KR101535731B1 - Low pass filter using corrugated waveguide and method for producing low pass filter using the same - Google Patents

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Abstract

코르게이트 도파관을 이용한 위성 통신용 저역 통과 여파기에 관한 기술이 개시된다. 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기는, 길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가지는 도파관과, 적어도 하나의 제1 T-접합(T-junction)들로 구성되고 도파관 내부의 하단에 결합하는 코르게이트 도파관과, 적어도 하나의 제2 T-접합들로 구성되고 코르게이트 도파관의 양 끝에 결합하는 임피던스 트랜스포머(impedence transformer)를 포함한다. 따라서, 높은 반사손실과 격리도 특성을 가지고, 낮은 삽입손실 특성을 가진 위성통신용 저역 통과 여파기를 제공할 수 있다.A technique relating to a low-pass filter for satellite communication using a corrugated waveguide is disclosed. A low-pass filter using a corrugated waveguide includes a waveguide having a rectangular parallelepiped shape in which a through hole is formed in the longitudinal direction, and a waveguide having at least one first T-junction (T-junction) A gate waveguide, and an impedance transformer comprised of at least one second T-junctions and coupled to opposite ends of the corrugated waveguide. Therefore, it is possible to provide a low-pass filter for satellite communication having a high reflection loss and isolation characteristic and a low insertion loss characteristic.

Description

코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기 및 이를 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법{LOW PASS FILTER USING CORRUGATED WAVEGUIDE AND METHOD FOR PRODUCING LOW PASS FILTER USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low pass filter using a corrugated waveguide and a manufacturing method of a low pass filter using the same.

본 발명은 저역 통과 여파기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코르게이트 도파관을 이용한 위성 통신용 저역 통과 여파기에 관한 것이다.The present invention relates to a low-pass filter, and more particularly, to a low-pass filter for satellite communication using a corrugated waveguide.

마이크로파 여파기는 통과대역 내의 주파수를 전송하고 차단대역 내의 주파수를 감쇠시킴으로써 시스템의 주파수 응답을 제어하는 2-포트 회로망이다. 통과대역은 주파수 응답에 따라 저역통과(low pass), 고역통과(high pass), 대역통과(band pass), 대역저지(band rejection)등으로 구분될 수 있으며, 여파기의 종류에는 자계면 불연속 구조, Fin-line 구조, 반파장 공진기를 이용한 여파기, 감쇠모드 여파기, 이중 모드 여파기 등이 있다. Microwave filters are two-port networks that control the frequency response of a system by transmitting frequencies within the passband and attenuating frequencies within the cutoff band. The passband can be classified into low pass, high pass, band pass, and band rejection according to the frequency response. The types of the filter include a magnetic discontinuous structure, A fin-line structure, a half-wave resonator filter, an attenuation mode filter, and a dual-mode filter.

반파장 공진기를 이용한 여파기는 설계 및 제작이 용이하여 일반적으로 널리 사용되고 있으나, 기본적으로 반파장 공진기를 사용하고 있으므로 그 크기가 크다. 또한, 감쇠모드 여파기나 이중모드 여파기는 불연속 구조의 해석이 까다롭고 제작 상의 어려움이 있다. A filter using a half-wave resonator is widely used because it is easy to design and manufacture, but it is large in size because a half-wave resonator is basically used. In addition, the attenuation mode filter and the dual mode filter have difficulty in the interpretation of the discontinuous structure and are difficult to manufacture.

한편, 위성통신 시스템은 전 세계적으로 사용되고 있으며, 국내에서도 점차 사용범위가 확대되고 있다. 위성통신용 시스템의 부품은 고성능, 경량화, 소형화 등의 특성을 만족해야 한다. 또한, 위성통신용 시스템에 사용하기 위해서는 높은 반사손실 및 낮은 삽입손실, 높은 격리도의 높은 특성이 요구된다.On the other hand, satellite communication systems are being used all over the world, and the use range of satellite communication systems is gradually increasing. The components of the satellite communication system should satisfy the characteristics of high performance, light weight, and miniaturization. In addition, high reflection loss, low insertion loss, and high isolation characteristics are required for use in a satellite communication system.

