KR101914551B1 - 수동 상호변조왜곡 저감용 도파관 플랜지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 도파관의 연결부에 서로 마주보도록 배치되는 플랜지 부재; 상기 각 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구; 상기 각 도파관이 전기적으로 연결되도록 상기 연통구의 모서리에 돌출 형성되는 내측 그루브; 및 상기 플래지 부재의 모서리 각 단부에서 상기 각 플랜지 부재의 결합면을 향하도록 돌출 형성되어 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 집중될 수 있는 도파관 플랜지에 관한 것이다.

Description

수동 상호변조왜곡 저감용 도파관 플랜지{LOW PASSIVE INTERMODULATION TYPE WAVEGUIDE FLANGE}
본 발명은 마이크로파 이상의 높은 주파수(1GHz이상)의 전기 에너지나 신호를 전송하기 위한 도파관과 도파관을 연결하는 도파관 플랜지에 관한 것이다.
도파관 플랜지는 마이크로 웨이브 오븐, 레이더 세트, 위성 통신 등과 같은 장비에서 마이크로 웨이브 송신기 및 수신기를 연결하여 전기 에너지나 신호를 전송하는 도파관들을 결합하기 위한 부품이다.
종래의 도파관 플랜지는 각 주파수에 따라 다른 크기의 도파관 연결 용이선을 중시한 형상을 띄고 있어, 출력이 높은 통신장비에 대하여 별개의 주파수를 갖는 2개 이상의 통신 신호를 송수신하게 되면, 수동 상호변조왜곡이 발생하여 통신성능의 저하를 유발된다.
수동 상호변조왜곡은 2개 이상의 신호를 송수신 할 때, 수동요인에 의하여 신호 상호간에 증폭되거나 혼합되어 원치 않은 잡음성분을 발생시키는 현상을 의미한다.
낮은 출력에서 수동 상호변조왜곡이 송수신 성능에 미치는 영향은 미미하지만, 높은 출력에서 수동 상호변조왜곡은 송수신 성능을 저하시키는 주요 요인 중의 하나이다.
이러한 수동 상호변조왜곡은 비선형 장치 혹은 소자에 의해 나타나며, 코엑셜 커넥터, 피더라인, 이종금속접촉, 산화, 느슨한 연결, 도파관간 그루브 접촉면의 불균일한 응력분포 등 다양한 요인에 의하여 나타난다.
도파관 플랜지 연결부분에서 발생하는 수동 상호변조왜곡은 느슨한 연결, 그루브 접촉면의 불균일한 응력분포 등의 요인으로 신호의 비선형성을 유발한다. 따라서, 도파관 플랜지 연결 시 견고한 연결 및 플랜지 그루브 접촉면의 응력분포를 균일하게 유지해야만 도파관 플랜지에서 수동 상호변조왜곡을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 일 목적은, 도파관 플랜지의 그루브 접촉면에 작용하는 응력을 증가시켜 수동 상호변조왜곡을 저감시킬 수 있는 도파관 플랜지 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 도파관 플랜지의 그루브 접촉면에 작용하는 응력을 증가시키면서도 최적의 볼트 개수를 설정하여 작업자의 도파관 플랜지 결합을 용이하게 하기 위한 도파관 플랜지 구조를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 도파관 플랜지는, 도파관의 연결부에 서로 마주보도록 배치되는 플랜지 부재; 상기 각 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구; 상기 각 도파관이 전기적으로 연결되도록 상기 연통구의 모서리에 돌출 형성되는 내측 그루브; 및 상기 플랜지 부재의 모서리 각 단부에서 상기 각 플랜지 부재의 결합면을 향하도록 돌출 형성되어 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 집중되도록 하는 외측 그루브를 포함한다. 이에 따라, 볼트 체결부에 의한 응력이 상기 내측 그루브에 집중 될 수 있게 된다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 내측 그루브의 모서리 각 단부는 라운드지게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 플랜지 부재의 모서리 각 단부는 라운드지게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 외측 그루브는 끼워져 결합되도록 요철 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 제1 관; 상기 제1 관에 연결되는 제2 관; 및 상기 제1 관의 일단에 부착된 제1 도파관 플랜지; 및 제2 플랜지 부재 및 상기 제2 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구를 구비하여 상기 제2 관의 일단에 부착된 제2 도파관 플랜지를 포함하며, 상기 제1 도파관 플랜지는, 제1 플랜지 부재; 상기 제1 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구; 상기 제1 관 및 제2 관을 전기적으로 연결되도록 상기 연통구의 모서리에 돌출 형성되는 내측 그루브; 및 상기 플랜지 부재의 모서리 각 단부에서 상기 각 플랜지 부재의 결합면을 향하도록 돌출 형성되어 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 집중되도록 하는 외측 그루브를 포함한다. 이에 따라, 볼트 체결부에 의한 응력이 상기 내측 그루브에 집중될 수 있게 된다.
