KR102016090B1 - Arc type phase shifter comprising - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위상 가변기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호(arc)를 기반으로 한 입력 포트와 출력 포트들 간의 거리 분배로 위상을 가변하고, 광대역에 걸쳐 임피던스 정합 특성을 확보할 수 있는 기생 패치를 포함하는 아크형 위상 가변기에 관한 것이다.The present invention relates to a phase shifter, and more particularly, a parasitic patch capable of varying phase by distance distribution between an arc-based input port and an output port, and securing impedance matching characteristics over a wide band. It relates to an arc type phase shifter comprising.
이동통신 시스템에 있어서, 지역 또는 시간대별로 가입자들의 사용빈도가 변하기 때문에, 사용빈도가 높은 쪽이 사용빈도가 낮은 쪽에 비해서 통신 환경이 나빠지는 문제가 발생된다.In the mobile communication system, since the frequency of use of subscribers varies by region or time zone, a problem arises in that the higher frequency of use worsens the communication environment compared to the lower frequency of use.
이러한 문제를 해소하여 최적의 서비스를 제공하기 위해서, 기지국 안테나의 복사빔의 각도를 조절하여 기지국 커버리지를 조정하는 망관리 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 안테나의 복사빔의 각도를 조절(틸트)하기 위한 방법으로는 기구적 또는 전기적 빔 틸트 방식이 사용되고 있다.In order to solve this problem and provide an optimal service, a network management method for adjusting base station coverage by adjusting the angle of the radiation beam of the base station antenna is used. As a method for adjusting (tilting) the radiation beam angle of the antenna, a mechanical or electrical beam tilt method is used.
기구적 빔 틸트 방식은 안테나의 생산 단가는 낮출 수 있다. 하지만 기구적 빔 틸트 방식은 기술자가 높은 곳에 설치된 안테나에 연결된 틸트 기구물을 통하여 직접 안테나의 빔 틸트를 조정해야 하기 때문에, 안테나가 설치된 곳에서 기술자가 떨어지는 안전 사고의 위험이 높고, 빔 틸트 조정에 많은 시간이 소요되는 문제점을 안고 있다.The mechanical beam tilt method can reduce the production cost of the antenna. However, since the mechanical beam tilt method requires the technician to adjust the beam tilt of the antenna directly through a tilt mechanism connected to an antenna installed at a high place, there is a high risk of a safety accident that the technician falls down where the antenna is installed. I have a time-consuming problem.
반면에 전기적 빔 틸트 방식은 원격으로 안테나의 빔 틸트를 조정하기 때문에, 안테나가 설치된 높은 곳에서 기술자가 떨어지는 안전 사고의 위험이 없고, 빔 틸트 조정을 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, since the electric beam tilt method remotely adjusts the beam tilt of the antenna, there is an advantage that a technician can quickly perform beam tilt adjustment without the risk of a safety accident falling from a high place where the antenna is installed.
이러한 전기적 빔 틸트가 가능한 안테나 시스템에는 복사빔의 위상을 가변시키는 위상 가변기가 설치되어 있다. 즉 위상 가변기는 신호가 통과하는 전송선로의 길이를 가변시킴으로써, 해당 신호의 위상을 가변시킨다.The antenna system capable of tilting the electric beam is provided with a phase shifter for varying the phase of the radiation beam. That is, the phase variable changes the phase of the signal by varying the length of the transmission line through which the signal passes.
현재 사용되고 있는 대부분의 위상 가변기는 호(acr)를 기반하는 메인 기판에 대해서 회전 기판이 회전하는 구조를 가지고 있다. 이러한 위상 가변기를 아크형(arc type) 위상 가변기라고 한다.Most phase shifters currently in use have a structure in which a rotating substrate rotates with respect to an arc-based main substrate. Such a phase shifter is called an arc type phase shifter.
이러한 아크형 위상 가변기는 티-정션(T-junction)을 기본으로 설계되고, 메인 기판의 상부면에 형성된 제1 전송 패턴과 회전 기판의 하부면에 형성된 제2 전송 패턴 간의 커플링을 통해 전력을 전달한다. 이때 메인 기판과 회전 기판 간의 신호 전달 시 반사 소실이 없도록, 메인 기판과 회전 기판 간에 임피던스 정합 특성이 중요하다.The arc-type phase shifter is designed based on a T-junction, and transmits power through a coupling between a first transmission pattern formed on the upper surface of the main substrate and a second transmission pattern formed on the lower surface of the rotating substrate. To pass. In this case, the impedance matching characteristic between the main substrate and the rotating substrate is important so that there is no reflection loss in the signal transmission between the main substrate and the rotating substrate.
그런데 메인 기판과 회전 기판은 물리적인 접촉에 의한 커플링으로 신호를 전달해야 할 뿐만 아니라 광대역 및 소형화 요구에 따라 임피던스 정합 특성을 확보하는 것이 쉽지 않다. 기존에는 임피던스 정합 특성을 개선하기 위해서, 제1 전송 패턴과 제2 전송 패턴을 설계할 경우 위상 가변 구간 고려 및 소형화를 위한 목적을 반영해야 하기 때문에, 디자인 변경에도 한계가 있다.However, the main board and the rotating board not only have to transmit signals through coupling by physical contact, but also it is difficult to secure impedance matching characteristics according to broadband and miniaturization requirements. Conventionally, when designing the first transmission pattern and the second transmission pattern in order to improve the impedance matching characteristics, it is necessary to reflect the objectives for consideration of the phase-variable section and miniaturization.
또한 아크형 위상 가변기는 티-정션(T-junction)을 기본으로 설계되어 있기 때문에, 출력 포트 간의 분리도(isolation)를 확보하는 데 어려움이 있다. 예컨대 아크형 위상 가변기에 있어서, 입력 포트를 P1, 출력 포트를 P2, P3라고 정의할 때, 에스-파라미터(S-parameter) 특성 중 S22, S23 특성이 각각 -6dB 정도 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이것은 P2로 반사되는 신호의 크기가 크고, P2와 P3간 분리도가 확보되고 있지 않다는 의미이다. 이러한 특성으로 인하여 출력 포트 뒷단에 복사소자나 다른 컴포넌트가 존재 할 경우, 출력 포트 간의 간섭으로 인하여 출력 포트 뒷단에 설치되는 컴포넌트에 적절한 신호를 공급하기가 어려워진다.In addition, since the arc type phase shifter is designed based on the T-junction, it is difficult to secure isolation between output ports. For example, in the arc-type phase changer, when the input port is defined as P1 and the output port as P2 and P3, it can be seen that the S22 and S23 characteristics of the S-parameter characteristics represent -6 dB, respectively. . This means that the magnitude of the signal reflected back to P2 is large and the separation between P2 and P3 is not secured. Due to this characteristic, when there is a copy element or other component at the rear of the output port, it is difficult to supply an appropriate signal to the component installed at the rear of the output port due to the interference between the output ports.