그러나 종래의 여파기는 크기가 크거나 불연속 구조의 해석이 까다롭고 제작 상의 어려움이 있는 문제점이 있다.However, the conventional filter has a problem in that it is difficult to interpret the structure having a large size or a discontinuous structure and difficult to manufacture.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 위성통신용 시스템에 적용하기 적합한 저역 통과 여파기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a low-pass filter suitable for application to a satellite communication system.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 위성통신용 시스템에 적용하기 적합한 저역 통과 여파기를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a low-pass filter suitable for use in a satellite communication system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기는, 길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가지는 도파관과, 적어도 하나의 제1 T-접합(T-junction)들로 구성되고 도파관 내부의 하단에 결합하는 코르게이트 도파관과, 적어도 하나의 제2 T-접합들로 구성되고 코르게이트 도파관의 양 끝에 결합하는 임피던스 트랜스포머(impedence transformer)를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a low-pass filter using a corrugated waveguide, including a waveguide having a rectangular parallelepiped shape having a through hole formed in a longitudinal direction thereof, at least one first T- A cornet waveguide made up of at least one second T-junction and coupled to the bottom of the waveguide, and an impedance transformer coupled to both ends of the corrugated waveguide.

여기에서, 상기 적어도 하나의 제1 T-접합들의 각각과 상기 적어도 하나의 제2 T-접합들의 각각은, 두 개의 마루와 하나의 골로 구성된 구조일 수 있다. Wherein each of said at least one first T-junctions and each of said at least one second T-junctions may be of a structure consisting of two floors and one valley.

여기에서, 상기 적어도 하나의 제1 T-접합들은, 동일한 높이의 마루와 동일한 깊이의 골로 구성될 수 있다. Here, the at least one first T-junctions can be made of a floor of the same height and a floor of the same depth.

여기에서, 상기 적어도 하나의 제2 T-접합들은, 적어도 하나의 제1 T-접합들과 비교하여 낮은 높이로 구성될 수 있다. Wherein the at least one second T-junctions can be configured at a lower height compared to the at least one first T-junctions.

여기에서, 상기 적어도 하나의 제2 T-접합들은, 서로 다른 높이의 마루로 구성될 수 있다. Here, the at least one second T-junctions may be comprised of floors of different heights.

여기에서, 상기 임피던스 트랜스포머는, 도파관의 입력 포트단 및 출력 포트단에 위치할 수 있다. Here, the impedance transformer may be located at an input port end and an output port end of the waveguide.

여기에서, 상기 코르게이트 도파관 및 상기 임피던스 트랜스포머를 구성하는 T-접합들은, 체비쇼프 함수(Chebyshev function)에 기반하여 결정된 T-접합의 등가 회로를 이용하여 설계될 수 있다. Here, the corrugated waveguide and the T-junctions constituting the impedance transformer can be designed using an equivalent circuit of a T-junction determined based on the Chebyshev function.

여기에서, 상기 저역 통과 여파기는, 알루미늄을 재질로 할 수 있다. Here, the low-pass filter may be made of aluminum.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법은, 체비쇼프 함수(Chebyshev function)에 기반하여 결정된 T-접합의 등가 회로를 이용하여 T-접합의 구조를 결정하는 단계와, 결정된 T-접합의 구조를 가진 적어도 하나의 T-접합들로 구성된 코르게이트 도파관의 양 끝에 임피던스 트랜스포머(impedence transformer)를 결합하는 단계와, 임피던스 트랜스포머가 결합된 코르게이트 도파관을 길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가진 도파관 내부의 하단에 결합하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for fabricating a low-pass filter using a corrugated waveguide, the method comprising the steps of: forming a T-junction by using an equivalent circuit of a T-junction determined based on a Chebyshev function; Coupling an impedance transformer to both ends of a corrugated waveguide comprised of at least one T-junction having a determined T-junction structure; and coupling the impedance transformer to the cor- And coupling the waveguide to the lower end of the waveguide having a rectangular parallelepiped shape in which a through hole is formed in the longitudinal direction.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기는 높은 반사손실과 격리도 특성을 가지고, 낮은 삽입손실 특성을 가진 위성통신용 저역 통과 여파기를 제공한다. The low pass filter using the corrugated waveguide according to the embodiment of the present invention as described above provides a low pass filter for satellite communication having high reflection loss and isolation characteristics and low insertion loss characteristics.

또한, 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법은 위성통신용 안테나 시스템에 활용될 수 있는 저역 통과 여파기를 용이하게 제작할 수 있도록 한다. Also, a manufacturing method of a low-pass filter using a corrugated waveguide makes it possible to easily manufacture a low-pass filter that can be used in an antenna system for a satellite communication.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기를 구성하는 T-접합을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 T-접합의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 Cs를 변화시킨 경우, 저역 통과 여파기의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 Ls를 변화시킨 경우, 저역 통과 여파기의 특성을 나타내는 그래프이다.1 is a perspective view illustrating a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a T-junction forming a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph for explaining characteristics of a T-junction according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing characteristics of a low-pass filter when Cs is changed according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing characteristics of a low-pass filter when Ls is changed according to an embodiment of the present invention.