상기와 같은 구성에 따른 도파관 플랜지는, 볼트 체결의 의해 도파관 플랜지가 결합되는 경우 볼트에 의한 응력이 내측 그루브에 집중되어 도파관 플랜지 접촉면의 응력을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 불균일한 도파관 플랜지의 접촉면에 의해 발생하는 수동 상호변조왜곡을 저감할 수 있어 2개 이상의 신호를 송수신하는 위성단말의 통신성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 기존의 도파관 플랜지에 비해 적은 수의 볼트를 이용하여 결합을 하더라도 플랜지 접촉면의 응력을 균일하게 증가시킬 수 있으며, 체결해야 하는 볼트 개수가 적어짐에 따라 작업자의 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 기존의 도파관 플랜지 크기에 비해 감소된 크기를 지니고 있는 바, 제품의 단가를 낮출 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따르는 제1도파관, 제2 도파관 및 이를 결합한 도파관 플랜지를 나타내는 사시도.
도 2는, 도 1의 로터리 압축기를 II-II'를 따라 절개한 단면도.
도 3a는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 플랜지 부재의 각각의 모서리 단부가 라운드지게 형성된 도파관 플랜지에 관한 사시도.
도 3b는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 플랜지 부재의 정면도.
도 4a는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 플랜지 부재의 모서리 각 단부가 직각으로 형성된 도파관 플랜지에 관한 사시도.
도 4b는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 플랜지 부재의 모서리 각 단부가 직각으로 형성된 도파관 플랜지 부재의 정면도.
도5는 본 발며의 일 실시예에 따르는 볼트 체결부를 나타내기 위한 플랜지 부재의 정면도.
도 6a는, 종래의 도파관 플랜지의 응력분포를 나타내는 응력해석도.
도6b는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 내측 그루브의 모서리 각 단부가 직각으로 형성된 도파관 플랜지의 응력분포를 나타내는 응력해석도.
도6c는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 내측 그루브의 모서리 각 단부가 라운드지게 형성된 도파관 플랜지의 응력분포를 나타내는 응력해석도.
이하, 본 발명에 관련된 로터리 압축기에 대해, 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 관련된 도파관 플랜지에 대해, 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
일반적으로 도파관 플랜지는 마이크로 웨이브 오븐, 레이더 세트, 위성 통신 등과 같은 장비에서 마이크로 웨이브 송신기 및 수신기를 연결하여 전기 에너지나 신호를 전송하는 도파관들을 결합하는 장치이다.
이와 관련하여, 도1은, 본 발명의 실시예에 따르는 제1도파관, 제2 도파관 및 이를 결합한 도파관 플랜지를 나타내는 사시도이며, 도2는, 도1의 도파관을 Ⅱ-Ⅱ' 절개한 단면도이다. 따라 절단면 실시예에 따른 도파관 플랜지의 정면도이고, 도3a는 본 발명의 실시예에 따르는 도파관 플랜지의 사시도이며, 도3b는 본발명의 실시예에 따르는 도파관 플랜지의 정면도이다.
도1및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 도파관 플랜지는 제1및 도파관(121)과 제2 도파관(122)이 마주보도록 배치되며, 도파관 플랜지 부재110에 의해 결합될 수 있다. 또한, 결합된 도파관은 연통구(120, 230)에 의해 전기적으로 연결되어 마이크로 웨이브 또는 신호 등을 전달할 수 있다.
도3a및 3b에 개시된 도파관 플랜지는 플랜지 부재(110), 제1 내지 제4 외측 그루브(131, 132, 133, 134), 제1 내지 제6 볼트 체결홀(141, 142, 143, 144, 145, 146), 연통구(230) 및 내측 그루브(160)를 포함한다. 플랜지 부재(110)는 평판 형태로 이루어 질 수 있으며 모서리 각 단부는 라운드지게 형성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예인 도 4a 및 도4b를 참조하면, 모서리 각 단부는 직각모양 형성될 수 있다.