이러한 아크형 위상 가변기의 특성은 어레이 안테나에 적용할 경우, 각 복사소자에 공급되는 진폭과 위상을 왜곡시켜 원하는 복사 패턴을 얻기가 쉽지 않다.When the arc type phase shifter is applied to an array antenna, it is difficult to obtain a desired radiation pattern by distorting the amplitude and phase supplied to each radiation element.
따라서 본 발명의 목적은 광대역 임피던스 정합 특성을 확보할 수 있는 기생 패치를 포함하는 아크형 위상 가변기를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an arc-type phase changer including a parasitic patch capable of ensuring broadband impedance matching characteristics.
본 발명의 다른 목적은 출력 포트 간의 분리도를 확보하여 각각의 복사 소자에 안정적으로 신호를 공급할 수 있는 윌킨슨 분배기를 포함하는 아크형 위상 가변기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an arc-type phase shifter including a Wilkinson divider that can securely provide a signal to each radiation element by securing the separation between output ports.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중심축; 상기 중심축에 결합되며, 상기 중심축 주위의 상부면에 형성된 제1 전송 패턴을 포함하고, 상기 제1 전송 패턴은 상기 중심축이 결합되는 제1 홀 패턴과, 상기 제1 홀 패턴을 중심으로 형성되며 양단부에 출력 포트가 형성된 복수의 아크형 패턴과, 일단이 상기 제1 홀 패턴에 연결되고 타단에 입력 포트가 형성된 급전 패턴과, 상기 급전 패턴에 윌킨슨 분배기(Wilkinson divider)를 매개로 연결되며 단부에 출력 포트가 형성된 고정형 패턴을 구비하는 메인 기판; 상기 중심축을 통하여 상기 메인 기판의 상부면에 밀착되게 설치되며, 상기 메인 기판에 대해서 상기 중심축을 축으로 회전 가능하게 결합되며, 상기 급전 패턴 및 상기 복수의 아크형 패턴에 연결되어 회전에 따라 상기 입력 포트와 상기 출력 포트들 간의 거리 분배로 위상을 가변하는 제2 전송 패턴을 구비하는 회전 기판; 및 상기 회전 기판의 상부면에 형성되며, 상기 제1 전송 패턴과 상기 제2 전송 패턴 간에 임피던스를 정합하는 무급전형 기생 패치;를 포함하는 아크형 위상 가변기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a central axis; A first transmission pattern coupled to the central axis and formed on an upper surface around the central axis, wherein the first transmission pattern includes a first hole pattern to which the central axis is coupled, and the first hole pattern; A plurality of arc-shaped patterns formed at both ends and having output ports at one end thereof, a feed pattern having one end connected to the first hole pattern and an input port formed at the other end thereof, and a Wilkinson divider connected to the feed pattern; A main substrate having a fixed pattern having an output port formed at an end thereof; It is installed to be in close contact with the upper surface of the main substrate through the central axis, rotatably coupled to the central axis with respect to the main substrate, connected to the power feeding pattern and the plurality of arc-shaped pattern in accordance with the rotation A rotating substrate having a second transmission pattern that varies in phase with distance distribution between a port and the output ports; And a parasitic patch that is formed on an upper surface of the rotating substrate and that matches an impedance between the first transmission pattern and the second transmission pattern.
상기 메인 기판은, 유전체로 형성되며, 상기 중심축이 결합되는 제1 관통 홀이 형성된 제1 베이스 기판; 상기 제1 베이스 기판의 하부면에 형성된 접지면; 및 상기 제1 베이스 기판의 상부면에 형성된 상기 제1 전송 패턴;을 포함한다.The main substrate may include a first base substrate formed of a dielectric material and having a first through hole to which the central axis is coupled; A ground plane formed on a bottom surface of the first base substrate; And the first transfer pattern formed on an upper surface of the first base substrate.
상기 제1 전송 패턴은, 상기 제1 홀 패턴이 상기 제1 관통 홀 주위에 형성되고, 상기 복수의 아크형 패턴이 상기 제1 홀 패턴을 중심으로 상부에 형성되고, 상기 급전 패턴 및 상기 고정형 패턴이 상기 제1 홀 패턴을 중심으로 상기 복수의 아크형 패턴이 형성된 쪽의 반대쪽에 형성될 수 있다.In the first transmission pattern, the first hole pattern is formed around the first through hole, the plurality of arc patterns are formed on the first hole pattern, and the power supply pattern and the fixed pattern are formed thereon. The plurality of arc-shaped patterns may be formed on opposite sides of the first hole pattern.
상기 윌킨슨 분배기는, 상기 입력 포트에 연결되는 배선; 상기 배선에서 두 가지로 분기되어 하나는 상기 중심축을 향하는 상기 급전 패턴 부분에 연결되고, 다른 하나는 상기 고정형 패턴의 출력 포트를 향하는 상기 고정형 패턴 부분에 연결되는 한 쌍의 분기 배선; 및 상기 한 쌍의 분기 배선을 연결하는 저항기;를 포함할 수 있다.The Wilkinson distributor includes: a wire connected to the input port; A pair of branch wirings branched in two from the wirings, one connected to the feed pattern portion facing the central axis and the other connected to the fixed pattern portion facing the output port of the fixed pattern; And a resistor connecting the pair of branch wirings.
상기 복수의 아크형 패턴은, 상기 중심축을 중심으로 상부에 형성되며, 상기 중심축을 중심으로 상부로 볼록한 아크 형태로 형성되고, 양단부에 출력 포트가 형성된 제1 아크형 패턴; 및 상기 중심축과 제1 아크형 패턴 사이에 형성되며, 상기 중심축을 중심으로 상부로 볼록한 아크 형태로 형성되되 상기 제1 아크형 패턴 보다는 작은 아크 형태로 형성되며, 양단부에 출력 포트가 형성된 제2 아크형 패턴;을 포함할 수 있다.The plurality of arc-shaped patterns, the first arc-shaped pattern is formed in the upper portion around the central axis, the arc shape is convex upwardly around the central axis, the output port is formed at both ends; And a second formed between the central axis and the first arc-shaped pattern, the arc-shaped convex upwardly around the central axis, and having a smaller arc shape than the first arc-shaped pattern, and output ports formed at both ends thereof. Arc-shaped pattern; may include.
