KR101974370B1 - 마이크로스트립-도파관 전환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로스트립-도파관 전환장치에 관한 것으로, 유전체 재질의 기판부와, 기판부의 일측면에 형성되는 금속층부와, 금속층부에 연결되고 전자기파를 안내하는 도파관부와, 금속층부에 형성되고 도파관부에서 전송되는 전자기파를 통과시키는 슬롯부와, 기판부의 타측면에 형성되고 슬롯부를 통과한 전자기파를 안내하는 기판전송부를 포함하여 전자기파의 전송효율을 향상시킬 수 있다.

Description

마이크로스트립-도파관 전환장치{MICROSTRIPE-WAVEGUIDE TRANSITION DEVICE}
본 발명은 마이크로스트립-도파관 전환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작 오차를 줄여 전자파의 전달율을 향상시킬 수 있는 마이크로스트립-도파관 전환장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자기파 신호를 이용하는 차량용 레이더 시스템을 만들기 위해서는 안테나와 회로부 사이에서 마이크로스트립 라인과 도파관을 연결하기 위한 전환장치가 필요하다.
종래의 전환장치는 도파관과, 마이크로스트립 라인이 형성되는 포트와, 금속백커버를 포함한다. 이때, 도파관은 규격화되어 있고, 금속백커버는 직접 제작되어 제품 상단에 정밀하게 부착된다.
그러나, 종래에는 금속백커버를 제작하는 과정에서 구조가 복잡해져서 제품 단가가 상승하는 문제점이 있다. 그리고 금속백커버를 가공하면서 발생하는 가공오차, 금속백커버를 조립하는 과정에서 발생하는 조립오차로 인해 신호 효율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0706024호(2007.04.04. 등록, 발명의 명칭 : 밀리미터파 대역 광대역 마이크로스트립-도파관 변환장치)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 제작 오차를 줄여 전자파의 전달율을 향상시킬 수 있는 마이크로스트립-도파관 전환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치는 유전체 재질의 기판부; 상기 기판부의 일측면에 형성되는 금속층부; 상기 금속층부에 연결되고 전자기파를 안내하는 도파관부; 상기 금속층부에 형성되고, 상기 도파관부에서 전송되는 전자기파를 통과시키는 슬롯부; 및 상기 기판부의 타측면에 형성되고, 상기 슬롯부를 통과한 전자기파를 안내하는 기판전송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판전송부는 상기 슬롯부를 통과한 전자기파를 안내하는 기판집적부; 안테나부와 연결되는 기판스트립라인부; 및 상기 기판집적부와 상기 기판스트립라인부를 연결하는 기판전환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판전환부는 직선 또는 곡선으로 선폭을 변화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기판집적부는 상기 기판전환부와 연결되어 상기 기판전환부로 전자기파를 안내하는 집적층부; 및 상기 기판부에 배치되고, 상기 집적층부와 상기 금속층부를 연결하여 전자기파의 방사를 방지하는 집적비아부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 집적비아부는 전자기파의 진행 방향으로 배열되는 복수개의 제1비아부; 전자기파의 진행 방향으로 배열되고, 상기 제1비아부와 마주보도록 배치되는 복수개의 제2비아부; 및 전자기파의 진행 방향과 직교하도록 배열되고, 상기 기판전환부 반대 방향으로 전자기파 이동을 제한하는 제3비아부;를 포함하고, 상기 제1비아부와 상기 제2비아부와 상기 제3비아부 사이에 상기 슬롯부가 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3비아부의 배열 위치를 변경하여 상기 슬롯부와 상기 제3비아부 사이의 거리가 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 제3비아부의 배열 형상을 변경하여 상기 슬롯부와 상기 제3비아부 사이의 거리가 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯부의 위치를 변경하여 상기 슬롯부와 상기 제3비아부 사이의 거리가 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치는 기존의 백커버가 생략되므로, 경제적이고 제조가 용이하다.
