KR101857069B1 - Circulator including power sensor - Google Patents

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KR101857069B1
KR101857069B1 KR1020170133213A KR20170133213A KR101857069B1 KR 101857069 B1 KR101857069 B1 KR 101857069B1 KR 1020170133213 A KR1020170133213 A KR 1020170133213A KR 20170133213 A KR20170133213 A KR 20170133213A KR 101857069 B1 KR101857069 B1 KR 101857069B1
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KR
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waveguide
power sensor
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antenna
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KR1020170133213A
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임정구
정범기
이종명
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(주)에드모텍
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Abstract

본 발명은 소정의 각도로 제1 포트 내지 제3 포트가 형성되고, 각 포트의 도파로가 교차되는 도파관 내부에 페라이트가 형성된 메인 프레임 및 안테나의 반사파를 감지하는 전력 센서를 포함하여, 상기 제1 포트와 증폭기가 연결되는 구조이고 제2 포트와 안테나가 연결되는 구조이면, 전력 센서가 제3 포트와 페라이트 사이 영역의 도파관에 일체형으로 설치된 것을 특징으로 하는 전력 센서를 구비한 서큘레이터를 개시한다.The present invention includes a mainframe in which first to third ports are formed at predetermined angles, in which a ferrite is formed in a waveguide in which waveguides of respective ports are crossed, and a power sensor for sensing reflected waves of the antenna, And an amplifier is connected to the first port and the second port is connected to the antenna, the power sensor is integrally installed in the waveguide between the third port and the ferrite.

Description

전력 센서를 구비한 서큘레이터{CIRCULATOR INCLUDING POWER SENSOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a circulator having a power sensor,

본 발명은 펄스 레이더 시스템에 포함된 서큘레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 센서에서 감지된 반사파 전력을 제어하여 증폭기를 보호하는 전력 센서를 구비한 서큘레이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circulator included in a pulse radar system, and more particularly, to a circulator having a power sensor for controlling an electric power of a reflected wave detected by a power sensor to protect an amplifier.

펄스 레이더 시스템은 전자기파 또는 음파의 파동 매체를 이용하여 관측자로부터 멀리 떨어져 있는 물체의 존재 여부와 특성을 감지하는 시스템으로 항로관제, 기상관측, 환경관측 및 지질탐사 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 예를 들어 펄스 레이더 시스템은 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 항로관제 분야에서 활용되고, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 기상관측 분야에서 활용된다.Pulse radar systems are used in various fields such as air traffic control, meteorological observation, environmental observation, and geological exploration, by detecting presence and characteristics of objects far away from an observer by using electromagnetic wave or sound wave medium. For example, the pulse radar system is utilized in the field of air traffic control as described in Patent Document 1, and is utilized in the field of weather observation as described in Patent Document 2.

펄스 레이더 시스템에 포함된 서큘레이터는 증폭기에서 증폭된 신호를 안테나 측으로 보내고, 안테나로부터 들어오는 신호를 커플러를 지나 리미터로 전송한다.The circulator included in the pulse radar system sends the amplified signal from the amplifier to the antenna side, and transmits the signal coming from the antenna to the limiter through the coupler.

펄스 레이더 시스템에서 증폭기의 출력이 안테나 입력으로 안정적으로 전달되도록 하고, 송신기의 연속적인 동작을 제공하기 위해서는, 서큘레이터의 출력단에 입사되는 반사파를 감지하는 기술이 필요하다.In a pulse radar system, a technique is needed to detect the reflected wave incident on the output end of the circulator in order to stably transmit the output of the amplifier to the antenna input and to provide continuous operation of the transmitter.