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. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기를 설명하기 위한 단면도이며, 3은 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기를 구성하는 T-접합을 설명하기 위한 사시도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a low-pass filter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a low-pass filter according to an embodiment of the present invention. Fig. 3 is a perspective view for explaining a T-junction constituting the T-junction.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)는 도파관(100), 코르게이트 도파관(200) 및 임피던스 트랜스포머(300)를 결합한 형상을 가질 수 있다. 1 and 2, a low-pass filter 10 according to an embodiment of the present invention may have a shape combining a waveguide 100, a cornet waveguide 200, and an impedance transformer 300.

도파관(100)은 길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도파관(100)은 WR-75 규격에 따를 수 있다. The waveguide 100 may have a rectangular parallelepiped shape in which a through hole is formed in the longitudinal direction. For example, the waveguide 100 may conform to the WR-75 standard.

도파관(100) 내부의 하단에 코르게이트 도파관(200)이 결합하고, 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에는 임피던스 트랜스포머(300)가 결합할 수 있다. 즉, 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에 임피던스 트랜스포머(300)가 결합된 구조가 도파관(100)의 내부의 하단에 결합한 형태를 가질 수 있다. A cornet waveguide 200 is coupled to the lower end of the waveguide 100 and an impedance transformer 300 is coupled to both ends of the corrugated waveguide 200. That is, a structure in which the impedance transformer 300 is coupled to both ends of the corrugated waveguide 200 may be coupled to the bottom of the waveguide 100.

코르게이트 도파관(200)은 적어도 하나의 T-접합(T-junction)들로 구성되고 도파관(100) 내부의 하단에 결합될 수 있다. 또한, 임피던스 트랜스포머(300)는 적어도 하나의 T-접합들로 구성되고 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에 결합할 수 있다. The corrugated waveguide 200 may comprise at least one T-junction and may be coupled to the bottom of the waveguide 100. In addition, the impedance transformer 300 is composed of at least one T-junction and can couple to both ends of the corrugated waveguide 200.

도 3를 참조하여 코르게이트 도파관(200) 및 임피던스 트랜스포머(300)를 구성하는 T-접합을 설명한다. T-접합은 두 개의 마루(210)와 하나의 골(220)로 구성된 구조를 가진다.The T-junction constituting the cornet waveguide 200 and the impedance transformer 300 will be described with reference to FIG. The T-junction has a structure composed of two floors 210 and one trough 220.

상세하게는 T-접합은 도파관(100) 내부의 하단에 결합할 수 있도록 사각판의 형태를 가질 수 있으며, 사각판에 돌출된 형태인 두 개의 마루(210)를 가질 수 있다. 또한, 두 개의 마루(210)에 의해 골(220)이 형성된 형태를 가질 수 있다. 따라서, 코르게이트 도파관(200)은 다수의 T-접합이 정렬된 형태를 가질 수 있다. Specifically, the T-junction may have a rectangular plate shape to be coupled to the lower end of the waveguide 100, and may have two floors 210 protruding from the rectangular plate. Further, it may have a shape in which the valleys 220 are formed by the two floors 210. Thus, the corrugated waveguide 200 may have a plurality of T-junctions in an aligned form.

또한, 임피던스 트랜스포머(300)는 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에 결합될 수 있으며, 양 끝에 결합되는 각각의 임피던스 트랜스포머(300)는 다수의 T-접합이 결합되어 구성될 수 있다. 따라서, 코르게이트 도파관(200)이 도파관(100) 내부의 하단 중앙을 기준을 위치하고 코르게이트 도파관(200)의 양 끝단에 임피던스 트랜스포머(300)가 연결된 형태를 가질 수 있다. 또한, 각각의 임피던스 트랜스포머(300)를 구성하는 T-접합도 두 개의 마루(210)와 하나의 골(220)을 구성된 구조를 가질 수 있다. Also, the impedance transformer 300 may be coupled to both ends of the corrugated waveguide 200, and each impedance transformer 300 coupled to both ends of the impedance transformer 300 may be formed by coupling a plurality of T-junctions. Therefore, the cornet waveguide 200 may be positioned at the lower center of the inside of the waveguide 100, and the impedance transformer 300 may be connected to both ends of the corrugated waveguide 200. In addition, the T-junction constituting each impedance transformer 300 may have a structure composed of two floors 210 and one trough 220.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)는 알루미늄을 재질로 하고, 황색 크로마이트로 도금하여 제작될 수 있다. In addition, the low-pass filter 10 according to the embodiment of the present invention can be fabricated by using aluminum as a material and plating with yellow chromite.