본 발명에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치는 기판부의 저면에 형성되는 슬롯부가 기판전송부를 통해 방사가 제한되고 목적지로 이동되어 전달효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 저면 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치와 안테나가 연결된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 기판전환부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 기판집적부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 제3비아부의 배열 위치를 변경하여 슬롯부와 제3비아부 사이의 거리를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 제3비아부의 배열 형상을 변경하여 슬롯부와 제3비아부 사이의 거리를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 슬롯부의 위치를 변경하여 슬롯부와 제3비아부 사이의 거리를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 저면 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치(1)는 기판부(10)와, 금속층부(20)와, 도파관부(30)와, 슬롯부(40)와, 기판전송부(50)를 포함한다.
기판부(10)는 유전체 재질을 포함하여 이루어지고, 금속층부(20)는 기판부(10)의 일측면에 형성되며, 도파관부(30)는 금속층부(20)에 연결되어 전자기파를 안내한다.
일 예로, 금속층부(20)는 기판부(10)의 저면 전체에 걸쳐 형성되고, 도파관부(30)는 단면이 직사각형 형상을 하고, 내부에는 전자기파 이동을 위한 통로가 형성될 수 있다. 이때, 금속 재질인 금속층부(20)와 도파관부(30)가 접촉되고, 이들 중 어느 하나 이상에 접지선이 연결되어 접지가 이루어질 수 있다.
슬롯부(40)는 금속층부(20)에 형성되고, 도파관부(30)에서 전송되는 전자기파를 통과시킨다. 일 예로, 슬롯부(40)는 전자기파의 대역폭 또는 전달효율에 따라 다양한 형상이 채택 가능하며, 직사각형, 삼각형, 원형이 적용될 수 있다. 슬롯부(40)는 금속층부(20)를 기판부(10) 저면에 도포 또는 식각하는 과정에서 의도적으로 생략된 영역을 의미할 수 있다.
기판전송부(50)는 기판부(10)의 타측면에 형성되고, 슬롯부(40)를 통과한 전자기파를 안내한다. 일 예로, 기판전송부(50)는 기판부(10)의 상측면에 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치와 안테나가 연결된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판전송부(50)는 기판집적부(60)와, 기판스트립라인부(70)와, 기판전환부(80)를 포함한다.
기판집적부(60)는 슬롯부(40)를 통과한 전자기파를 안내한다. 일 예로, 기판집적부(60)는 도파관부(30)와 일직선상에 위치되는 기판부(10)의 상측면에 형성될 수 있다.
기판스트립라인부(70)는 안테나부(100)와 연결된다. 일 예로, 기판스트립라인부(70)는 기판부(10)의 단부에 형성되고 폭이 좁은 선이 기판부(10)의 상측면에 형성될 수 있다. 한편, 안테나부(100)는 기판부(10)와 연결되는 안테나기판부(101)와, 안테나기판부(101)의 상측에 형성되는 안테나패턴부(102)가 형성되며, 안테나패턴부(102)가 기판스트립라인부(70)와 연결될 수 있다. 이때, 안테나기판부(101)가 기판부(10)에 일체화되는 경우, 기판부(10)의 상측면에 안테나패턴부(102)와 기판스트립라인부(70)가 연결되도록 설계될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 기판전환부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 기판전환부(80)는 기판집적부(60)와 기판스트립라인부(70)를 연결한다.
일 예로, 기판전환부(80)는 기판집적부(60)와, 기판집적부(60) 보다 선폭이 좁은 기판스트립라인부(70) 사이에 배치되고, 기판집적부(60)에서 기판스프립라인부(70) 방향으로 갈수록 선폭이 좁아지도록 설계될 수 있다.