1. 한국공개특허 제10-2013-0126255호1. Korean Patent Publication No. 10-2013-0126255 2. 한국등록특허 제10-1663684호2. Korean Patent No. 10-1663684

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 서큘레이터의 출력단으로부터 입사된 반사파를 감지하는 전력 센서를 구비한 서큘레이터를 제공한다.The present invention provides a circulator having a power sensor for sensing a reflected wave incident from an output end of a circulator in order to solve the above problems.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 센서를 구비한 서큘레이터는, 소정의 각도로 제1 포트 내지 제3 포트가 형성되고, 각 포트의 도파로가 교차되는 도파관 내부에 페라이트가 형성된 메인 프레임 및 안테나의 반사파를 감지하는 전력 센서를 포함하여, 상기 제1 포트와 증폭기가 연결되는 구조이고 제2 포트와 안테나가 연결되는 구조이면, 전력 센서가 제3 포트와 페라이트 사이 영역의 도파관에 일체형으로 설치된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a circulator including a power sensor, comprising: a main frame in which first to third ports are formed at predetermined angles and ferrite is formed in a waveguide in which waveguides of respective ports are crossed; And a power sensor for sensing a reflected wave of the antenna and configured such that the first port and the amplifier are connected to each other and the second port and the antenna are connected to each other, the power sensor is installed integrally with the waveguide between the third port and the ferrite .

상기 전력 센서는 도파관 외부에 설치된 고주파 커넥터 및 고주파 커넥터에 삽입되어 도파관 내부에 형성된 전력 감지 프로브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The power sensor may include a high-frequency connector installed outside the waveguide and a power sensing probe inserted into the high-frequency connector and formed inside the waveguide.

상기 전력 센서는 전력 감지 프로브를 통하여 도파관에서 TE 모드로 진행되는 반사파를 TEM 모드로 전환하여 반사파를 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The power sensor may convert the reflected wave proceeding from the waveguide into the TE mode through the power sensing probe to the TEM mode to sense the reflected wave.

본 발명은 전력 센서를 구비하여 모니터링함으로써, 서큘레이터가 증폭기의 출력을 안테나 입력으로 안정적으로 전달할 수 있고, 송신기의 연속적인 동작을 제공할 수 있으며, 증폭기를 보호할 수 있다.By monitoring and providing a power sensor, the present invention can stably deliver the output of the amplifier to the antenna input, provide continuous operation of the transmitter, and protect the amplifier.

본 발명은 전력 센서가 별도로 설치되지 않고, 서큘레이터에 일체형으로 설치되어 전체적인 제품의 크기를 축소시킬 수 있다.In the present invention, the power sensor is not separately installed, but may be integrated with the circulator to reduce the overall size of the product.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서큘레이터를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 서큐레이터의 평면도와 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 메인 프레임에서 메인 상도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이다.
도 4는 메인 프레임에서 메인 하도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이다.
도 5는 서브 프레임에서 서브 상도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이다.
도 6은 서브 프레임에서 서브 하도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이다.
도 7은 도 1의 A부분의 단면을 확대하여 도시한 것이다.
도 8은 전력 센서가` 설치된 도파관에서 입사된 반사파의 전계분포를 나타낸 예이다.
도 9는 도 1의 B부분의 단면을 확대하여 도시한 것이다.
도 10은 서큘레이터와 연결된 증폭기와 안테나를 도시한 예이다.1 shows a circulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a plan view and a cross-sectional view of the circulator of FIG. 1;
3 is a plan view and a cross-sectional view of the main-phase conductive plate in the main frame.
4 is a plan view and a sectional view of the main lower plate in the main frame.
5 is a plan view and a cross-sectional view of a sub-phase conductor plate in a sub-frame.
6 is an example showing a top view and a sectional view of a sub-lower electrode plate in a sub-frame.
Fig. 7 is an enlarged view of a section A of Fig.
8 is an example of electric field distribution of a reflected wave incident from a waveguide in which a power sensor is installed.
9 is an enlarged cross-sectional view of the portion B in Fig.
10 shows an example of an amplifier and an antenna connected to a circulator.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서큘레이터를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 서큐레이터의 평면도와 단면도를 도시한 것으로서, 서큘레이터(10)는 도파관 구조로 제1 포트 내지 제3 포트가 형성되고, 각 포트의 도파로가 교차되는 도파관 내부에 페라이트가 형성된 메인 프레임(100)을 포함한다.FIG. 1 shows a circulator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a plan view and a cross-sectional view of the circulator of FIG. 1. The circulator 10 has a waveguide structure, And a main frame 100 in which ferrite is formed inside a waveguide in which waveguides of the respective ports are crossed.