상기 회전 기판은, 유전체로 형성되며, 상기 제1 관통 홀에 대응되는 제2 관통 홀이 형성된 제2 베이스 기판; 및 상기 제2 베이스 기판의 하부면에 형성된 제2 전송 패턴;을 포함한다.The rotating substrate may include a second base substrate formed of a dielectric material and having a second through hole corresponding to the first through hole; And a second transmission pattern formed on the lower surface of the second base substrate.
상기 제2 전송 패턴은, 상기 제2 관통 홀 주위에 형성되며, 상기 제1 홀 패턴에 밀착되는 제2 홀 패턴; 상기 제2 홀 패턴에 연결되어 상기 제1 아크형 패턴 상부로 뻗어 있으며, 상기 제1 아크형 패턴에 커플링되는 제2-1 전송 패턴; 및 상기 제2 홀 패턴에 연결되어 상기 제2 아크형 패턴의 상부로 뻗어 있으며, 상기 제2 아크형 패턴에 커플링되는 제2-2 전송 패턴;을 포함할 수 있다.The second transmission pattern may include: a second hole pattern formed around the second through hole and in close contact with the first hole pattern; A second-first transmission pattern connected to the second hole pattern and extending above the first arc pattern, and coupled to the first arc pattern; And a second-2 transmission pattern connected to the second hole pattern and extending above the second arc pattern, and coupled to the second arc pattern.
상기 기생 패치는 상기 제2 베이스 기판의 상부면에 형성되되, 상기 제2-1 전송 패턴 또는 제2-2 전송 패턴 위에 형성될 수 있다.The parasitic patch may be formed on an upper surface of the second base substrate, and may be formed on the 2-1 transfer pattern or the 2-2 transfer pattern.
상기 제2 전송 패턴은 상기 제2 홀 패턴에서 연장되어 상기 제2-2 전송 패턴이 형성되고, 상기 제2-2 전송 패턴에서 연장되어 상기 제2-1 전송 패턴이 형성될 수 있다.The second transmission pattern may extend from the second hole pattern to form the second-2 transmission pattern, and may extend from the second-2 transmission pattern to form the second-1 transmission pattern.
그리고 상기 기생 패치는, 상기 제2-2 전송 패턴 위에 형성된 제1 기생 패치; 및 상기 제1 기생 패치에 이격되며, 상기 제2-1 전송 패턴에서 상기 제2-2 전송 패턴에 걸쳐 형성된 제2 기생 패치;를 포함할 수 있다.The parasitic patch may include: a first parasitic patch formed on the second-2 transmission pattern; And a second parasitic patch spaced apart from the first parasitic patch and formed over the second-2 transmission pattern in the 2-1 transmission pattern.
본 발명에 따르면, 하부면에 제2 전송 패턴이 형성된 회전 기판의 상부면에 무급전형 기생 패치를 형성함으로써, 위상 가변기의 임피던스 정합 특성을 개선할 수 있다. 즉 회전 기판의 상부면에 기생 패치가 적용되면, 제1 전송 패턴과 제2 전송 패턴이 적층되어 형성하는 마이크로스트립 선로 위에 유전체인 회전 기판의 두께 만큼 이격되어 위치한 상태가 있다. 이 조건에서 전송되는 신호는 기생 패치로 인해 유도되고 커플링되어 위상 가변기의 전체 임피던스 특성에 영향을 주게 되며, 기생 패치의 크기와 형상에 따라 임피던스 특성이 변하게 된다. 여기서 기생 패치의 적절한 크기와 형상으로 디자인함으로써, 위상 가변기의 광대역 임피던스 정합 특성을 확보할 수 있다.According to the present invention, the impedance matching characteristics of the phase shifter may be improved by forming a parasitic non-powered parasitic patch on the upper surface of the rotating substrate on which the second transmission pattern is formed on the lower surface. That is, when the parasitic patch is applied to the upper surface of the rotating substrate, the first transmission pattern and the second transmission pattern may be spaced apart by the thickness of the rotating substrate as a dielectric on the microstrip line. In this condition, the transmitted signal is induced and coupled by the parasitic patch, which affects the overall impedance characteristic of the phase shifter, and the impedance characteristic changes according to the size and shape of the parasitic patch. Here, by designing an appropriate size and shape of the parasitic patch, it is possible to secure the broadband impedance matching characteristics of the phase changer.
본 발명에 따른 위상 가변기는 광대역 임피던스 정합 특성을 확보함으로써, 광대역에 걸쳐 전송 효율을 높일 수 있다.The phase variable according to the present invention can secure a wideband impedance matching characteristic, thereby improving transmission efficiency over a wide bandwidth.
위상 가변기에 복사소자가 연결될 경우, 본 발명에 따른 기생 패치는 위상 가변기와 복사 소자간 임피던스 매칭 시 다른 특성을 열화시키지 않고 독립적으로 튜닝이 가능한 부재로서 기능을 수행할 수 있다.When the radiating element is connected to the phase variable, the parasitic patch according to the present invention may function as a member that can be independently tuned without degrading other characteristics in impedance matching between the phase variable and the radiating element.
본 발명에 따른 위상 가변기는 입력 포트와 복수의 출력 포트의 연결에 있어서, 신호 분기가 이루어지는 부분에 윌킨슨 분배기가 연결되기 때문에, 티-정션을 기반으로 하는 호 타입의 위상 가변기가 갖는 문제점을 해소할 수 있다. 즉 위상 가변기는 윌킨슨 분배기를 이용하여 각 출력 포트 간의 분리도를 확보할 수 있고, 이를 통하여 복수의 출력 포트 뒷단에 설치되는 각각의 복사 소자에 신호를 안정적으로 공급할 수 있다.In the phase variable according to the present invention, since the Wilkinson splitter is connected to the signal branch in the connection of the input port and the plurality of output ports, the phase variable of the call type phase variable based on the tee-junction can be solved. Can be. That is, the phase shifter can secure the separation between each output port using a Wilkinson splitter, and can thereby stably supply a signal to each of the radiation elements installed behind the plurality of output ports.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기생 패치를 포함하는 아크형 위상 가변기를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 메인 기판을 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1의 회전 기판을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 4-4선 단면도이다.
