmitted from the 1-1 pattern 20a to the 1-2 pattern 20b after passing through the symmetrical transmission lines 26a and 26b of the first upper 15 pattern.

그 후, 상기 제1-2패턴(20b)의 양측 하향 단부(24a,24b)에 연결된 각 분배기(23)를 통하여:Then, through each distributor 23 connected to the both-side downward ends 24a, 24b of the first-second pattern 20b:

일부는 제2-1패턴(21a) 및 제3-1패턴(22a)의 하향 단부에;Some at the downstream end of the 2-1 pattern 21a and the 3-1 pattern 22a;

다른 일부는 직접 좌·우 출력포트(P2,P4)에;The other directly to the left and right output ports (P2, P4);

분배 및 공급되는 것이다.Distributed and supplied.

출력포트 P3는 입력포트(18) 측에 분배기(23)를 두어, 일측을 급전부(19)로 연결하고 다른 일측을 출력포트로 연결할 수 있음을 보여준다.
The output port P3 shows that the distributor 23 can be provided on the input port 18 side to connect one side to the power feeder 19 and the other side to the output port.

위에서 제2-1패턴(21a) 및 제3-1패턴(22a)의 하향 단부에 전달된 각 신호는 각각 제2-1패턴(21a), 제3-1패턴(22a)으로부터 제2위상기(16), 제3위상기(17)의 전송선(27,28)을 경유한 후, 제2-2패턴(21b), 제3-2패턴(22b)으로 전달된다. 그 후, 또 다른 좌·우 출력포트(P1,P5)에 공급되는 것이다. 이로써 도면에 개시된 선로 "A"와 "B"가 성립되는 것이다.
The signals transmitted to the downstream ends of the 2-1st pattern 21a and the 3-1st pattern 22a from the 2-1st pattern 21a, the 3-1st pattern 22a, Pattern 21b and the third-second pattern 22b after passing through the transmission lines 27 and 28 of the third and seventh positions 17 and 16, respectively. And then to the other left and right output ports P1 and P5. As a result, the lines "A" and "B"

한편 상기 각 위상기(15,15,17)는 회전이 가능하며, 이를 회전시키면 각 커플링의 포인트가 달라지면서 입력포트(18)로부터 각 출력포트(P1-P5)까지의 급전선로의 길이가 가변된다. 이러한 방법으로 각 출력포트(P1-P5) 간 원하는 위상차를 구현할 수가 있다. 여기에서, 포트 P1, P5로 출력되는 위상의 변화량은 실질적으로 각각 P2, P4의 2배 이상이다.
On the other hand, each of the upper portions 15, 15 and 17 is rotatable. When the pair of upper portions 15, 15 and 17 is rotated, the coupling points of the respective pairs are changed, and the length of the feeder lines from the input port 18 to the output ports P1- Lt; / RTI > In this way, a desired phase difference can be realized between the output ports P1-P5. Here, the amount of change in the phase output to the ports P1 and P5 is substantially two or more times that of P2 and P4, respectively.

다시 말해 본 발명의 위상 변위기(10)에서는 위상기 기판의 작은 회전량을 통하여 종래의 위상 변위기의 최대 변화량을 얻을 수 있음을 의미하여, 따라서 본 발명의 위상 변위기(10)가 효과 면에서, 종래의 것에 비하여, 월등히 우수하다는 것을 알 수 있다.
In other words, in the phase shifter 10 of the present invention, the maximum amount of change of the conventional phase shifter can be obtained through a small amount of rotation of the substrate. Thus, the phase shifter 10 of the present invention is effective , It can be seen that it is far superior to the conventional one.