본 발명의 서큘레이터(100)는 X-band 레이더 파워모듈에 사용될 수 있고, 증폭기의 출력신호에 대한 삽입손실과 반사손실을 최소화하면서 안테나로 증폭기의 신호를 전달하며, 반대로 안테나에서 수신된 신호를 포트를 달리하여 수신부 측으로 신호를 전달하는 방향성 소자이다.The circulator 100 of the present invention can be used in an X-band radar power module and transmits the signal of the amplifier to the antenna while minimizing the insertion loss and return loss of the output signal of the amplifier, And is a directional element that transmits a signal to the receiving part in a different port.

본 발명은 10~50KW급 증폭기의 출력 신호가 안테나로 방사하기 위해 열적 안정성이 우수한 도파관형 서큘레이터(100)를 제공하고자 한다.The present invention provides a waveguide-type circulator (100) having an excellent thermal stability for radiating an output signal of an amplifier of 10 to 50 KW class to an antenna.

서큘레이터(10)는 서브 프레임(200), 전력 센서(300), VSWR 튜닝부(400) 및 방열부(500) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 방열부(500)는 메인 프레임(100)의 상부와 하부에 각각 형성된다.The circulator 10 may further include at least one of a subframe 200, a power sensor 300, a VSWR tuning unit 400, and a heat dissipation unit 500. The heat radiating portion 500 is formed on the upper and lower portions of the main frame 100, respectively.

메인 프레임(100)은 메인 상하도체판(110, 120)이 결합되어 도파관이 형성되고, 메인 상하도체판(110, 120) 사이에 도파로가 형성된다.The main frame 100 is coupled with the main upper and lower conductor plates 110 and 120 to form a waveguide and a waveguide is formed between the main upper and lower conductor plates 110 and 120.

도 3은 메인 프레임에서 메인 상도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이고, 도 4는 메인 프레임에서 메인 하도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이다.FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of the main-phase conductive plate in the main frame, and FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of the main bottom plate in the main frame.

메인 상도체판(110)과 메인 하도체반(120)은 하나 이상의 메인 결합구(150)가 형성되고, 볼트와 같은 결합수단을 통하여 메인 결합구(150)에 체결되어 결합된다.The main phase conductor plate 110 and the main lower plating board 120 are formed with one or more main coupling holes 150 and are fastened and coupled to the main coupling hole 150 through coupling means such as bolts.

본 발명은 메인 상하도체판(110, 120) 내부 양단 각각에 트랜스포머(131, 132)가 부착되고, 각각의 트랜스포머(131, 132)에 페라이트(141, 142)가 부착되며, 외부에 페라이트(141, 142)에 대응하는 위치에서 마그네트(미도시)가 부착된다.In the present invention, transformers 131 and 132 are attached to both ends of the main upper and lower conductor plates 110 and 120, ferrites 141 and 142 are attached to the respective transformers 131 and 132, (Not shown) is attached at a position corresponding to the first,

트랜스포머(131, 132)는 임피던스 매칭을 위해 삼각면 단면 구조일 수 있고, 금속이나 테프론과 같은 섬유재를 포함할 수 있다.The transformers 131 and 132 may have a triangular cross-sectional structure for impedance matching and may include a fibrous material such as metal or Teflon.

페라이트(141, 142)는 열전도성이 높은 에폭시가 접착되고, 오븐에 경화되어 트랜스포머(131, 132)에 부착된다.The ferrites 141 and 142 are adhered to the transformers 131 and 132 by adhering high-thermal-conductivity epoxy to the oven.

페라이트(141, 142) 직경은 [수식 1]에 의해 결정되고, 페라이트(141, 142) 두께는 [수식 2]에 결정된다.The diameters of the ferrites 141 and 142 are determined by Equation 1 and the thicknesses of the ferrites 141 and 142 are determined by Equation 2.

[수식 1][Equation 1]

Figure 112017100921050-pat00001
Figure 112017100921050-pat00001

R은 페라이트(141, 142)의 반지름이고, λ는 파장이며, ε은 유전상수이고, 4πMs는 직류자계 바이어스가 인가될 때 페라이트(141, 142) 내부의 포화 자화이며, Hdc는 직류자계이다. 1.84는 서큘레이터(100)가 공진모드로 동작하기 위한 경계조건을 만족하는 상수이다.R is the radius of ferrite 141, 142 is the wavelength,? Is the dielectric constant, 4? M s is the saturation magnetization in the ferrites 141, 142 when the DC magnetic field bias is applied and H dc is the direct current magnetic field to be. Reference numeral 1.84 is a constant that satisfies a boundary condition for the circulator 100 to operate in the resonance mode.