도 5는 비교예에 따른 아크형 위상 가변기를 보여주는 평면도이다.
도 6은 비교예에 따른 아크형 위상 가변기의 반사 손실을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 아크형 위상 가변기의 반사 손실을 보여주는 그래프이다.
도 8 및 도 9는 비교예 및 실시예에 따른 아크형 위상 가변기의 파워 편차를 보여주는 그래프이다.
도 10 및 도 11은 비교예 및 실시예에 따른 아크형 위상 가변기의 위상 편차를 보여주는 그래프이다.1 is a plan view illustrating an arc type phase shifter including a parasitic patch according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view illustrating a main substrate of FIG. 1.
3 is a plan view illustrating the rotating substrate of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3.
5 is a plan view illustrating an arc type phase shifter according to a comparative example.
6 is a graph showing the return loss of the arc-type phase variable according to the comparative example.
7 is a graph showing the return loss of the arc-type phase shifter according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are graphs showing the power deviation of the arc-type phase variable according to the comparative example and the embodiment.
10 and 11 are graphs showing phase deviations of an arc phase shifter according to a comparative example and an embodiment.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, it should be noted that the description of other parts will be omitted in a range that does not distract from the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors are appropriate to the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts in accordance with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be variations and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기생 패치를 포함하는 아크형 위상 가변기를 보여주는 평면도이다.1 is a plan view illustrating an arc type phase shifter including a parasitic patch according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 기생 패치(80)를 포함하는 아크형 위상 가변기(100; 이하, '아크형 위상 가변기'라 함)는 중심축(10)과, 중심축(10)에 순차적으로 적층 결합된 메인 기판(20)과 회전 기판(60), 및 회전 기판(60)의 상부면에 형성된 기생 패치(80)를 포함한다. 메인 기판(20)에는 입력 포트(35)와 복수의 출력 포트(51,53,55,57,59)를 포함하고, 중심축(10)의 상부에 형성된 복수의 아크형 패턴(27)을 구비하는 제1 전송 패턴(23)이 형성되어 있다. 회전 기판(60)에는 복수의 아크형 패턴(27)에 기계적인 접촉에 의해 전기적으로 커플링되는 제2 전송 패턴(63)이 형성되어 있다. 메인 기판(20)의 상부면에 회전 기판(60)이 밀착되게 설치된다. 메인 기판(20)은 중심축(10)에 고정되고, 회전 기판(60)은 중심축(10)에 회전 가능하게 결합된다. 따라서 중심축(10)에 고정된 메인 기판(20)에 대해서 중심축(10)을 회전축으로 회전 기판(60)이 회전하면서, 입력 포트(35)와 출력 포트들(51,53,55,57,59) 간의 거리 분배로 위상을 가변한다. 그리고 기생 패치(80)는 회전 기판(60)의 상부면에 형성되며, 제1 전송 패턴(23)과 제2 전송 패턴(63) 간에 임피던스를 정합한다.Referring to FIG. 1, the arc
또한 본 실시예에 따른 위상 가변기(100)는 입력 포트(35)와 복수의 출력 포트(51,53,55,57,59)의 연결에 있어서, 신호 분기가 이루어지는 부분에 윌킨슨 분배기(40; Wilkinson divider)가 연결되어 있다. 윌킨슨 분배기(40)를 이용하여 신호를 분기하기 때문에, 각 출력 포트(51,53,55,57,59) 간의 분리도를 확보할 수 있고, 이를 통하여 복수의 출력 포트(51,53,55,57,59) 뒷단에 설치되는 각각의 복사 소자에 신호를 안정적으로 공급할 수 있다.In addition, the phase variable according to the
이와 같은 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기(100)에 대해서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 메인 기판(20)을 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 1의 회전 기판(60)을 보여주는 평면도이다. 그리고 도 4는 도 3의 4-4선 단면도이다.The arc
메인 기판(20)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 베이스 기판(21), 제1 전송 패턴(23) 및 접지면(도시안됨)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
제1 베이스 기판(21)은 하부면과, 하부면에 반대되는 상부면을 갖는 절연성의 유전체 기판이다. 제1 베이스 기판(21)은 중심에 중심축(10)이 설치되는 제1 관통 홀(22)이 형성되어 있다. 제1 베이스 기판(21)은 중심축(10)에 결합된다.The
접지면은 제1 베이스 기판(21)의 하부면에 형성된다.The ground plane is formed on the bottom surface of the
제1 전송 패턴(23)은 제1 베이스 기판(21)의 상부면에 형성된 배선 패턴이다. 제1 전송 패턴(23)은 마이크로스트립 선로이다. 제1 전송 패턴(23)은 전기전도성이 양호한 구리 또는 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 이러한 제1 전송 패턴(23)은 제1 홀 패턴(25), 복수의 아크형 패턴(27), 급전 패턴(33) 및 고정형 패턴(37)을 구비한다. 제1 홀 패턴(25)은 중심축(10)이 결합되는 제1 관통 홀(22)의 주위에 링 형태로 형성된다. 복수의 아크형 패턴(27)은 제1 홀 패턴(25)을 중심으로 상부에 형성되며 양단부에 출력 포트(51,53,57,59)가 형성된다. 급전 패턴(33)은 제1 홀 패턴(25)을 중심으로 복수의 아크형 패턴(27)이 형성된 쪽의 반대쪽에 형성되며 일단이 제1 홀 패턴(25)에 연결되고 타단에 입력 포트(35)가 형성된다. 그리고 고정형 패턴(37)은 급전 패턴(33)에 윌킨슨 분배기(40)를 매개로 연결되며 단부에 출력 포트(55)가 형성된다.The