본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)를 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다. A low-pass filter 10 according to an embodiment of the present invention will now be described.

도 2는 도 1에 표시된 A와 A'를 연결한 선으로 수직으로 자른 단면을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코르게이트 도파관(200)은 T-접합들의 결합으로 6개의 마루(210)와 5개의 골(220)을 가진 구조를 가질 수 있다. 골(220)의 간격을 G, 마루(210)의 두께를 W, 골(220)의 깊이를 Cs', 도파관(100) 내부의 하단 바닥과 코르게이트 도파관(200)의 골(220) 바닥 사이의 간격을 Ls 및 코르게이트 도파관(200)의 마루(210)와 도파관(100) 사이의 간격을 Cs로 하여 보다 상세하게 설명한다. Fig. 2 shows a section cut perpendicularly to a line connecting A and A 'shown in Fig. Referring to FIG. 2, a corrugated waveguide 200 according to an embodiment of the present invention may have a structure having six floors 210 and five troughs 220 in combination of T-junctions. The thickness of the floor 210 is W and the depth of the valley 220 is Cs' and the distance between the bottom of the waveguide 100 and the bottom of the corrugation 220 of the corrugated waveguide 200 is G, the thickness of the floor 210 is W, And the spacing between the floor 210 of the corrugated waveguide 200 and the waveguide 100 is Cs.

또한, 임피던스 트랜스포머(300)는 2개의 마루(210)와 하나의 골(220)을 가진 구조를 가질 수 있다. In addition, the impedance transformer 300 may have a structure having two floors 210 and one valley 220.

코르게이트 도파관(200)을 구성하는 T-접합을 제1 T-접합으로, 임피던스 트랜스포머(300)를 구성하는 T-접합을 제2 T-접합으로 명명하여 설명한다. The T-junction constituting the cornet waveguide 200 will be referred to as a first T-junction, and the T-junction constituting the impedance transformer 300 will be referred to as a second T-junction.

코르게이트 도파관(200)을 구성하는 제1 T-접합의 마루(210)는 동일한 높이를 가질 수 있으며, 코르게이트 도파관(200)을 구성하는 제1 T-접합의 골(220)은 동일한 깊이를 가질 수 있다. The first T-junction flute 210 constituting the corrugated waveguide 200 may have the same height and the first T-junction trough 220 constituting the corrugated waveguide 200 may have the same depth Lt; / RTI >

임피던스 트랜스포머(300)는 도파관(100)의 입력 포트단 및 출력 포트단에 위치할 수 있다. 즉, 임피던스 트랜스포머(300)는 도파관(100)의 양쪽의 개구(開口) 방향에 위치할 수 있다. 따라서, 임피던스 트랜스포머(300)는 도파관(100)의 입력 포트단 및 출력 포트단에 각각 위치하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. The impedance transformer 300 may be located at an input port end and an output port end of the waveguide 100. That is, the impedance transformer 300 may be positioned in the opening direction of both sides of the waveguide 100. Accordingly, the impedance transformer 300 may be positioned at the input port and the output port of the waveguide 100 to perform impedance matching.

또한, 임피던스 트랜스포머(300)를 구성하는 제2 T-접합은 제1 T-접합과 비교하여 낮은 높이를 가질 수 있으며, 제2 접합들은 서로 다른 높이의 마루(210)로 구성될 수 있다. In addition, the second T-junction constituting the impedance transformer 300 may have a lower height compared to the first T-junction, and the second junctions may be composed of the floors 210 of different heights.

본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)는 통과대역 삽입손실(PLR)의 주파수 응답특성을 체비쇼프 함수(Chebyshev function)로 변환하여 설계될 수 있다. The low-pass filter 10 according to the embodiment of the present invention can be designed by converting the frequency response characteristic of the passband insertion loss (P LR ) into a Chebyshev function.

Figure 112013119047594-pat00001
Figure 112013119047594-pat00001

수학식 1에서 TN은 N-차수 Chebyshev다항식 값이다. Chebyshev다항식은 같은 크기의 리플(ripple)을 갖는 특징이 있다. ??TN(x)가 |x| ≤ 1?에 대하여 ±1사이를 진동하므로, 통과대역 응답이 진폭 1+k2의 리플을 갖게 된다.T N in Equation (1) is an N-order Chebyshev polynomial value. Chebyshev polynomials have the same size ripple. If TN (x) is | x | Since the vibration between ± 1 with respect to ≤ 1?, The passband ripple in the amplitude response is given 1 + k 2.