폐라이트(141, 142)는 직류자계 바이어스가 인가되지 않으면 단순히 유전체로 작용하지만, 직류자계 바이어스가 인가되면 내부에 포화 자화를 발생시켜 텐서 튜자율을 가지는 비가역소자가 된다.When the direct current magnetic field bias is not applied, the waste lights 141 and 142 merely act as dielectrics. However, when the direct current magnetic field bias is applied, saturable magnetization is generated inside the irreversible elements 141 and 142,

[수식 2] [Equation 2]

Figure 112017100921050-pat00002
Figure 112017100921050-pat00002

QL은 페라이트 부하조건의 양호도이고, ω는 RF 입력주파수이며, ε은 페라이트 유전율이고, ε0은 진공의 유전율이며, Gr은 페라이트 공진모드의 컨덕턴스이고, d는 페라이트 두께이다.Q L is the goodness of the ferrite load condition, ω is the RF input frequency, ε is the ferrite permittivity, ε 0 is the permittivity of the vacuum, G r is the conductance of the ferrite resonant mode and d is the ferrite thickness.

마그네트는 피레이트(141, 142)에 효과적인 직류자계 인가를 위해 자기 소거 요인(Demagnetization Factor)과 누설 자속(Leakage Flux) 보상이 요구되므로, 사마륨코발트(SMCO) 마그네트 및 알니코(ALNICO) 마그네트 중 하나를 포함할 수 있다.Since the magnets require demagnetization factor and leakage flux compensation in order to apply an effective direct current magnetic field to the fry rates 141 and 142, one of the samarium cobalt (SMCO) magnets and the ALNICO magnets . ≪ / RTI >

마그네트는 페라이트(141, 142)의 포화 자화 만큼의 자력을 가지고, 페라이트(141, 142) 전체에 자력을 분포시킬 수 있도록 폴피스 재질로 이루어질 수 있다.The magnet may have a magnetic force as much as the saturation magnetization of the ferrites 141 and 142 and may be made of a pole piece material so as to distribute the magnetic force to the ferrites 141 and 142 as a whole.

종래에는 도파로 사이에 포스트(post) 또는 로드(rod) 구조로 페라이트가 삽입되지만, 본 발명은 입력 파워가 2개의 페라이트(141, 142)로 분산되어 고출력에 효과적이다.Conventionally, ferrite is inserted between the waveguides in a post or rod structure. However, the present invention is effective in dispersing the input power into two ferrites 141 and 142 and high output.

페라이트(141, 142)는 고출력에 삽입손실이 낮은 물질이고, 열전도성이 낮은 물질이며, 가넷(garnet)형이다.Ferrites 141 and 142 are materials with low insertion loss at high output, low thermal conductivity, and garnet type.

본 발명은 페라이트(141, 142)가 열전도성이 낮은 물질이기 때문에 설정된 두께로 페라이트(141, 142)가 트랜스포머(131, 132)에 부착되어 도파로의 열 방출 공간을 증가시킬 수 있다.Since ferrite 141 or 142 is a material having low thermal conductivity, ferrite 141 or 142 can be attached to transformers 131 and 132 with a predetermined thickness to increase the heat release space of the waveguide.

본 발명은 메인 프레임(100)이 은(Ag)으로 도금 처리되어 전기전도도와 내 부식성을 증가시킬 수 있다.The main frame 100 of the present invention can be plated with silver (Ag) to increase electrical conductivity and corrosion resistance.

본 발명은 서큘레이터(10)가 도파관형 타입과 B/R(Below Resonance) 모드로 동작되므로, 서큘레이터(10)가 3KW급의 피크 펄스 파워의 내전력을 갖고, X-band의 광대역성 레이더 파워모듈에 사용될 수 있다.Since the circulator 10 operates in the waveguide type and the B / R (below resonance) mode, the circulator 10 has the internal power of the peak pulse power of 3 KW class, and the X- Can be used in power modules.