이때 아크형 패턴(27)은 제1 아크형 패턴(29)과 제2 아크형 패턴(31)을 포함할 수 있다. 제1 아크형 패턴(29)은 중심축(10)을 중심으로 상부에 형성되며, 중심축(10)을 중심으로 상부로 볼록한 아크 형태로 형성되고, 양단부에 출력 포트(51,59)가 형성된다. 그리고 제2 아크형 패턴(31)은 중심축(10)과 제1 아크형 패턴(29) 사이에 형성되며, 중심축(10)을 중심으로 상부로 볼록한 아크 형태로 형성되고, 양단부에 출력 포트(53,57)가 형성된다. 이때 제2 아크형 패턴(31)은 제1 아크형 패턴(29) 보다는 작은 아크 형태로 형성된다.In this case, the
본 실시예에서는 하나의 입력 포트(35)와 5개의 출력 포트(51,53,55,57,59)를 구비하는 예를 개시하였다. 5개의 출력 포트(51,53,55,57,59)는 제1 아크형 패턴(29)에 형성된 제1 및 제5 출력 포트(51,59)와, 제2 아크형 패턴(31)에 형성된 제2 및 제4 출력 포트(53,57)와, 고정형 패턴(37)에 형성된 제3 출력 포트(55)를 포함한다. 중심축(10)을 중심으로 왼쪽에 제1 출력 포트(51), 제2 출력 포트(53) 및 제3 출력 포트(55)가 배치되고, 오른쪽에 입력 포트(35), 제4 출력 포트(57) 및 제7 출력 포트(59)가 배치될 수 있다.In this embodiment, an example in which one
5개의 출력 포트(51,53,55,57,59)는 각각 제1 내지 제5 복사 소자에 연결될 수 있다. 제1 내지 제5 복사 소자가 순차적으로 배열된다고 가정했을 때, 제1 내지 제5 복사 소자에 각각 대응되게 제1 내지 제5 출력 포트(51,53,55,57,59)가 연결된다.The five
그리고 윌킨슨 분배기(40)는 배선(41), 한 쌍의 분기 배선(43) 및 저항기(45)를 포함한다. 배선(41)은 입력 포트(35)에 연결된다. 한 쌍의 분기 배선(43)은 배선(41)에서 두 가지로 분기되어, 하나는 중심축(10)을 향하는 급전 패턴(33) 부분에 연결되고, 다른 하나는 제3 출력 포트(55)를 향하는 고정형 패턴(37) 부분에 연결된다. 저항기(45)는 한 쌍의 분기 배선(43)을 연결한다.The
여기서 저항기(45)는 회전하는 회전 기판(60)과 물리적으로 간섭하지 않도록, 회전 기판(60)이 회전하는 구역의 외측에 형성된다.Here, the
이와 같이 윌킨슨 분배기(40)는 한 쌍의 분기 배선(43)을 저항기(45)로 연결하기 때문에, 한 쌍의 제1 분기 배선(43)에 연결된 제3 출력 포트(55)와 나머지 출력 포트(51,53,57,59) 간의 임피던스 매칭 및 분리도(isolation) 확보에 관계되어 있다. 즉, 제1 윌킨슨 분배기(40)를 통하여 제3 출력포트(55)와 나머지 출력 포트(51,53,57,59) 간의 분리도를 확보할 수 있다.As such, since the
회전 기판(60)은, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 베이스 기판(61)과 제2 전송 패턴(63)을 포함한다.As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the rotating
제2 베이스 기판(61)은 하부면과, 하부면에 반대되는 상부면을 갖는 절연성 소재의 유전체 기판이다. 제2 베이스 기판(61)은 중심에 중심축(10)이 설치되는 제2 관통 홀(62)이 형성되어 있다. 제2 베이스 기판(61)은 중심축(10)에 회전 가능하게 결합된다.The
제2 전송 패턴(63)은 제2 베이스 기판(61)의 하부면에 형성된 배선 패턴이다. 제2 전송 패턴(63)은 제1 전송 패턴(23)과 다르게 제2 베이스 기판(61)의 상부면에 접지면이 없다. 제1 전송 패턴(23)과 제2 전송 패턴(63)이 밀착될 경우 메인 기판(20)의 접지면을 공용하며 마이크로스트립 선로로 동작한다. 제2 전송 패턴(63)은 전기전도성이 양호한 구리 또는 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 이러한 제2 전송 패턴(63)은 제2 홀 패턴(65), 제2-1 전송 패턴(67) 및 제2-2 전송 패턴(69)을 포함한다. 제2 홀 패턴(65)은 중심축(10)이 결합되는 제2 관통 홀(62)의 주위에 링 형태로 되며, 제1 홀 패턴(25)에 밀착되어 전기적으로 연결된다. 제2-1 전송 패턴(67)은 제2 홀 패턴(65)에 연결되어 제1 아크형 패턴(29) 상부로 뻗어 있으며, 제1 아크형 패턴(29)에 커플링되어 전력을 전달한다. 제2-2 전송 패턴(69)은 제2 홀 패턴(65)과 일체로 형성되어 제2 아크형 패턴(31)의 상부로 뻗어 있으며, 제2 아크형 패턴(31)에 커플링되어 전력을 전달한다.The
이때 제2 전송 패턴(63)은 제2 홀 패턴(65)에 연장되어 제2-2 전송 패턴(69)이 형성되고, 제2-2 전송 패턴(69)에 연장되어 제2-1 전송 패턴(67)이 형성된 구조를 갖는다. 즉 제2 전송 패턴(63)은 제2 홀 패턴(65)에 일자로 연결되게 제2-2 전송 패턴(69) 및 제2-1 전송 패턴(67)이 형성된 구조를 갖는다.At this time, the
제2-2 전송 패턴(69) 또한 일부 굴곡진 형태를 갖지만 제2 아크형 패턴(31)을 향하여 뻗어 있다. 제2-1 전송 패턴(67)은 일부 굴곡진 형태를 갖지만 제1 아크형 패턴(29)을 향하여 뻗어 있다. 중심축(10)에서 제2-1 전송 패턴(67)의 단부가 형성하는 반경은 제1 아크형 패턴(29)의 반경과 동일하다. 중심축(10)에서 제2-2 전송 패턴(69)의 단부가 형성하는 반경은 제2 아크형 패턴(31)의 반경과 동일하다The second-
이로 인해 회전 기판(60)이 중심축(10)을 회전축으로 회전하는 경우, 제2-1 전송 패턴(67)의 단부는 제1 아크형 패턴(29)에 접촉하여 회전하고, 제2-2 전송 패턴(69)의 단부는 제2 아크형 패턴(31)에 접촉하여 회전하면서 입력 포트(35)와 제1 내지 제5 출력 포트(51,53,55,57,59) 간의 거리 분배로 위상을 가변한다.Therefore, when the rotating
한편 본 실시예에서는 제2-1 전송 패턴(67)과 제2-2 전송 패턴(69)이 일자로 연결된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제2 홀 패턴에 대해서 두 갈래로 분기되어 제2-1 전송 패턴과 제2-2 전송 패턴이 형성될 수도 있다.In the present embodiment, the example in which the 2-
그리고 기생 패치(80)는, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 베이스 기판(61)의 상부면에 형성된다. 기생 패치(80)는 전기전도성이 양호한 구리 또는 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 기생 패치(80)는 회전 기판(60)을 제조하는 공정에서 제2 전송 패턴(63)과 함께 형성될 수 있다.The
기생 패치(80)는 제2 베이스 기판(61)의 상부면에 형성되되, 제2-1 전송 패턴(67) 또는 제2-2 전송 패턴(69) 위에 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 기생 패치(80)는 제2-2 전송 패턴(69) 위에 형성된 제1 기생 패치(81)와, 제1 기생 패치(81)에 이격되며 제2-1 전송 패턴(67)에서 제2-2 전송 패턴(69)에 걸쳐 형성된 제2 기생 패치(83)를 포함하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉 기생 패치(80)는 제2 베이스 기판(61)의 상부면에 1개 이상이 형성될 수 있다.The