상세하게는, T-접합은 도파관(100)의 내부 하단에 2개의 마루(210)와 1개의 골(220)로 이루어진 구조이며, 이러한 구조는 주파수 응답특성인 Chebyshev 함수를 사용하여 T-접합의 등가회로를 설계할 수 있다. 또한, N. Marcviz가 제안한 근사식을 사용하여 등가회로를 도파관(100) 형태인 T-접합으로 변환할 수 있다. In detail, the T-junction is a structure composed of two floors 210 and one valley 220 at the inner bottom of the waveguide 100. This structure can be obtained by using the Chebyshev function, which is a frequency response characteristic, An equivalent circuit can be designed. In addition, an equivalent circuit can be converted into a T-junction in the form of a waveguide 100 using the approximation formula proposed by N. Marcviz.

본 발명의 실시예에 따르면 높은 격리도 및 낮은 삽입손실을 위해 3차 Chebyshev 함수를 사용하여 T-접합의 등가회로를 설계할 수 있다. 즉, 3차 Chebyshev 함수를 사용하여 정규화된 소자값을 구하고, 주파수 변환과 임피던스 변환을 통하여 T-접합의 등가회로의 소자값을 결정할 수 있다. According to embodiments of the present invention, an equivalent circuit of a T-junction can be designed using a third order Chebyshev function for high isolation and low insertion loss. That is, the element value of the equivalent circuit of the T-junction can be determined through the frequency conversion and the impedance conversion by obtaining the normalized element value using the third Chebyshev function.

따라서, 코르게이트 도파관(200) 및 임피던스 트랜스포머(300)를 구성하는 T-접합들은 체비쇼프 함수(Chebyshev function)에 기반하여 결정된 T-접합의 등가 회로를 이용하여 설계될 수 있다. Thus, the T-junctions that make up the cornet waveguide 200 and the impedance transformer 300 can be designed using the equivalent circuit of the T-junction determined based on the Chebyshev function.

또한, 코르게이트 도파관(200)은 제작이 간단하고, 마이크로파 통신의 수신단, 송신단, 시험 및 측정 시스템에 응용되고 있으며, 모바일 통신, 위성방송 등의 여러 분야의 시스템에 활용될 수 있다.
In addition, the corrugated waveguide 200 is simple to manufacture and is applied to a receiving end, a transmitting end, a test and measurement system of a microwave communication, and can be utilized in various fields such as mobile communication and satellite broadcasting.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 T-접합의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining characteristics of a T-junction according to an embodiment of the present invention.

도 4는 단일 T-접합의 특성 그래프이다. 차단주파수는 13 GHz, 임피던스는 480Ω의 기준으로 등가회로의 소자값을 결정하고, 결정된 T-접합의 등가회로를 사용한 도파관 형태인 T-접합 구조를 설계할 수 있다. 도 4에서 S21은 삽입손실을 나타낸다. 4 is a characteristic graph of a single T-junction. It is possible to design the T-junction structure, which is a waveguide type using the equivalent circuit of the determined T-junction, by determining the element value of the equivalent circuit based on the cutoff frequency of 13 GHz and the impedance of 480 Ω. In Figure 4 S 21 indicates the insertion loss.

예를 들어, T-접합의 구조 파라미터를 W=2 mm, G=2mm, b=10 mm, Cs=Cs'=5 mm인 경우, 설정한 차단주파수 13 GHz 이하의 주파수에서는 대부분의 신호가 통과하였으며, 13 GHz 이상의 주파수에서는 신호가 감쇠한다. 따라서 T-접합이 설정한 차단주파수의 특성을 만족시키는 것을 알 수 있다.
For example, if the structural parameters of the T-junction are W = 2 mm, G = 2 mm, b = 10 mm and Cs = Cs' = 5 mm, At frequencies above 13 GHz, the signal is attenuated. Therefore, it can be seen that the characteristics of the cut-off frequency set by the T-junction are satisfied.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저, 체비쇼프 함수(Chebyshev function)에 기반하여 T-접합의 등가 회로를 결정할 수 있고(S510), 결정된 T-접합의 등가 회로를 이용하여 T-접합의 구조를 결정할 수 있다(S520).Referring to FIG. 5, first, an equivalent circuit of a T-junction can be determined based on a Chebyshev function (S510), and the structure of the T-junction can be determined using an equivalent circuit of the determined T- (S520).

다음으로, 결정된 T-접합의 구조를 가진 적어도 하나의 T-접합들로 구성된 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에 임피던스 트랜스포머(impedence transformer)(300)를 결합할 수 있다(S530).Next, an impedance transformer 300 may be coupled to both ends of the corrugated waveguide 200 composed of at least one T-junction having a determined T-junction structure (S530).