10. 위상 변위기
11. 베이스 기판 12. 제1축
13. 제2축 14. 제3축
15. 제1위상기 16. 제2위상기
17. 제3위상기 18. 입력포트
19. 급전부 20. 제1원호형패턴
21. 제2원호형패턴 22. 제3원호형패턴
23. 분배기 24. 매칭회로
24a,24b. 단부
26a,26b.27,28. 전송선
P1,P2,P3,P4,P5. 출력포트
'A','B'. 선로10. Phase shifter
11. Base substrate 12. First axis
13. Second axis 14. Third axis
15. The method according to claim 1,
17. The method of claim 18,
19. Feed part 20. First arc pattern
21. A second arc pattern 22. A third arc pattern
23. Dispenser 24. Matching circuit
24a, 24b. End
26a, 26b.27,28. Transmission line
P1, P2, P3, P4, P5. Output port
'A', 'B'. track

Claims (8)

제1축(12)을 중심으로 동축 배치된 내측 제1-1패턴(20a)과 외측 제1-2패턴(20b)을 갖는 제1원호형 패턴(20)과, 상기 제1축의 일측에 형성된 제2축(13)을 중심으로 동축 배치된 내측 제2-1패턴(21a)과 외측 제2-2패턴(21b)을 갖는 제2원호형 패턴(21)을 포함하며, 상기 제1-2패턴의 일측 하향 단부(24a)가 인접한 제2-1패턴(21a)의 하향 단부에 연결되는 베이스 기판(11);
상기 베이스 기판(11)상에서 제1-1패턴(20a)에 연결되는 급전부(19);
상기 제1축에 회전가능하게 체결되며 좌·우 대칭적으로 형성되어 각각 제1-1패턴(20a)과 제1-2패턴(20b)을 전자적으로 연결하는 한 쌍의 전송선(26a,26b)을 갖는 제1위상기(15)와, 상기 제2축에 회전가능하게 체결되며 제2-1패턴(21a)과 제2-2패턴(21b)을 전자적으로 연결하는 전송선(27)을 갖는 제2위상기(16)를 포함하는 복수의 위상기 기판;
을 포함하며,
출력포트가 상기 제2-2패턴(21b)의 단부 또는, 분배기(23)를 통하여 제2-2패턴(21b)의 단부 및 제1-2패턴(20b)의 단부에 각각 연결되는 것;
을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
A first arc-shaped pattern 20 having an inner first 1-1 pattern 20a coaxially disposed about the first axis 12 and an outer 1-2 pattern 20b; And a second circular pattern 21 having an inner 2-1 pattern 21a coaxially arranged around the second axis 13 and an outer 2-2 pattern 21b, A base substrate 11 to which one side downward end 24a of the pattern is connected to a downward end of the adjacent second-1 pattern 21a;
A feeding part 19 connected to the 1-1 pattern 20a on the base substrate 11;
A pair of transmission lines 26a and 26b that are rotatably coupled to the first axis and symmetrically formed on the first axis to electrically connect the first 1-1 pattern 20a and the 1-2 second pattern 20b, And a transmission line (27) rotatably coupled to the second shaft and electrically connecting the second-first pattern (21a) and the second-second pattern (21b) A plurality of the upper substrates including the upper substrate (16);
/ RTI >
The output port is connected to the end of the second-second pattern 21b or the end of the second-second pattern 21b and the end of the first-second pattern 20b through the distributor 23, respectively;
Lt; / RTI >
제1항에 있어서,
상기 베이스 기판(11)은:
상기 제1축(12)을 기준으로 제2축(13)의 타측에 형성된 제3축(14)을 중심으로 동축 배치된 내측 제3-1패턴(22a)과 외측 제3-2패턴(22b)을 갖는 제3원호형 패턴(22)을 포함하며, 이때 상기 제1-2패턴(20b)의 타측 하향 단부(24b)가 인접한 제3-1패턴(22a)의 하향 단부에 연결되며;
상기 위상기 기판은:
상기 제3축(14)에 회전가능하게 체결되며 제3-1패턴(22a)과 제3-2패턴(22b)을 전자적으로 연결하는 전송선(28)을 갖는 제3위상기(17)를 포함하며;
출력포트(P5)가 제3-2패턴(22b)의 단부 또는, 분배기(23)를 통하여 제3-2패턴(22b)의 단부 및 제1-2패턴(20b)의 단부에 각각 연결되는 것;
을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
The method according to claim 1,
The base substrate 11 includes:
An inner 3-1 pattern 22a coaxially arranged around a third axis 14 formed on the other side of the second shaft 13 with respect to the first axis 12 and an inner 3-1 pattern 22a coaxially arranged around the outer 3-2 pattern 22b Shaped pattern 22 with the other lower end 24b of the 1-2 pattern 20b connected to the lower end of the adjacent 3-1 pattern 22a;
Wherein the substrate comprises:
