KR101492714B1 - 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터 - Google Patents

마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터 Download PDF

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Abstract

마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터가 개시된다. 개시된 어댑터는,기판 상부에 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 마이크로스트립 포트 패턴의 종단부에 결합된 패치 패턴를 포함하는 마이크로스트립 라인부; 상기 마이크로스트립 라인부의 상부에 결합되며 상기 패치 패턴으로부터 제공되는 신호를 전달하기 위한 도파로 홀, 상기 도파로 홀과 수직 방향인 제1 방향으로 상기 마이크로스트립 포트 패턴에 대응하여 상기 마이크로스트립 라인부와의 결합 영역에 형성되고 상기 도파로 홀과 연결되는 채널 홀, 및 상기 도파로 홀과 연결되어 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 상기 마이크로스트립 라인부와의 결합 영역에 형성되는 스터브 홀을 포함하는 도파관부를 포함한다. 개시된 어댑터는 멀티 레이어 구조를 가지는 마이크로스트립 라인에 적용 가능하며, 마이크로스트립 라인의 기판 하부에 다양한 구조가 적용 가능한 장점이 있다.

Description

마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터{Adaptor for Connecting Microstrip Line and Waveguide}
본 발명은 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합을 위한 어댑터에 관한 것이다.
마이크로스트립 라인과 도파관을 결합하기 위한 어댑터는 마이크로스트립 라인의 신호를 도파관으로 제공하거나 도파관의 신호를 마이크로스트립 라인으로 제공하는 용도로 사용된다.
예를 들어, 마이크로스트립 라인 형태의 레이더 안테나에서 수신한 신호를 도파관으로 제공하거나 도파관의 신호를 마이크로스트립 라인 형태의 레이더 안테나에 제공될 때 어댑터가 사용될 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 단면도를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 일반적인 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 상부 투시 사시도를 도시한 도면이고, 도 3은 종래의 일반적인 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 하부 사시도를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 어댑터는 마이크로스트립 라인부(100)의 상부에 도파관부(110)가 결합되고, 마이크로스트립 라인부(100)의 하부에는 터미네이션 부재(120)가 결합된다.
도 2에서, 마이크로스트립 라인부(100)는 기판에 마이크로스트립 패턴이 형성된 가지고 있으며, 마이크로스트립 안테나 등과 같은 다른 마이크로스트립 장치와 연결되기 위한 마이크로스트립 포트(200) 및 도파관으로의 커플링을 위한 프로브(202)를 포함한다. 포트(200) 및 프로브(202)와 소정 거리 이격된 기판의 다른 영역에는 접지 도체(204)가 형성된다.
도 3을 참조하면, 마이크로스트립 라인부(100)에서 기판의 하부는 터미네이션 부재(120)가 결합되는 영역을 제외한 모든 영역에 접지 도체(206)가 형성된다.
마이크로스트립 라인부(100)의 상부에는 도파관부(110)가 결합되며, 도파관부(110)가 결합되는 영역에는 접지 도체(204)가 형성되지 않는다.
마이크로스트립 라인부(100)의 신호는 프로브(202)로부터 도파관부(110)에 제공된다. 도파관부(110)는 도파로 홀이 형성된 구조를 가지고 있으며, 도파로 홀을 통해 마이크로스트립 라인부(110)의 신호가 전송된다.
마이크로스트립 라인부의 하부에 결합되는 터미네이션 부재(120)는 하부가 폐쇄되고 도파관부(110)와 동일한 크기의 홀이 형성된다.
터이네이션 부재(120)는 프로브(202)로부터 제공되는 신호가 도파관부(110)로 적절히 커플링되도록 하는 기능을 한다. 즉, 터미네이션 부재(120)는 프로브(202)로부터의 신호가 기판 상부의 도파관부(110)로 제공되고 기판 하부로는 커플링되지 않도록 하는 기능을 하는 것이다. 터미네이션 부재(120)는 사용 주파수에 상응하는 파장의 1/4 길이를 가진다.