마지막으로, 임피던스 트랜스포머(300)가 결합된 코르게이트 도파관(200)을 길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가진 도파관(100) 내부의 하단에 결합할 수 있다(S540). Finally, the cornet waveguide 200 coupled with the impedance transformer 300 may be coupled to the lower end of the waveguide 100 having a rectangular parallelepiped shape having a through hole formed therein in the longitudinal direction (S540).

본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)는 위성통신용 시스템에 사용될 수 있도록, 임피던스 트랜스포머(300)와 T-접합을 배열한 코르게이트 도파관(200)이 결합된 형태로 설계될 수 있다. T-접합은 낮은 삽입손실(insertion loss)과 높은 격리도(isolation)의 특성을 만족시키기 위해 Chebyshev 함수를 사용하여 설계될 수 있다.The low-pass filter 10 according to the embodiment of the present invention may be designed to be coupled to a cornet waveguide 200 arranged with an impedance transformer 300 and a T-junction so as to be used in a system for satellite communication. T-junctions can be designed using the Chebyshev function to satisfy the characteristics of low insertion loss and high isolation.

상세하게는, 임피던스 트랜스포머(300)는 코르게이트 도파관(200)을 구성하는 적어도 하나의 T-접합들보다 낮은 높이의 T-접합들로 구성될 수 있다. In particular, the impedance transformer 300 may be composed of T-junctions at a lower height than at least one T-junctions making up the corrugated waveguide 200.

또한, 임피던스 트랜스포머(300)는 높은 반사손실(return loss)을 위해 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에 높이가 다른 T-접합을 결합한 구조로 설계될 수 있으며, 도파관(100)의 입력 포트단 및 출력 포트단에 위치할 수 있다.
The impedance transformer 300 may be designed to have a structure in which T-junctions having different heights are coupled to both ends of the corrugated waveguide 200 for high return loss. The input terminal of the impedance transformer 300, Output port terminal.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 Cs를 변화시킨 경우, 저역 통과 여파기(10)의 특성을 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 Ls를 변화시킨 경우, 저역 통과 여파기(10)의 특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing the characteristics of the low-pass filter 10 when Cs is changed according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the low-pass filter 10 ). ≪ / RTI >

본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)가 WR-75 규격의 도파관(100) 안에 설계한 T-접합을 5단으로 배열한 코르게이트 도파관(200)과, 코르게이트 도파관(200)의 양 끝에 높이가 다른 T-접합을 2단으로 배열하여 임피던스 트랜스포머(300)로 결합한 경우를 예로 들어 설명한다. A low pass filter 10 according to an embodiment of the present invention includes a corrugated waveguide 200 in which T-junctions designed in a WR-75 standard waveguide 100 are arranged in five stages, And T-junctions having different heights at both ends are arranged in two stages and coupled by the impedance transformer 300 as an example.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 저역 통과 여파기(10)에 요구되는 규격이 12.25~12.75GHz를 통과대역으로 하고, 14.0~14.5GHz를 차단대역으로 하는 경우를 설명한다. A description will be made of a case where the standard required for the low-pass filter 10 according to the embodiment of the present invention is a pass band of 12.25 to 12.75 GHz and a cutoff band of 14.0 to 14.5 GHz.

즉, 도 2와 같은 형상의 저역 통과 여파기(10)의 경우에 있어서, 코르게이트 슬롯의 폭 W는 2 mm, 코르게이트 도파관(200)의 마루(210) 사이간격 G는 2 mm로 고정하였으며, 도파관(100) 윗면과 코르게이트 도파관(200)의 마루(210) 사이간격 Cs는 4.8 mm부터 5.6 mm까지 0.2 mm간격으로, 도파관(100)의 바닥과 코르게이트 도파관(200)의 골(220) 바닥 사이의 간격 Ls는 1.27 mm부터 1.67 mm까지 0.2 mm간격으로 변화시키면서 저역 통과 여파기(10)의 특성을 확인하였다. 도 6 및 도 7에서 S11은 반사손실을 나타내고 S21은 삽입손실을 나타낸다. 2, the width W of the corrugated slot is fixed at 2 mm and the gap G between the corrugated waveguides 200 at the corrugated waveguide 200 is fixed at 2 mm. In the case of the low-pass filter 10, The gap Cs between the upper surface of the waveguide 100 and the floor 210 of the corrugated waveguide 200 is set to 0.2 mm from 4.8 mm to 5.6 mm at the bottom of the waveguide 100 and at the bottom 220 of the corrugated waveguide 200, The characteristics of the low-pass filter (10) were confirmed while changing the interval Ls between the bottoms from 1.27 mm to 1.67 mm at intervals of 0.2 mm. 6 and 7, S 11 represents the reflection loss and S 21 represents the insertion loss.