보다 구체적으로, 기판전환부(80)는 전자기파의 대역폭과 전달효율에 따라 직선 또는 곡선으로 선폭을 변화시킬 수 있다. 이때, 곡선 형상은 직선 보다 돌출되는 볼록 형상이 채택되거나, 직선 보다 함몰되는 오목 형상이 채택될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 기판집적부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판집적부(60)는 집적층부(61)와 집적비아부(62)를 포함한다.
집적층부(61)는 기판전환부(80)와 연결되어 기판전환부(80)로 전자기파를 안내한다. 집적층부(61)는 제1집적층부(611)와, 제2집적층부(612)와, 제3집적층부(613)를 포함할 수 있다.
제1집적층부(611)는 기판전환부(80)와 연결될 수 있다. 일 예로, 제1집적층부(611)의 선폭은 기판전환부(80)의 연결지점 선폭 보다 더 크게 형성될 수 있다.
제2집적층부(612)는 제1집적층부(611)와 연결될 수 있다. 제2집적층부(612)는 제1집적층부(611)의 선폭 보다 더 크게 형성되며, 제2집적층부(612)의 영역 내부에 도파관부(30)가 일직선상으로 배치될 수 있다.
제3집적층부(613)는 제2집적층부(612)와 연결될 수 있다. 제3집적층부(613)는 제2집적층부(612)의 선폭과 동일한 선폭을 갖도록 형성되거나, 제2집적층부(612)의 선폭 보다 크게 형성될 수 있다.
집적비아부(62)는 기판부(10)에 배치되고, 집적층부(61)와 금속층부(20)를 연결하여 전자기파의 방사를 방지한다. 일 예로, 집적비아부(62)는 금속 재질을 포함하여 이루어지고, 복수개가 간격이 조밀하게 배치되어 틈새로 전자기파의 통과를 차단할 수 있다.
복수개의 제1비아부(621)와 제2비아부(622)는 전자기파의 진행 방향으로 배열된다. 제1비아부(621)와 제2비아부(622)는 서로 마주보도록 배치된다. 일 예로, 제1비아부(621)와 제2비아부(622)는 제1집적층부(611)와 제2집적층부(612)에 걸쳐 형성될 수 있다. 제1비아부(621)와 제2비아부(622)는 제1집적층부(611)의 가장자리에 배치되어, 제1비아부(621)와 제2비아부(622) 사이의 거리는 기판전환부(80)의 초기 선폭과 대응될 수 있다. 이로 인해 이동되는 전자기파의 과부하를 방지할 수 있다.
제3비아부(623)는 전자기파의 진행 방향과 직교하도록 배열되고, 기판전환부(80) 반대 방향으로 전자기파 이동을 제한한다. 일 예로, 제3비아부(623)는 제3집적층부(613)에 형성되고, 제1비아부(621) 및 제2비아부(622)와 직교하도록 배치될 수 있다. 제3비아부(623)는 다열 배치되어 전자기파 이동을 차단할 수 있다.
한편, 제1비아부(621)와, 제2비아부(622)와, 제3비아부(623) 사이에 슬롯부(40)가 배치된다. 이때, 도파관부(30)를 통해 이동되는 전자기파의 영역이 제1비아부(621)와, 제2비아부(622)와, 제3비아부(623) 사이에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 제3비아부의 배열 위치를 변경하여 슬롯부와 제3비아부 사이의 거리를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 대역폭 변화와 전달효율에 따라 제3비아부(623)의 배열 위치를 변경하여 슬롯부(40)와 제3비아부(623) 사이의 거리가 조절된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 제3비아부의 배열 형상을 변경하여 슬롯부와 제3비아부 사이의 거리를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 대역폭 변화와 전달효율에 따라 제3비아부(623)의 배열 형상을 변경하여 슬롯부(40)와 제3비아부(623) 사이의 거리가 조절된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치에서 슬롯부의 위치를 변경하여 슬롯부와 제3비아부 사이의 거리를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 대역폭 변화와 전달효율에 따라 슬롯부(40)의 위치를 변경하여 슬롯부(40)와 제3비아부(623) 사이의 거리가 조절된다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치의 조립 및 작동을 설명하면 다음과 같다.