이와 같은 종래의 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합을 위한 어댑터는 마이크로스트립 라인부의 기판 상하부에 도파관부(110) 및 터미네이션 부재(120)가 각각 결합되는 구조를 가지고 있다.
이와 같은 구조의 종래의 어댑터는 마이크로스트립 라인부(100)의 기판에 또 다른 기판이 결합되기 어려운 구조를 가지고 있으며, 다른 종류의 기판(예를 들어, 회로가 형성된 기판)이 결합되더라도 적절한 신호의 커플링이 어려운 구조를 가지고 있다.
즉, 종래의 어댑터는 마이크로스트립 라인부가 단일 레이어로 이루어져야 하며, 멀티 레이어로 구현되기는 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 멀티 레이어 구조를 가지는 마이크로스트립 라인에 적용 가능한 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터를 제안한다.
본 발명은 마이크로스트립 라인의 기판 하부에 다양한 구조가 적용 가능한 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터를 제안한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 상부에 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 마이크로스트립 포트 패턴의 종단부에 결합된 패치 패턴를 포함하는 마이크로스트립 라인부; 상기 마이크로스트립 라인부의 상부에 결합되며 상기 패치 패턴으로부터 제공되는 신호를 전달하기 위한 도파로 홀, 상기 도파로 홀과 수직 방향인 제1 방향으로 상기 마이크로스트립 포트 패턴에 대응하여 상기 마이크로스트립 라인부와의 결합 영역에 형성되고 상기 도파로 홀과 연결되는 채널 홀, 및 상기 도파로 홀과 연결되어 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 상기 마이크로스트립 라인부와의 결합 영역에 형성되는 스터브 홀을 포함하는 도파관부를 포함하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터가 제공된다.
상기 마이크로스트립 라인부의 기판 상부에는 상기 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 패치 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 패치 패턴의 주변에 형성되는 접지 패턴이 형성된다.
상기 스터브 홀은 상기 도파로 홀의 중앙부로부터 상기 스터브 홀의 종단부까지 파장의 1/4 길이를 가지는 것이 바람직하다.
상기 도파로 홀은 상기 도파관부의 하우징을 관통하여 형성된다.
상기 채널 홀은 상기 도파로홀로부터 상기 도파로홀과 수직 방향으로 상기 도파관부의 하우징까지 형성된다.
본 발명의 어댑터는 멀티 레이어 구조를 가지는 마이크로스트립 라인에 적용 가능하며, 마이크로스트립 라인의 기판 하부에 다양한 구조가 적용 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래의 일반적인 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 단면도를 도시한 도면.
도 2는 종래의 일반적인 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 상부 투시 사시도를 도시한 도면.
도 3은 종래의 일반적인 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 하부 사시도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 외부 사시도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터에서 마이크로스트립 라인부의 상부 패턴을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 투시 사시도를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 A-A'에 대한 단면도를 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 외부 사시도를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터는 마이크로스트립 라인부(400) 및 도파관부(450)를 포함한다.
마이크로스트립 라인부(400)는 기판(410)에 마이크로스트립 라인 패턴이 형성된 형태로 구현되며, 마이크로스트립 패턴을 이용하여 RF 신호를 전달한다.
도파관부(450)는 하우징에 도파를 위한 홀이 형성된 구조를 가지고 있으며, 홀을 통해 신호가 도파된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어댑터는 마이크로스트립 라인부(400)위에 도파관부(450)가 적층된 형태를 가지고 있다.
마이크로스트립 라인부(400)로부터 출력되는 신호는 도파관부(450)로 제공되며, 반대로 도파관부(450)로부터 출력되는 신호는 마이크로스트립 라인부(400)로 제공된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터에서 마이크로스트립 라인부의 상부 패턴을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인부(400)는 마이크로스트립 포트 패턴(500), 패치 패턴(510) 및 접지 패턴(520)을 포함한다.