전력 센서(300)는 제2 포트에서 제3 포트로 입사되는 안테나의 반사파를 감지하고, 제3 포트와 페라이트(141, 142) 사이 영역의 도파관에 일체형으로 설치되며, 도파관에 탈부착 가능하다.The power sensor 300 senses the reflected wave of the antenna input from the second port to the third port and is installed integrally with the waveguide in the area between the third port and the ferrite 141 or 142 and is removably attachable to the waveguide.

전력 센서(300)에서 감지하여 생성된 센싱값은, 증폭기의 동작을 제어하는데 사용된다.The sensing value generated by the power sensor 300 is used to control the operation of the amplifier.

본 발명은 센싱값이 임계값에 벗어나면 증폭기에 공급되는 동작 전원을 차단하여 증폭기를 보호할 수 있다.The present invention can protect the amplifier by cutting off the operation power supplied to the amplifier when the sensing value is out of the threshold value.

본 발명은 전력 센서(300)를 구비하여 서큘레이터(10)가 증폭기의 출력을 안테나 입력으로 안정적으로 전달할 수 있고, 송신기(미도시)의 연속적인 동작을 제공할 수 있다.The present invention may include a power sensor 300 to enable the circulator 10 to reliably deliver the output of the amplifier to the antenna input and to provide continuous operation of the transmitter (not shown).

본 발명은 전력 센서(300)가 별도로 설치되지 않고, 서큘레이터(10)에 전력 일체형으로 설치되어 전체적인 제품의 크기를 축소시킬 수 있다.The power sensor 300 is installed separately from the circulator 10 so that the size of the entire product can be reduced.

도 5는 서브 프레임에서 서브 상도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이고, 도 6은 서브 프레임에서 서브 하도체판의 평면도와 단면도를 도시한 예이다.FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of a sub-phase conductor plate in a sub-frame, and FIG. 6 is an example of a plan view and a sectional view of a sub-lower electrode plate in a sub-frame.

서브 프레임(200)은 메인 프레임의 제1 포트와 결합되어 제1 포트의 도파로가 연장되고, 증폭기의 입력신호를 받는다.The subframe 200 is coupled with the first port of the mainframe to extend the waveguide of the first port and receive the input signal of the amplifier.

서브 프레임(200)은 서브 상하도체판(210, 220)이 결합되어 도파관이 형성되고, 서브 상하도체판(210, 220) 사이에 도파로가 형성된다.The sub-frame 200 is coupled with the sub-upper and lower conductor plates 210 and 220 to form a waveguide, and a waveguide is formed between the sub-upper and lower conductor plates 210 and 220.

서브 상도체판(210)과 서브 하도체판(220)은 하나 이상의 서브 결합구(230)가 형성되고, 볼트와 같은 결합수단을 통하여 서브 결합구(230)에 체결되어 결합된다.The sub-phase conductor plate 210 and the sub-lower plate 220 are formed with one or more sub-coupling holes 230 and are fastened to the sub-coupling holes 230 through coupling means such as bolts.

서브 상도체판(210)과 서브 하도체판(220)은 메인 프레임(100)의 제1 포트와 결합하기 위한 연결용 결합구(240)가 형성되고, 볼트와 같은 결합수단을 통하여 연결용 결합구(240)에 체결되어 메인 프레임(100)의 제1 포트와 결합된다. 메인 프레임(100)의 제1 포트 주변에도 연결용 결합구(240)가 형성된다.The sub-phase conductor plate 210 and the sub-lower plate 220 are formed with connection coupling holes 240 for coupling with the first port of the main frame 100, (240) and coupled to the first port of the main frame (100). A connection fitting 240 is also formed around the first port of the main frame 100.