이러한 기생 패치(80)는 아크형 위상 가변기(100)의 임피던스 정합 특성을 개선한다. 즉 회전 기판(60)의 상부면에 기생 패치(80)가 적용되면, 제1 전송 패턴(23)과 제2 전송 패턴(63)이 적층되어 형성하는 마이크로스트립 선로 위에 유전체인 제2 베이스 기판(61)의 두께 만큼 이격되어 위치한 상태가 있다. 이 조건에서 전송되는 신호는 기생 패치(80)로 인해 유도되고 커플링되어 아크형 위상 가변기(100)의 전체 임피던스 특성에 영향을 주게 된다. 기생 패치(80)의 크기와 형상에 따라 임피던스 특성이 변하게 된다. 따라서 기생 패치(80)의 적절한 크기와 형상으로 디자인함으로써, 아크형 위상 가변기(100)의 광대역 임피던스 정합 특성을 확보할 수 있다.This
이와 같은 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기(100)의 임피던스 정합 특성을 확인하기 위해서 비교예에 따른 아크형 위상 가변기(200)와 함께 반사 손실을 측정하였다.In order to confirm the impedance matching characteristics of the arc-
비교예에 따른 아크형 위상 가변기(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 윌킨슨 분배기 및 기생 패치를 포함하지 않는다. 위상 가변기(200)는 복수의 아크형 패턴(127)을 구비하는 제1 전송 패턴(123)을 포함하는 메인 기판(120)과, 메인 기판(120)의 상부면에 중심축(110)을 매개로 회전 가능하게 결합된 회전 기판(160)을 포함한다. 회전 기판(160)은 하부면에 제2 전송 패턴(163)이 형성되어 있다. 급전 패턴(133)에 대해서 입력 포트(135)와 제3 출력 포트(155)로 분기되어 있다. 제2 전송 패턴(163)은 제2 홀 패턴(165)에 대해서 제2-1 전송 패턴(167)과 제2-2 전송 패턴(169)이 연결되어 있다.The arc
도 6은 비교예에 따른 아크형 위상 가변기의 반사 손실을 보여주는 그래프이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 아크형 위상 가변기의 반사 손실을 보여주는 그래프이다.6 is a graph showing the return loss of the arc-type phase variable according to the comparative example. 7 is a graph showing the return loss of the arc-type phase shifter according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 1.71GHz~2.69GHz 대역에서의 반사 소실을 측정하였고, 표시된 마커(marker)는 측정 대역 중 손실이 가장 큰 주파수와 수치를 나타낸다. 측정 결과는 폴라 차트(polor chart)로 표시하였다.6 and 7, the reflection loss in the 1.71 GHz to 2.69 GHz band was measured, and the marked markers indicate the frequencies and values with the largest loss in the measurement bands. The measurement result was shown by the polar chart.
비교예에 따른 아크형 위상 가변기 보다는 기생 패치 및 윌킨슨 분배기가 적용된 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기가 원의 중심에 가깝게 반사 손실이 측정된 것을 알 수 있다. 즉 실시예에 따른 아크형 위상 가변기가 비교예에 따른 아크형 위상 가변기 보다는 반사 손실이 낮은 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the return loss was measured closer to the center of the circle in the arc-type phase variable according to the present embodiment to which the parasitic patch and the Wilkinson distributor are applied rather than the arc-type phase variable according to the comparative example. That is, it can be seen that the arc type phase variable according to the embodiment has a lower reflection loss than the arc type phase variable according to the comparative example.
이와 같이 반사 손실이 낮다는 것은 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기가 비교예에 따른 아크형 위상 가변기에 비해서 광대역 임피던스 정합 특성을 확보함으로써, 광대역 특성을 갖게 되었다는 것을 의미한다.As such, the low reflection loss means that the arc phase variable according to the present embodiment has the broadband impedance matching characteristics as compared with the arc phase variable according to the comparative example, thereby achieving wideband characteristics.
이와 같이 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기는 광대역 임피던스 정합 특성을 개선함으로써, 광대역에 걸쳐 전송 효율을 높일 수 있다.As described above, the arc type phase shifter according to the present exemplary embodiment may improve the transmission impedance of the broadband type by improving the broadband impedance matching characteristic.
또한 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기에 복사소자가 연결될 경우, 기생 패치는 아크형 위상 가변기와 복사 소자간 임피던스 매칭 시 다른 특성을 열화시키지 않고 독립적으로 튜닝이 가능한 부재로서 기능을 수행할 수 있다.In addition, when the radiation element is connected to the arc-type phase variable according to the present embodiment, the parasitic patch may function as a member that can be independently tuned without degrading other characteristics when impedance matching between the arc-type phase variable and the radiation element. .
다음으로 본 실시예에 따른 아크형 위상 가변기(100)의 전파 특성을 확인하기 위해서 비교예에 따른 위크형 위상 가변기(200)와 함께 파워 편차와 위상 편차를 측정하였다.Next, in order to confirm the propagation characteristics of the arc
도 8 및 도 9는 비교예 및 실시예에 따른 아크형 위상 가변기의 파워 편차를 보여주는 그래프이다. 그래프에서 0, 2.5, 5, 7.5, 10은 아크형 위상 가변기의 빔 틸트 위치(Beam tilt position)를 나타낸다.8 and 9 are graphs showing the power deviation of the arc-type phase variable according to the comparative example and the embodiment. In the graph, 0, 2.5, 5, 7.5, and 10 represent beam tilt positions of the arc-type phase shifter.