도 6을 참조하면, 도파관(100) 윗면과 코르게이트 도파관(200)의 마루(210) 사이간격 Cs는 4.8 mm부터 5.6 mm까지 0.2 mm간격으로 변화에 따른 특성을 나타낸 결과를 나타낸다. 특성 그래프는 Cs가 커짐에 따라 낮은 주파수로 이동하는 것을 확인하였으며, Cs가 5.2 mm일 때 특성을 만족하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the gap Cs between the upper surface of the waveguide 100 and the floor 210 of the corrugated waveguide 200 shows a characteristic according to a change of 0.2 mm from 4.8 mm to 5.6 mm. The characteristic graph shows that as Cs increases, it shifts to lower frequency, and it can be seen that the characteristic is satisfied when Cs is 5.2 mm.

도 7을 참조하면, 도파관(100) 바닥과 코르게이트 도파관(200)의 골(220) 바닥 사이의 간격 Ls는 1.27 mm부터 1.67 mm까지 0.2 mm간격으로 변화에 따른 특성을 나타낸 결과를 나타낸다. 특성 그래프는 Ls가 커짐에 따라 낮은 주파수로 이동하는 것을 확인하였으며, Ls가 1.47 mm일 때 특성을 만족하는 것을 알 수 있었다.Referring to FIG. 7, the gap Ls between the bottom of the waveguide 100 and the bottom of the corrugated waveguide 200 shows a variation of 0.27 mm from 1.27 mm to 1.67 mm. It was confirmed that the characteristic graph moves with low frequency as Ls increases, and it is found that the characteristic is satisfied when Ls is 1.47 mm.

따라서, 저역 통과 여파기(10)의 코르게이트 슬롯의 폭, 코르게이트 도파관(200)의 마루(210)의 사이간격, 도파관(100) 윗면과 코르케이트 도파관(100)의 마루(210) 사이간격 및 도파관(100)의 바닥과 코르게이트 도파관(200)의 골(220) 바닥 사이의 간격을 조정하여 요구 규격을 만족하는 저역 통과 여파기(10)를 설계할 수 있다.
Therefore, the width of the corrugated slot of the low-pass filter 10, the spacing between the floors 210 of the corrugated waveguide 200, the spacing between the upper surface of the waveguide 100 and the floor 210 of the corrugated waveguide 100, It is possible to design the low-pass filter 10 satisfying the required specifications by adjusting the interval between the bottom of the waveguide 100 and the bottom of the corrugation 220 of the corrugated waveguide 200.

본 발명의 실시예에 따른 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기는 높은 반사손실과 격리도 특성을 가지고, 낮은 삽입손실 특성을 가진 위성통신용 저역 통과 여파기를 제공한다. A low-pass filter using a corrugated waveguide according to an embodiment of the present invention provides a low-pass filter for satellite communication having high reflection loss and isolation characteristics and low insertion loss characteristics.

또한, 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법은 위성통신용 안테나 시스템에 활용될 수 있는 저역 통과 여파기를 용이하게 제작할 수 있도록 한다. Also, a manufacturing method of a low-pass filter using a corrugated waveguide makes it possible to easily manufacture a low-pass filter that can be used in an antenna system for a satellite communication.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

10: 저역 통과 여파기 100: 도파관
200: 코르게이트 도파관 210: 마루
220: 골 300: 임피던스 트랜스포머10: low-pass filter 100: waveguide
200: corrugated waveguide 210: floor
220: Goal 300: Impedance transformer

Claims (12)