(17) having a third transmission line (28) rotatably coupled to the third shaft (14) and electrically connecting the third -1 pattern (22a) and the third 2 pattern (22b) ;
The output port P5 is connected to the end of the third-second pattern 22b or the end of the third-second pattern 22b and the end of the first-second pattern 20b through the distributor 23 ;
Lt; / RTI >
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 각 원호형 패턴(20,21,22)의 내·외측 패턴(20a-21a-22a, 20b-21b-22b)은, 일렬로 배열된 각 축(12,13,14)을 중심으로 하여, 각각 동일 반경을 갖도록 설계된 것;
을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
3. The method according to claim 1 or 2,
The inner and outer patterns 20a-21a-22a and 20b-21b-22b of the respective arcuate patterns 20, 21 and 22 are arranged on the respective axes 12, 13 and 14 arranged in a line, Designed to have the same radius;
Lt; / RTI >
제2항에 있어서,
상기 제1원호형 패턴(20)은 전체적으로 반원형의 원호로서, 중앙의 끊어진 일부분(25)을 포함하여 두 파트로 구분되어, 중심선(X-X)을 기준으로 90°보다 작은 원호가 좌·우 대칭을 이루도록 구성되며;
상기 제1원호형 패턴(20)의 좌·우측에 배치되는 제2원호형 패턴(21)과 제3원호형 패턴(22)은 각각 제1원호형 패턴(20)의 인접한 파트와 동일한 형태로 구성됨에 따라, 제2원호형 패턴(21)과 제3원호형 패턴(22)은 상기 중심선(X-X)을 기준으로 대칭이 되는 것;
을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
3. The method of claim 2,
The first arcuate pattern 20 is a semicircular arc as a whole and is divided into two parts including a broken part 25 at the center so that an arc of less than 90 degrees with respect to the center line XX is left- ;
The second arcuate pattern 21 and the third arcuate pattern 22 arranged on the left and right sides of the first circular arc pattern 20 have the same shape as the adjacent parts of the first circular arc pattern 20, The second arcuate pattern 21 and the third arcuate pattern 22 are symmetrical with respect to the center line XX;
Lt; / RTI >
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전송선(26a,26b,27,28)은 'ㄷ'자형, 선형 또는 미엔더형 패턴으로 설계된 것을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the transmission lines (26a, 26b, 27, 28) are designed in a "C" shaped, linear or meander type pattern.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급전부(19) 측 매칭회로(24)가 위상기 기판(15,16,17)의 회전영역의 외측에 위치하도록 설계된 것을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the matching circuit (24) on the feeding part (19) is designed to be located outside the rotation area of the substrate (15, 16, 17).
제6항에 있어서,
상기 매칭회로는 제1축(12)의 하측에 위치하며, 상기 제1위상기(15)의 하부는 제1축(12) 중심의 V형, U형 또는 부채꼴로 설계된 것을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
The method according to claim 6,
Characterized in that the matching circuit is located below the first axis (12) and the lower part of the first upper part (15) is designed as a V-shaped, U-shaped or sectoral shape centered on the first axis (12) Stability.
제2항에 있어서,
상기 제2위상기(16) 및 제3위상기(17)의 각 전송선(27,28)은 인접한 제1위상기(15)의 각 전송선(26a,26b)과 동일한 형태로 이루어지며;
상기 제2위상기(16) 및 제3위상기(17)는 동일한 형태로서 제1위상기(15)를 중심으로 대칭적으로 형성된 것;
을 특징으로 하는 다축 위상 변위기.
3. The method of claim 2,
Each of the transmission lines 27 and 28 of the second upper 16 and the third 17 is formed in the same shape as each of the transmission lines 26a and 26b of the adjacent first upper 15;
The second upper 16 and the third upper 17 are identical and symmetrically formed about the first upper 15;
Lt; / RTI >
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