도 8 및 도 9를 참조하면, 파워 편차는 윌킨슨 분배기 적용 전/후를 비교하기 위한 데이터로서, 아크형 위상 가변기의 출력 포트에서 측정된 power(S21,[dB]) 값이 주파수에 따라 또는 아크형 위상 가변기의 빔 틸트 위치(Beam tilt position)에 따라 이상적인 설계치인 0 [dB]로부터 벗어난 수치를 도시한 그래프이다.8 and 9, the power deviation is data for comparing the before and after applying the Wilkinson divider, the power (S21, [dB]) value measured at the output port of the arc-type phase changer according to the frequency or It is a graph showing the deviation from the ideal design value of 0 [dB] according to the beam tilt position of the arc-type phase shifter.
비교예에 따른 아크형 위상 가변기는, 도 8에 도시된 바와 같이, 0 [dB]를 기준으로 상하로 넓게 분포하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 8, the arc-type phase variable according to the comparative example may be widely distributed up and down based on 0 [dB].
반면에 실시예에 따른 아크형 위상 가변기는, 도 9에 도시된 바와 같이, 비교예와 비교하여 0 [dB]의 주위에 상하로 좁게 분포하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, the arc-type phase variable according to the embodiment, as shown in Figure 9, it can be confirmed that compared to the comparative example narrowly distributed up and down around 0 [dB].
이와 같이 실시예에 따른 아크형 위상 가변기는 윌킨슨 분배기를 적용함으로써, 파워 편차가 개선된 것을 확인할 수 있다.Thus, it can be seen that the arc type phase shifter according to the embodiment improves the power deviation by applying a Wilkinson divider.
도 10 및 도 11은 비교예 및 실시예에 따른 아크형 위상 가변기의 위상 편차를 보여주는 그래프이다.10 and 11 are graphs showing phase deviations of an arc phase shifter according to a comparative example and an embodiment.
도 10 및 도 11을 참조하면, 위상 편차는 아크형 위상 가변기의 출력 포트에서 측정된 phase(S21,[deg]) 값이 주파수에 따라 또는 아크형 위상가변기의 빔 틸트 위치에 따라 이상적인 설계치인 0 [dB]로부터 벗어난 수치를 도시한 그래프이다.Referring to FIGS. 10 and 11, the phase deviation is an ideal design value according to the frequency or the beam tilt position of the arc phase variable according to the phase (S21, [deg]) value measured at the output port of the arc type phase variable. A graph showing the value deviating from 0 [dB].
비교예에 따른 아크형 위상 가변기는, 도 10에 도시된 바와 같이, 0 [dB]를 기준으로 상하로 폭이 넓게 분포하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 10, the arc-type phase variable according to the comparative example may be widely distributed up and down based on 0 [dB].
반면에 실시예에 따른 아크형 위상 가변기는, 도 11에 도시된 바와 같이, 비교예와 비교하여 0 [dB]의 주위에 상하로 폭이 좁게 분포하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, the arc-type phase variable according to the embodiment, as shown in Figure 11, compared to the comparative example it can be seen that the width is narrowly distributed up and down around 0 [dB].
이와 같이 실시예에 따른 아크형 위상 가변기는 윌킨슨 분배기를 적용함으로써, 위상 편차가 개선된 것을 확인할 수 있다.Thus, it can be seen that the arc type phase shifter according to the embodiment improves the phase deviation by applying a Wilkinson splitter.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.
10 : 중심축
20 : 메인 기판
21 : 제1 베이스 기판
22 : 제1 관통 홀
23 : 제1 전송 패턴
25 : 제1 홀 패턴
27 : 아크형 패턴
29 : 제1 아크형 패턴
31 : 제2 아크형 패턴
33 : 급전 패턴
35 : 입력 포트
37 : 고정형 패턴
40 : 윌킨슨 분배기
41 : 배선
43 : 분기 배선
45 : 저항기
51, 53, 55, 57, 59 : 출력 포트
60 : 회전 기판
61 : 제2 베이스 기판
62 : 제2 관통 홀
63 : 제2 전송 패턴
65 : 제2 홀 패턴
67 : 제2-1 전송 패턴
69 : 제2-2 전송 패턴
80 : 기생 패치
81 : 제1 기생 패치
83 : 제2 기생 패치
100 : 위상 가변기10: central axis
20: main board
21: first base substrate
22: first through hole
23: first transmission pattern
25: first hole pattern
27: arc pattern
29: first arc pattern
31: second arc pattern
33: feeding pattern
35 input port
37: fixed pattern
40: Wilkinson Splitter
41: wiring
43: branch wiring
45 resistor
51, 53, 55, 57, 59: output port
60: rotating substrate
61: second base substrate
62: second through hole
63: second transmission pattern
65: second hole pattern
67: 2-1 transmission pattern
69: 2-2 transmission pattern
80: Parasitic Patches
81: first parasitic patch
83: second parasitic patch
100: phase variable
Claims (8)
상기 중심축에 결합되며, 상기 중심축 주위의 상부면에 형성된 제1 전송 패턴을 포함하고, 상기 제1 전송 패턴은 상기 중심축이 결합되는 제1 홀 패턴과, 상기 제1 홀 패턴을 중심으로 형성되며 양단부에 출력 포트가 형성된 복수의 아크형 패턴과, 일단이 상기 제1 홀 패턴에 연결되고 타단에 입력 포트가 형성된 급전 패턴과, 상기 급전 패턴에 윌킨슨 분배기(Wilkinson divider)를 매개로 연결되며 단부에 출력 포트가 형성된 고정형 패턴을 구비하는 메인 기판;
상기 중심축을 통하여 상기 메인 기판의 상부면에 밀착되게 설치되며, 상기 메인 기판에 대해서 상기 중심축을 축으로 회전 가능하게 결합되며, 상기 급전 패턴 및 상기 복수의 아크형 패턴에 연결되어 회전에 따라 상기 입력 포트와 상기 출력 포트들 간의 거리 분배로 위상을 가변하는 제2 전송 패턴을 구비하는 회전 기판; 및
상기 회전 기판의 상부면에 형성되며, 상기 제1 전송 패턴과 상기 제2 전송 패턴 간에 임피던스를 정합하는 무급전형 기생 패치;를 포함하고,
상기 복수의 아크형 패턴은,
상기 중심축을 중심으로 상부에 형성되며, 상기 중심축을 중심으로 상부로 볼록한 아크 형태로 형성되고, 양단부에 출력 포트가 형성된 제1 아크형 패턴; 및
상기 중심축과 제1 아크형 패턴 사이에 형성되며, 상기 중심축을 중심으로 상부로 볼록한 아크 형태로 형성되되 상기 제1 아크형 패턴 보다는 작은 아크 형태로 형성되며, 양단부에 출력 포트가 형성된 제2 아크형 패턴;을 포함하고,
상기 회전 기판은,
유전체로 형성되며, 상기 중심축에 결합되는 제2 관통 홀이 형성된 제2 베이스 기판; 및
상기 제2 베이스 기판의 하부면에 형성된 제2 전송 패턴;을 포함하고,
상기 제2 전송 패턴은,
상기 제2 관통 홀 주위에 형성되며, 상기 제1 홀 패턴에 밀착되는 제2 홀 패턴;
상기 제2 홀 패턴에 연결되어 상기 제1 아크형 패턴 상부로 뻗어 있으며, 상기 제1 아크형 패턴에 커플링되는 제2-1 전송 패턴; 및
상기 제2 홀 패턴에 연결되어 상기 제2 아크형 패턴의 상부로 뻗어 있으며, 상기 제2 아크형 패턴에 커플링되는 제2-2 전송 패턴;을 포함하고,
상기 기생 패치는 상기 제2 베이스 기판의 상부면에 형성되되, 상기 제2-1 전송 패턴 또는 제2-2 전송 패턴 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 아크형 위상 가변기.Central axis;