서브 상도체판(210) 또는 서브 하도체판(220)은 VSWR 튜닝부(400)를 설치하기 위한 튜닝구(250)가 형성된다. VSWR 튜닝부(400)는 임피던스 매칭을 하거나, VSWR 튜닝을 제공한다The sub-phase conductor plate 210 or the sub-lower electrode plate 220 is provided with a tuning hole 250 for installing the VSWR tuning section 400. The VSWR tuning unit 400 performs impedance matching or provides VSWR tuning

도 7은 도 1의 A부분의 단면을 확대하여 도시한 것이고, 도 8은 전력 센서가 설치된 도파관에서 입사된 반사파의 전계분포를 나타낸 예로서, 전력 센서(300)는 도파관 외부에 설치된 고주파 커넥터(310) 및 고주파 커넥터(310)에 삽입되어 도파관 내부에 형성된 전력 감지 프로브(320)를 포함한다. 전력 감지 프로브(320)는 동축(coaxial)일 수 있다.Fig. 7 is an enlarged cross-sectional view of part A of Fig. 1, and Fig. 8 is an example of an electric field distribution of a reflected wave incident from a waveguide provided with a power sensor. The power sensor 300 includes a high- 310 and a power sensing probe 320 inserted in the high frequency connector 310 and formed inside the waveguide. The power sensing probe 320 may be coaxial.

제2 포트에서 제3 포트로 입사된 반사파는, 도파관에서 TE 모드로 진행되다가 전력 감지 프로브(320)에 의해 TEM 모드로 전환되어 진행된다.The reflected wave incident on the third port from the second port proceeds from the waveguide to the TE mode and then to the TEM mode by the power sensing probe 320 and proceeds.

전력 센서(300)는 전력 감지 프로브(320)의 두께(D)와 길이(L)가 조절되어 임피던스 조정이 되도록 하고, 설정된 감도로 미세조정이 되도록 제공한다.The power sensor 300 adjusts the thickness D and the length L of the power sensing probe 320 so as to adjust the impedance and fine adjust the sensitivity to a predetermined sensitivity.

전력 센서(300)는 디바이드된 한 쪽 도파로의 임피던스 조정으로 반사파의 파워를 검출할 수 있다.The power sensor 300 can detect the power of the reflected wave by adjusting the impedance of the one-side waveguide.

전력 감지 프로브(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 T자형 프로브일 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 로드(rod)형 프로브일 수 있다.The power sensing probe 320 may be a T-shaped probe, as shown in Fig. 7, and may be a rod-type probe, as shown in Fig.

로드형 프로브는 로드부로만 구성되고, T자형 프로브는 로드부 및 로드부 상부에 형성된 헤드부로 구성된다.The rod-shaped probe is composed of only a rod portion, and the T-shaped probe is composed of a rod portion and a head portion formed on the rod portion.

로드형 프로브에서 D는 로드부의 두께이고, L은 로드부의 길이이다. T자형 프로브에서 D는 헤드부의 두께이고, L은 로드부의 길이이며, T는 헤드부의 길이이다.In the rod-type probe, D is the thickness of the rod portion, and L is the length of the rod portion. In the T-shaped probe, D is the thickness of the head, L is the length of the rod, and T is the length of the head.

D는 주파수 통과대역폭을 조정하는 요소이고, T와 L은 전력 감지의 커플링값을 조정하는 요소이다. T자형 프로브는 로드형 프로브와 비교하여 주파수 통과대역폭이 증가될 수 있다.D is an element that adjusts the frequency pass bandwidth, and T and L are elements that adjust the coupling value of power sensing. T-shaped probes can have increased frequency pass bandwidth compared to rod-type probes.

본 발명은 전력 감지 프로브(320)의 두께와 길이를 조정하여 반사파 감지 정밀도를 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the accuracy of reflected wave sensing by adjusting the thickness and length of the power sensing probe 320.

도 9는 도 1의 B부분의 단면을 확대하여 도시한 것으로서, VSWR 튜닝부(400)는 서브 프레임(200)의 도파관 내부로 삽입되는 튜닝용 스크류(410) 및 튜닝용 스크류(410)의 삽입 길이를 조절하기 위한 튜닝 조절나사(420)를 포함하고, 튜닝 조절 나사(420)를 통하여 임피던스 매칭과 VSWR 튜닝을 제공한다.The VSWR tuning unit 400 includes a tuning screw 410 inserted into the waveguide of the subframe 200 and a tuning screw 410 inserted into the waveguide of the subframe 200. [ And a tuning adjusting screw 420 for adjusting the length, and provides impedance matching and VSWR tuning through a tuning adjusting screw 420. [

상기 VSWR 튜닝부(400)는 튜닝용 스크류(410)의 두께와 길이가 조절되어 설정된 튜닝 조건으로 VSWR이 미세조정 되도록 제공할 수 있다.The VSWR tuning unit 400 may adjust the thickness and length of the tuning screw 410 so that the VSWR may be finely adjusted by the tuning conditions.