마이크로스트립 포트 패턴(500)은 어댑터에 연결되는 마이크로스트립 장치와 연결되는 인터페이스로서의 기능을 한다. 여기서 마이크로스트립 장치는 마이크로스트립 라인으로 구현되는 레이더 안테나 및 마이크로스트립 라인 전송 선로를 포함할 수 있다.
마이크로스트립 포트 패턴(500)은 접지 패턴(520)과 소정 거리 이격되며 긴 라인 형태를 가진다.
마이크로스트립 포트 패턴(500)은 본 발명의 어댑터와 결합되는 마이크로스트립 장치의 마이크로스트립 패턴과 전자기적으로 연결되며 마이크로스트립 장치로부터 신호를 제공받거나 마이크로스트립 장치로 신호를 제공한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로스트립 포트 패턴(500)의 일 단은 어댑터와 결합되는 마이크로스트립 장치와 연결되며, 마이크로스트립 포트 패턴(500)의 타 단에는 패치 패턴(510)이 결합된다.
패치 패턴(510)은 도파관부(450)의 도파관 홀과 유사한 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
패치 패턴(510)은 마이크로스트립 포트로부터 제공되는 신호에 대한 일종의 방사체로서 동작한다. 패치 패턴(510)에서의 방사를 통해 마이크로스트립 포트 패턴(500)의 신호는 도파관부(450)로 제공된다.
도 5를 참조하면, 패턴들이 형성되는 기판의 상부 영역에서 마이크로스트립 포트 패턴(500)과 패치 패턴(510)과 소정 거리 이격되어 마이크로스트립 패턴(500) 및 패치 패턴(510)을 둘러싸는 접지 패턴(520)이 형성된다. 접지 패턴(520)은 접지와 전기적으로 연결되어 접지 준위를 제공하는 패턴이다.
또한, 도시되어 있지는 않으나 기판의 하부에도 전기적으로 접지 준위를 가지는 접지 패턴이 결합될 수 있다.
한편, 마이크로스트립 포트 패턴(500)과 패치 패턴(510) 사이에는 양 패턴의 임피던스를 매칭시키기 위한 매칭 패턴(515)이 형성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 투시 사시도를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터의 A-A'에 대한 단면도를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관부는 하우징에 홀이 형성된 구조를 가지고 있다.
도파관부에 형성되는 홀은. 도파로 홀(700), 채널 홀(710) 및 스터브 홀(720)을 포함할 수 있다.
도파로 홀(700)은 마이크로스트립 라인부로부터 제공된 신호가 전송되는 도파로의 기능을 한다. 마이크로스트립 라인부(400)의 패치 패턴(510)은 마이크로스트립 라인부(400)의 신호를 방사하며 패치 패턴(510)에 의해 방사된 신호는 도파로 홀(700)을 통해 도파관부(450)로부터 출력된다.
도파로 홀(700)은 도파관부(450)의 하우징을 길이 방향으로 관통하여 형성된다.
도파로 홀(700)은 일반적인 도파관에 형성된 홀과 동일한 형태를 가질 수 있으며, 도파로 홀(700)을 통해 RF 신호의 전송이 이루어진다. 도파로 홀(700)의 종단부는 RF 신호를 제공받기 위한 다른 장치와 결합될 수 있다.
마이크로스트립 라인부(400)와 도파관부(450)가 결합되는 영역에는 채널 홀(710) 및 스터브 홀(720)이 형성된다.
채널 홀(710)은 도파로 홀(700)과 수직 방향(+x 방향)으로 형성된다. 채널 홀(710)은 도파로 홀(700)과는 수직 방향인 마이크로스트립 라인부(400)의 마이크로스트립 포트의 길이 방향으로 형성되며, 채널 홀(710)에 의해 도파관부(450)의 하우징 측벽 중 일부는 개방면을 가지게 된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 채널 홀(710)은 마이크로스트립 포트 패턴(500)과 평행하게 형성되며, 채널 홀(710)에 의해 마이크로스트립 포트 패턴(500)을 통해 신호의 전송이 이루어질 수 있는 공간이 제공된다.