A first transmission pattern coupled to the central axis and formed on an upper surface around the central axis, wherein the first transmission pattern includes a first hole pattern to which the central axis is coupled, and the first hole pattern; A plurality of arc-shaped patterns having output ports formed at both ends thereof, a feed pattern having one end connected to the first hole pattern and an input port formed at the other end thereof, and a Wilkinson divider connected to the feed pattern; A main substrate having a fixed pattern having an output port formed at an end thereof;
It is installed to be in close contact with the upper surface of the main substrate through the central axis, rotatably coupled to the central axis with respect to the main substrate, connected to the power feeding pattern and the plurality of arc-shaped pattern in accordance with the rotation A rotating substrate having a second transmission pattern that varies in phase with distance distribution between a port and the output ports; And
And a parasitic patch that is formed on an upper surface of the rotating substrate and that matches an impedance between the first transmission pattern and the second transmission pattern.
The plurality of arc pattern,
A first arc pattern formed on an upper portion of the central axis, formed in an arc shape convex upwardly on the central axis, and having output ports formed at both ends thereof; And
A second arc formed between the central axis and the first arc-shaped pattern, the arc being convex upwardly around the central axis, and having a smaller arc shape than the first arc-shaped pattern, and having output ports formed at both ends thereof; Including a pattern;
The rotating substrate,
A second base substrate formed of a dielectric material and having a second through hole coupled to the central axis; And
And a second transmission pattern formed on the lower surface of the second base substrate.
The second transmission pattern is,
A second hole pattern formed around the second through hole and in close contact with the first hole pattern;
A second-first transmission pattern connected to the second hole pattern and extending above the first arc pattern, and coupled to the first arc pattern; And
And a second-2 transmission pattern connected to the second hole pattern and extending above the second arc pattern, and coupled to the second arc pattern.
The parasitic patch is formed on the upper surface of the second base substrate, the arc type phase shifter, characterized in that formed on the 2-1 or 2-2 transmission pattern.
유전체로 형성되며, 상기 중심축이 결합되는 상기 제2 관통 홀에 대응되는 제1 관통 홀이 형성된 제1 베이스 기판;
상기 제1 베이스 기판의 하부면에 형성된 접지면; 및
상기 제1 베이스 기판의 상부면에 형성된 상기 제1 전송 패턴;을 포함하고,
상기 제1 전송 패턴은,
상기 제1 홀 패턴이 상기 제1 관통 홀 주위에 형성되고, 상기 복수의 아크형 패턴이 상기 제1 홀 패턴을 중심으로 상부에 형성되고, 상기 급전 패턴 및 상기 고정형 패턴이 상기 제1 홀 패턴을 중심으로 상기 복수의 아크형 패턴이 형성된 쪽의 반대쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 아크형 위상 가변기.The method of claim 1, wherein the main substrate,
A first base substrate formed of a dielectric and having a first through hole corresponding to the second through hole to which the central axis is coupled;
A ground plane formed on a bottom surface of the first base substrate; And
And the first transfer pattern formed on an upper surface of the first base substrate.
The first transmission pattern is,
The first hole pattern is formed around the first through hole, the plurality of arc-shaped patterns are formed on the first hole pattern, and the feeding pattern and the fixed pattern are formed on the first hole pattern. Arc-type phase shifter, characterized in that formed on the opposite side of the side formed with the plurality of arc-shaped pattern to the center.
상기 입력 포트에 연결되는 배선;
상기 배선에서 두 가지로 분기되어 하나는 상기 중심축을 향하는 상기 급전 패턴 부분에 연결되고, 다른 하나는 상기 고정형 패턴의 출력 포트를 향하는 상기 고정형 패턴 부분에 연결되는 한 쌍의 분기 배선; 및
상기 한 쌍의 분기 배선을 연결하는 저항기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크형 위상 가변기.The method of claim 2, wherein the Wilkinson dispenser,
A wire connected to the input port;
A pair of branch wirings branched in two from the wirings, one connected to the feed pattern portion facing the central axis and the other connected to the fixed pattern portion facing the output port of the fixed pattern; And
A resistor for connecting the pair of branch wirings;
Arc type phase shifter comprising a.
상기 제2 전송 패턴은 상기 제2 홀 패턴에서 연장되어 상기 제2-2 전송 패턴이 형성되고, 상기 제2-2 전송 패턴에서 연장되어 상기 제2-1 전송 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 아크형 위상 가변기.The method of claim 1,
Wherein the second transmission pattern extends from the second hole pattern to form the second-2 transmission pattern, and extends from the second-2 transmission pattern to form the second-1 transmission pattern. Phase variable.
상기 제2-2 전송 패턴 위에 형성된 제1 기생 패치; 및
상기 제1 기생 패치에 이격되며, 상기 제2-1 전송 패턴에서 상기 제2-2 전송 패턴에 걸쳐 형성된 제2 기생 패치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크형 위상 가변기.The method of claim 7, wherein the parasitic patch,
A first parasitic patch formed on the second-2 transmission pattern; And
A second parasitic patch spaced apart from the first parasitic patch and formed over the second-2 transmission pattern in the 2-1 transmission pattern;
Arc type phase shifter comprising a.
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