튜닝용 스크류(410)는 도파관 내부로 삽입되어 전파의 흐름을 방해하고, 두께가 두꺼워지거나 삽입 길이가 길어질수록 VSWR이 낮아진다.The tuning screw 410 is inserted into the waveguide to interfere with the flow of the radio wave, and the VSWR becomes lower as the thickness becomes thicker or the insertion length becomes longer.

튜닝용 스크류(410)는 도전성 금속 물질이고, 예를 들어 구리일 수 있다. 튜닝용 스크류(410)와 튜닝 조절나사(420)는 볼트와 너트의 형상으로 이루어 질 수 있고, 볼트가 외부에 탭을 형성하여 너트와 견고하게 결합된다.The tuning screw 410 is a conductive metal material, for example, copper. The tuning screw 410 and tuning adjusting screw 420 may be in the form of a bolt and a nut, and the bolt forms a tab on the outside and is firmly coupled to the nut.

도 10은 서큘레이터와 연결된 증폭기와 안테나를 도시한 예로서, 증폭기(600)는 100~200W의 소출력을 합성하여 10~50KW의 고출력을 제공할 수 있다.10 illustrates an amplifier and an antenna connected to a circulator. The amplifier 600 may combine a small output of 100 to 200 W to provide a high output of 10 to 50 KW.

증폭기(600)는 입력신호를 2개 경로로 분리하고, 제1 경로로 들어온 입력신호를 증폭하고, 제1 경로와 제2 경로의 신호를 합하여 송신신호로 출력한다.The amplifier 600 separates the input signal into two paths, amplifies the input signal input to the first path, and outputs the summed signals of the first path and the second path as a transmission signal.

증폭기(600)는 하나 이상의 증폭소자(610), 파워 스플리터(620) 및 파워 합섭부(530)를 포함한다. 제1 경로로 들어온 입력신호는 하나의 증폭소자(610)에 의해 증폭되고, 파워 스플리터(620)로 전달된다. 입력신호는 X-band의 레이더로서 동작하기 위해 9.5~10GHz의 신호일 수 있다.The amplifier 600 includes one or more amplification elements 610, a power splitter 620 and a power summing unit 530. The input signal input to the first path is amplified by one amplification element 610 and transmitted to the power splitter 620. The input signal may be a signal of 9.5 to 10 GHz to act as an X-band radar.

파워 스플리터(620)는 증폭된 입력신호를 다수의 증폭소자(610)에 분배하고, 다수의 증폭소자(610)는 분배된 입력신호를 증폭하여 파워 합성부(630)에 전달하며, 파워 합성부(630)는 다수의 증폭된 신호를 합성한다.The power splitter 620 distributes the amplified input signal to the plurality of amplifying devices 610. The plurality of amplifying devices 610 amplify the distributed input signals and transmit the amplified input signals to the power combining unit 630, (630) combines a plurality of amplified signals.

서큘레이터(10)는 제1 포트를 통해 증폭기(600)의 출력 신호를 받아 안테나(700)와 연결된 제2 포트로 전달한다.The circulator 10 receives the output signal of the amplifier 600 through the first port and transmits the output signal to the second port connected to the antenna 700.

전력 센서(300)는 송신 모드, 수신 모드 및 송수신 모드 중 하나에서 동작한다.The power sensor 300 operates in one of a transmission mode, a reception mode, and a transmission / reception mode.

안테나(700)는 송신 모드에서 증폭기(600)의 출력 신호를 서큘레이터(10)로부터 제공받는 과정에서 임피던스 부정합에 의해 제2 포트에서 제3 포트로 진행하는 반사파가 발생할 수 있고, 수신 모드에서 수신 신호를 받아 제2 포트에서 제3 포트로 진행하는 반사파가 발생할 수 있다.The antenna 700 can generate reflected waves traveling from the second port to the third port due to the impedance mismatch in the process of receiving the output signal of the amplifier 600 from the circulator 10 in the transmission mode, A reflected wave traveling from the second port to the third port may be generated.