내측 그루브의 결합면(161)에 인가되는 하중이 높을수록 수동 상호 변조왜곡이 저감되므로, 외측 그루브(131)는 내측 그루브에 하중이 집중될 수 있도록 모서리의 각 단부에 최소한으로 형성될 수 있으며, 플랜지 부재의 결합면(140)을 향하여 돌출 형성된다. 플랜지를 연결하는 경우 플랜지의 외측 그루브는 대응되는 반대편 플랜지의 외측 그루브와 맞대어진다. 또한, 플랜지 부재(110)의 모서리 형상에 따라 직각모양 또는 라운드 지게 형성될 수 있으며, 라운드의 곡률은 필요에 따라 달라질 수 있다. 또한, 외측 그루브의 모서리 단부의 코너(131a, 131b)은 볼트에 의한 응력이 집중되지 않도록 라운드지게 형성 될 수 있다.
기존의 도파관 플랜지의 경우, 내측 그루브(160)의 응력분포는 모서리 각 단부에 집중되어 불균일하게 분포되고 있으나, 본 발명에 따르면, 모서리의 각 단부에 최소한으로 형성된 외측 그루브(131, 132, 133, 134)에 의해, 볼트 체결의 의한 하중이 내측 그루브(160) 모서리에 집중되며, 내측 그루브(160)의 모서리 각 단부에 집중되는 하중은 외측 그루브(131, 132, 133, 134)와 분산되는 바, 내측 그루브의 결합면(161)에 인가되는 응력은 전체적으로 증가하면서도 균일하게 분포될 수 있다.
외측 그루브의 결합면(131c)은 작업의 편의성을 위해 요철 형상(미도시)으로 형성될 수 있으며, 상기 대응되는 외측 그루브와 끼워져 결합될 수 있다.
내측 그루브(160)는 연통구(230)의 모서리에서 돌출 형성되어 있으며, 연통구의 내측 표면을 통해 마이크로파 또는 신호가 전달될 수 있도록 전기적으로 연결시킬 수 있다. 내측 그루브(160)의 모서리 각 단부는 응력이 집중되지 않고 고르게 분포할 수 있도록 라운드지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 플랜지 부재의 장축(a) 길이는 단축(b) 길이의 1.42배일 수 있으며, 플랜지 부재110의 모서리 각 단부의 라운드 곡률은 장축(a) 길이의 0.73 배일 수 있고, 또는 국제전기기술위원회(IEC), 전자산업협회(EIA), 전파통신표준위원회(RCSC) 또는 대한전기협회에서 정해지는 표준 규격에 따라 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 내측 그루브(160)의 라운드 곡률은 장축(a)의 길이의 0.73 배일 수 있으며, 필요에 따라 또는 내측 그루브(160)의 너비에 따라 다르게 형성될 수 있다. 내측 그루브의 너비는 장축(a)의 길이의 0.04 내지 0.06배로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 0.058배로 형성될 수 있다. 또한, 상기 내측 그루브 및 상기 외측 그루브의 높이는 인가하중에 의한 형상 변형이 없도록, 상기 플랜지 부재의 장축(a) 길이의 0.04 내지 0.05배로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 외측 그루브는 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 더 집중되도록 상기 외측 그루브의 가로 길이(h) 및 그루브의 세로 길이(v)는 장축(a) 길이의 0.356배로 형성될 수 있으며, 플랜지 부재 장축(a) 및 단축(b) 길이의 비에 따라 다르게 형성될 수 있다.
도 4b 및 도 5를 참조하면, 플랜지 부재(110)는 볼트에 의해 결합될 수 있도록 일정한 간격으로 연통구(230) 둘레를 따라 형성된 제1 내지 제6 볼트 체결홀(141, 142, 143, 144, 145, 146)을 더 포함할 수 있다. 제1, 제3, 제4, 제6 볼트 체결홀(141, 143, 144, 146)은 장축(a)의 길이 방향으로 2개씩 위치하며, 제2, 제5 볼트 체결홀(142, 145)은 단축(b)의 길이 방향으로 1개씩 위치할 수 있다. 제1 내지 제6 도파관은 각각 연통구(230)와 동일한 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다.