스터브 홀(720)은 도파로 홀과 수직 방향이면서 채널 홀과는 반대 방향(-x 방향)으로 형성된다. 스터브 홀(720)은 도파로 홀(700)에 대한 일종의 스터브로 동작하며 미리 설정된 길이를 가지고 있다.
스터브 홀(720)의 길이는 도파로 홀(700)의 중심부로부터 도파로 홀(700)의 수직 방향으로 파장의 1/4(λ/4) 길이를 가지는 것이 바람직하다.
스터브 홀(720)은 마이크로스트립 라인부(400)의 패치 패턴(510)으로부터 방사되는 신호를 도파로 홀(700)로 가이드하는 기능을 한다.
본 발명의 어댑터는 종래의 어댑터와는 달리 마이크로스트립 라인부(400)의 상부에만 도파관부(450)가 결합되며 마이크로스트립 라인부(400)의 하부에는 별도의 부재가 결합되지 않는다.
따라서, 마이크로스트립 라인부(400)의 하부에 다른 레이어가 결합된 마이크로스트립 라인이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 마이크로스트립 라인부(400)에 또 다른 회로 패턴이 인쇄된 기판이 결합될 수 있다.
즉, 이와 같은 본 발명의 어댑터 구조는 마이크로스트립 라인부(400)로 멀티 레이어 기판을 사용 가능하도록 하는 장점을 제공할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 기판 상부에 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 마이크로스트립 포트 패턴의 종단부에 결합된 패치 패턴를 포함하는 마이크로스트립 라인부;
    상기 마이크로스트립 라인부의 상부에 결합되며 상기 패치 패턴으로부터 제공되는 신호를 전달하기 위한 도파로 홀, 상기 도파로 홀과 수직 방향인 제1 방향으로 상기 마이크로스트립 포트 패턴에 대응하여 상기 마이크로스트립 라인부와의 결합 영역에 형성되고 상기 도파로 홀과 연결되는 채널 홀, 및 상기 도파로 홀과 연결되어 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 상기 마이크로스트립 라인부와의 결합 영역에 형성되는 스터브 홀을 포함하는 도파관부를 포함하되,
    상기 마이크로스트립 라인부의 기판 상부에는 상기 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 패치 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 패치 패턴의 주변에 형성되는 접지 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스터브 홀은 상기 도파로 홀의 중앙부로부터 상기 스터브 홀의 종단부까지 파장의 1/4 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도파로 홀은 상기 도파관부의 하우징을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 채널 홀은 상기 도파로 홀로부터 상기 도파로 홀과 수직 방향으로 상기 도파관부의 하우징까지 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터.
  6. 기판 상부에 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 마이크로스트립 포트 패턴의 종단부에 결합된 패치 패턴를 포함하는 마이크로스트립 라인부;
    상기 마이크로스트립 라인부의 상부에 결합되며 상기 패치 패턴으로부터 제공되는 신호를 전달하기 위한 도파로 홀, 상기 도파로 홀의 길이 방향과 수직 방향으로 형성되며, 상기 패치 패턴의 상부에 형성되는 스터브 홀을 포함하는 도파관부를 포함하되,
    상기 마이크로스트립 라인부의 기판 상부에는 상기 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 패치 패턴과 소정 거리 이격되어 상기 마이크로스트립 포트 패턴 및 상기 패치 패턴의 주변에 형성되는 접지 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도파관부는 상기 마이크로스트립 포트 패턴의 상부에 형성되며 상기 도파로 홀의 길이 방향과 수직 방향이면서 상기 스터브 홀과는 반대 방형으로 형성되는 채널 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 라인 및 도파관 결합용 어댑터.
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