기판부(10)의 저면에 금속층부(20)를 형성하고, 기판부(10)의 상면에 기판집적부(60)와, 기판스트립라인부(70)와, 기판전환부(80)를 형성한다.
그리고, 도파관부(30)가 금속층부(20)에 연결되되, 금속층부(20)에 비도체인 슬롯부(40)가 형성되어 도파관부(30)를 통해 이동되는 전자기파를 통과시킨다.
한편, 기판부(10)에는 홀이 형성되고, 비아부(62)는 기판부(10)의 홀에 삽입되어 집적층부(61)와 금속층부(20)를 전기적으로 연결시켜 준다.
상기한 상태에서 도파관부(30)를 통해 이동되는 전자기파는 슬롯부(40)를 통해 기판부(10)에서 이동된다. 이때, 전자기파는 비아부(62)에 의해 기판전환부(80) 방향으로 이동되고, 기판스트립라인부(70)를 통해 안테나부(100)에 도달하여 신호를 전송할 수 있다. 그 외, 전자기파가 역방향으로 이동되어 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치(1)는 기존의 백커버가 생략되므로, 경제적이고 제조가 용이하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 전환장치(1)는 기판부(10)의 저면에 형성되는 슬롯부(40)가 기판전송부(50)를 통해 방사가 제한되고 목적지로 이동되어 전달효율이 향상될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판부 20 : 금속층부
30 : 도파관부 40 : 슬롯부
50 : 기판전송부 60 : 기판집적부
61 : 집적층부 62 : 집적비아부
70 : 기판스트립라인부 80 : 기판전환부
100 : 안테나부

Claims (8)

  1. 유전체 재질의 기판부;
    상기 기판부의 일측면에 형성되는 금속층부;
    상기 금속층부에 연결되고 전자기파를 안내하는 도파관부;
    상기 금속층부에 형성되고, 상기 도파관부에서 전송되는 전자기파를 통과시키는 슬롯부; 및
    상기 기판부의 타측면에 형성되고, 상기 슬롯부를 통과한 전자기파를 안내하는 기판전송부;를 포함하고,
    상기 기판전송부는
    상기 슬롯부를 통과한 전자기파를 안내하는 기판집적부;
    안테나부와 연결되는 기판스트립라인부; 및
    상기 기판집적부와 상기 기판스트립라인부를 연결하는 기판전환부;를 포함하며,
    상기 기판집적부는
    상기 기판전환부와 연결되어 상기 기판전환부로 전자기파를 안내하는 집적층부; 및
    상기 기판부에 배치되고, 상기 집적층부와 상기 금속층부를 연결하여 전자기파의 방사를 방지하는 집적비아부;를 포함하고,
    상기 집적비아부는
    전자기파의 진행 방향으로 배열되는 복수개의 제1비아부;
    전자기파의 진행 방향으로 배열되고, 상기 제1비아부와 마주보도록 배치되는 복수개의 제2비아부; 및
    전자기파의 진행 방향과 직교하도록 배열되고, 상기 기판전환부 반대 방향으로 전자기파 이동을 제한하는 제3비아부;를 포함하며,
    상기 제1비아부와 상기 제2비아부와 상기 제3비아부 사이에 상기 슬롯부가 배치되고,
    상기 제3비아부의 배열 형상을 변경하여 상기 슬롯부와 상기 제3비아부 사이의 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립-도파관 전환장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판전환부는 직선 또는 곡선으로 선폭을 변화시키는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립-도파관 전환장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제3비아부의 배열 위치를 변경하여 상기 슬롯부와 상기 제3비아부 사이의 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립-도파관 전환장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 슬롯부의 위치를 변경하여 상기 슬롯부와 상기 제3비아부 사이의 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립-도파관 전환장치.
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