도 6a는 종래 도파관 플랜지의 응력분포를 나타내며, 볼트 체결에 의해 인가되는 응력이 외측 그루브와 내측 그루브에 나뉘어 인가되어, 내측 그루브 접촉면의 평균응력은 82.62Mpa을 나타내었다. 도6b는 본 발명의 일 실시예에 따르는 내측 그루브의 모서리 각 단부가 직각으로 형성된 도파관 플랜지의 응력분포를 나타내며, 볼트 체결에 의해 인가되는 응력이 내측 그루브에 집중되어, 내측 그루브 접촉면의 평균응력은 115.92Mpa을 나타내었고, 도6c는 본 발명의 일 실시예에 따르는 내측 그루브의 모서리 각 단부가 라운드지게 형성된 도파관 플랜지의 응력분포를 나타내며, 볼트 체결에 의해 인가되는 응력이 내측 그루브에 집중되어, 내측 그루브 접촉면의 평균응력은 123.35Mpa을 나타내어 종래의 도파관 플랜지 응력분포에 비해 평균응력이 증가하였음을 확인할 수 있으며, 이에 따라 수동상호왜곡이 저감되는 효과가 발생하게 될 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수동 상호변조왜곡 저감용 도파관 플랜지를 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
121: 제1 도파관 122: 제2 도파관
110: 플랜지 부재 131: 제1 외측 그루브
132: 제2외측 그루브 133: 제3외측 그루브
134: 제4외측 그루브 120: 내측 그루브
121: 내측 그루브 결합면 150: 내측면
141: 제1 볼트 체결홀 142: 제2 볼트 체결홀
143: 제3 볼트 체결홀 144: 제4 볼트 체결홀
145: 제5 볼트 체결홀 146: 제6 볼트 체결홀

Claims (9)

  1. 도파관의 연결부에 서로 마주보도록 배치되는 플랜지 부재;
    상기 각 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구;
    상기 각 도파관이 전기적으로 연결되도록 상기 연통구의 모서리에 돌출 형성되는 내측 그루브; 및
    상기 각 플랜지 부재의 모서리 각 단부에서 상기 각 플랜지 부재의 결합면을 향하도록 돌출 형성되어 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 집중되도록 하는 외측 그루브를 포함하며,
    상기 외측 그루브는 끼워져 결합되도록 요철 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 도파관 플랜지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측 그루브의 모서리 각 단부는 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 도파관 플랜지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지 부재의 모서리 각 단부는 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 도파관 플랜지.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지 부재는 볼트에 의해 결합될 수 있도록 일정한 간격으로 연통구 둘레를 따라 형성된 볼트 체결홀 6개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도파관 플랜지.
  6. 제1 관;
    상기 제1 관에 연결되는 제2 관;
    상기 제1 관의 일단에 부착된 제1 도파관 플랜지; 및
    제2 플랜지 부재 및 상기 제2 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구를 구비하여 상기 제2 관의 일단에 부착된 제2 도파관 플랜지를 포함하며,
    상기 제1 도파관 플랜지는,
    제1 플랜지 부재;
    상기 제1 플랜지 부재의 중심부에 위치되는 연통구;
    상기 제1 관 및 제2 관을 전기적으로 연결되도록 상기 연통구의 모서리에 돌출 형성되는 제1 내측 그루브; 및
    상기 각 플랜지 부재의 모서리 각 단부에서 상기 각 플랜지 부재의 결합면을 향하도록 돌출 형성되어 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 집중되도록 하는 제1 외측 그루브를 포함하며,
    상기 제1 외측 그루브 및 제2 외측 그루브는 끼워져 결합되도록 요철 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 도파관.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 도파관 플랜지는,
    상기 제1 관 및 제2 관을 전기적으로 연결되도록 상기 연통구의 모서리에 돌출 형성되는 제2 내측 그루브; 및
    상기 플랜지 부재의 모서리 각 단부에서 상기 각 플랜지 부재의 결합면을 향하도록 돌출 형성되어 상기 내측 그루브에 인가되는 하중이 집중되도록 하는 제2 외측 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 도파관.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각 플랜지 부재는 볼트에 의해 결합될 수 있도록 일정한 간격으로 연통구 둘레를 따라 형성된 볼트 체결홀 6개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도파관.
  9. 삭제
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