안테나(700)의 반사파는 일반적으로 매우 낮은 전력일 수 있으나, 임피던스 부정합과 이상 수신 신호에 의해 매우 높은 전력이 발생할 수 있다. 임계값을 초과하는 반사파는 증폭기(600)의 손상이나 오동작이 되는 원인이 될 수 있고, 증폭기의 출력을 안테나의 입력으로 안정적으로 전달할 수 없으며, 송신기의 연속적인 동작에 방해가 되는 요소가 될 수 있다.The reflected wave of the antenna 700 may generally be very low power, but very high power can be generated due to impedance mismatch and abnormal reception signal. The reflected wave exceeding the threshold value may cause damage or malfunction of the amplifier 600 and may not be able to stably transmit the output of the amplifier to the input of the antenna and may interfere with the continuous operation of the transmitter have.

본 발명은 전력 센서(300)를 통하여 안테나(700)의 임계값을 초과하는 비정상적인 반사파를 감지함으로써, 증폭기(600)를 보호할 수 있고, 서큘레이터(10)가 증폭기(600)의 출력을 안테나 입력으로 안정적으로 전달할 수 있고, 송신기의 연속적인 동작을 제공할 수 있다.The present invention can protect the amplifier 600 by sensing the abnormal reflected wave exceeding the threshold value of the antenna 700 through the power sensor 300 and the circulator 10 can transmit the output of the amplifier 600 to the antenna Can be stably transmitted to the input, and can provide continuous operation of the transmitter.

10: 서큘레이터 100: 메인 프레임
200: 서브 프레임 300: 전력 센서
400: VSWR 튜닝부 500: 방열부
600: 증폭기 700: 안테나10: circulator 100: main frame
200: subframe 300: power sensor
400: VSWR tuning unit 500:
600: amplifier 700: antenna

Claims (3)

소정의 각도로 제1 포트 내지 제3 포트가 형성되고, 각 포트의 도파로가 교차되는 도파관 내부에 페라이트가 형성된 메인 프레임 및
안테나의 반사파를 감지하는 전력 센서를 포함하고,
상기 제1 포트와 증폭기가 연결되는 구조이고 제2 포트와 안테나가 연결되는 구조인 경우, 전력 센서가 제3 포트와 페라이트 사이 영역의 도파관에 일체형으로 설치되며,
상기 전력 센서는 도파관 외부에 설치된 고주파 커넥터 및 고주파 커넥터에 삽입되어 도파관 내부에 형성된 T자형 구조의 전력 감지 프로브를 포함하고,
상기 메인 프레임의 상하도체판 내부 양단 각각에 단면이 삼각면인 트랜스포머가 부착되고, 각각의 트랜스포머에 가넷형 페라이트가 부착되며,
서브 프레임 도파관에 두께와 길이가 조절되는 스크류로 VSWR 튜닝을 제공하는 VSWR 튜닝부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 센서를 구비한 서큘레이터.A main frame in which first to third ports are formed at predetermined angles, ferrite is formed in a waveguide in which waveguides of the respective ports are crossed,
And a power sensor for sensing reflected waves of the antenna,
In the structure in which the first port and the amplifier are connected and the second port is connected to the antenna, the power sensor is integrally installed in the waveguide in the area between the third port and the ferrite,
The power sensor includes a high-frequency connector installed outside the waveguide and a power sensing probe of a T-shaped structure inserted into the high-frequency connector and formed inside the waveguide,
A transformer having a triangular cross section is attached to each of both ends of the upper and lower conductor plates of the main frame, garnet-type ferrite is attached to each transformer,
And a VSWR tuning section for providing VSWR tuning with a screw whose thickness and length are adjusted to the subframe waveguide. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전력 센서는 전력 감지 프로브를 통하여 도파관에서 TE 모드로 진행되는 반사파를 TEM 모드로 전환하여 반사파를 감지하는 것을 특징으로 하는 전력 센서를 구비한 서큘레이터.The method according to claim 1,
Wherein the power sensor switches reflected waves proceeding from the waveguide to the TE mode through the power sensing probe to the TEM mode to sense the reflected wave.
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