길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가지는 도파관;
적어도 하나의 제1 T-접합(T-junction)들로 구성되는 코르게이트 도파관; 및
적어도 하나의 제2 T-접합들로 구성되고 상기 코르게이트 도파관의 양끝에 결합하는 임피던스 트랜스포머(impedence transformer);
를 포함하되,
상기 코르게이트 도파관의 양끝에 상기 임피던스 트랜스포머가 위치하는 구조가 상기 도파관의 내부에 결합된 형태를 구비하고,
상기 구조는 상기 도파관의 입력 포트단 및 출력 포트단에 위치하는 부분을 사용하여 상기 도파관 내부의 하단 바닥과 상기 코르게이트 도파관의 골 바닥 사이의 간격을 조정함으로써 여파기의 요구 규격을 만족시키는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기.A waveguide having a rectangular parallelepiped shape in which a through hole is formed in the longitudinal direction;
A corrugated waveguide consisting of at least one first T-junction (T-junction); And
An impedance transformer composed of at least one second T-junctions and coupled to both ends of the corrugated waveguide;
, ≪ / RTI &
Wherein a structure in which the impedance transformer is positioned at both ends of the corrugated waveguide is coupled to the inside of the waveguide,
The corrugated waveguide has a structure that satisfies the requirements of the filter by adjusting the interval between the bottom bottom of the waveguide and the bottom of the corrugated waveguide by using a portion located at the input port end and the output port end of the waveguide, Low - pass filter using. 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 T-접합들의 각각과 상기 적어도 하나의 제2 T-접합들의 각각은,
두 개의 마루와 하나의 골로 구성된 구조인 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기. The method according to claim 1,
Each of said at least one first T-junctions and each of said at least one second T-
Wherein the corrugated waveguide is a structure including two floors and one corrugation. 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 T-접합들은,
동일한 높이의 마루와 동일한 깊이의 골로 구성되는 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기. The method according to claim 1,
The at least one first T-
And a corrugation having the same height as the corrugation having the same height. The low pass filter using the corrugated waveguide. 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 T-접합들은,
상기 적어도 하나의 제1 T-접합들과 비교하여 낮은 높이로 구성되는 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기. The method according to claim 1,
The at least one second T-
Wherein the low-pass filter is configured to have a low height compared to the at least one first T-junctions. 청구항 4에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 T-접합들은,
서로 다른 높이의 마루로 구성되는 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기. The method of claim 4,
The at least one second T-
Wherein the corrugated waveguide is formed of a floor having different heights. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 코르게이트 도파관 및 상기 임피던스 트랜스포머를 구성하는 T-접합들은,
체비쇼프 함수(Chebyshev function)에 기반하여 결정된 T-접합의 등가 회로를 이용하여 설계되는 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기. The method according to claim 1,
The corrugated waveguide and the T-junctions that make up the impedance transformer,
Wherein the low-pass filter is designed using an equivalent circuit of a T-junction determined based on a Chebyshev function. 청구항 1에 있어서,
상기 저역 통과 여파기는,
알루미늄을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기.The method according to claim 1,
The low-
Wherein the low-pass filter comprises a corrugated waveguide. 체비쇼프 함수(Chebyshev function)에 기반하여 결정된 T-접합의 등가 회로를 이용하여 상기 T-접합의 구조를 결정하는 단계;
상기 결정된 T-접합의 구조를 가진 적어도 하나의 T-접합들로 구성된 코르게이트 도파관의 양 끝에 임피던스 트랜스포머(impedence transformer)를 결합하는 단계; 및
상기 코르게이트 도파관의 양끝에 상기 임피던스 트랜스포머가 위치하는 구조를 길이 방향으로 통공이 형성되어 있는 직육면체 형상을 가진 도파관 내부에 결합하는 단계;
를 포함하되,
상기 구조는 상기 도파관의 입력 포트단 및 출력 포트단에 위치하는 부분을 사용하여 상기 도파관 내부의 하단 바닥과 상기 코르게이트 도파관의 골 바닥 사이의 간격을 조정함으로써 여파기의 요구 규격을 만족시키는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법.Determining a structure of the T-junction using an equivalent circuit of a T-junction determined based on a Chebyshev function;
Coupling an impedance transformer to both ends of a corrugated waveguide composed of at least one T-junction having a structure of the determined T-junction; And
Coupling a structure in which the impedance transformer is located at both ends of the corrugated waveguide to a waveguide having a rectangular parallelepiped shape in which a through hole is formed in the longitudinal direction;
, ≪ / RTI &
The corrugated waveguide has a structure that satisfies the requirements of the filter by adjusting the interval between the bottom bottom of the waveguide and the bottom of the corrugated waveguide by using a portion located at the input port end and the output port end of the waveguide, A method for manufacturing a low - pass filter using a low - pass filter. 청구항 9에 있어서,
상기 적어도 하나의 T-접합들의 각각은,
두 개의 마루와 하나의 골로 구성된 구조인 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법.The method of claim 9,
Each of the at least one T-
Wherein the corrugated waveguide is a structure including two floors and one corrugation. 청구항 9에 있어서,
상기 임피던스 트랜스포머는,
상기 코르게이트 도파관을 구성하는 적어도 하나의 T-접합들보다 낮은 높이의 T-접합들로 구성되는 것을 특징으로 하는 코르게이트 도파관을 이용한 저역 통과 여파기의 제조 방법.The method of claim 9,
The impedance transformer includes:
And the T-junctions are lower in height than at least one of the T-junctions constituting the corrugated waveguide. 삭제delete
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