KR102521923B1 - 매직-t 신호 분기 장치 - Google Patents

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최진우
이재복
지영남
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Abstract

본 발명은 매직-T의 H분기와 E분기를 위한 도파관을 없애 취급이 용이하고 부피를 줄일 수 있으며, 또한 매직-T를 통과하는 고주파 신호의 주파수 대역을 간단히 튜닝할 수 있는 매직-T 신호 분기 장치에 관한 것이다.
본 발명의 매직-T 신호 분기 장치는 중공의 직사각형 관 형태로 이루어진 도파관, 도파관의 일단에 고주파 신호가 정합되는 제 1 포트, 도파관의 타단에 고주파 신호가 정합되는 제 2 포트, 도파관의 중앙에서 직각으로 연결되어 고주파 신호가 정합되는 제 3 포트, 및 도파관의 중앙에서 직각으로 연결되며 제 3 포트와도 직각으로 형성되어 고주파 신호가 정합되는 제 4 포트로 이루어진다.

Description

매직-T 신호 분기 장치{Device for Magic-T signal branching}
본 발명은 매직-T 신호 분기 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 도파관으로 구성된 하이브리드 커플링 특성을 갖는 고주파 신호 분배 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 4개의 포트로 구성되어 E파와 H파를 구분하여 분배할 수 있는 매직-T 신호 분기 장치에 관한 것이다.
마이크로파관 회로에서 사용하는 도파관의 분기 소자에는 자계방향으로 나누는 H분기와 전계 방향으로 나누는 E분기가 있다. 이 둘을 조합시킨 것이 매직-T이며, 임피던스의 측정이나 주파수 변환기에 응용된다.
매직-T는 도파관에 의해 구성된 일종의 브리지 회로로 4개의 포트(port; 도파관 부품의 개구)가 있는 마이크로파의 분기 회로로 구성되고 임의의 3개의 포트를 정합부하로 종단 했을 때 나머지 포트에서 들어오는 입력은 반사가 일어나지 않도록 정합되어 있는 특징이 있으며, 이의 특성을 개선하려는 노력이 지속되어 왔다.
그 일례로, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0032793호에서는 매직 T 구조의 도파관에서 도파관의 중심 영역에 다층으로 도체층이 적층된 임피던스 정합부를 설치함으로써, 매직 T 구조의 주파수 대역폭을 향상시키는 구조를 개시하였다.
그러나, 이 경우에도 H분기와 E분기를 위한 도파관 길이가 길어 취급이 용이하지 않고 부피가 커지는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0032793호 (2009.04.15)
본 발명은 매직-T의 H분기와 E분기를 위한 도파관을 없애 취급을 용이하게 하고 부피를 줄일 수 있는 매직-T 신호 분기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 매직-T를 통과하는 고주파 신호의 주파수 대역을 간단히 튜닝할 수 있는 매직-T 신호 분기 장치를 제공하는데 또다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 중공의 직사각형 관 형태로 이루어진 도파관, 도파관의 일단에 고주파 신호가 정합되는 제 1 포트, 도파관의 타단에 고주파 신호가 정합되는 제 2 포트, 도파관의 중앙에서 직각으로 연결되어 고주파 신호가 정합되는 제 3 포트, 및 도파관의 중앙에서 직각으로 연결되며 제 3 포트와도 직각으로 형성되어 고주파 신호가 정합되는 제 4 포트를 포함할 수 있다.
여기서, 도파관은 도파관의 상단으로 구성된 도파관 상단 및 도파관의 하단으로 구성된 도파관 하단을 포함할 수 있다.
또한, 제 3 포트와 정합되는 고주파 신호는 제 1 포트 및 제 2 포트로 분배되고 제 4 포트로 분배되지 않도록 할 수 있다.
여기서, 제 3 포트는 H면 분기로서 고주파 신호 중 H파만 정합될 수 있다.
또한, 제 3 포트는 도파관으로부터 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위한 도파관을 연장하지 않도록 할 수 있다.
여기서, 제 4 포트와 정합되는 고주파 신호는 제 1 포트 및 제 2 포트로 분배되고 제 3 포트로 분배되지 않도록 할 수 있다.
또한, 제 4 포트는 E면 분기로서 고주파 신호 중 E파만 정합될 수 있다.
여기서, 제 4 포트는 도파관으로부터 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위한 도파관을 연장하지 않도록 할 수 있다.
또한, 제 4 포트는 제 4 포트의 중앙에 브릿지 아이리스를 포함할 수 있다.
여기서, 제 4 포트에서 정합된 고주파 신호는 브릿지 아이리스에서 분배되어 제 1 포트 및 제 2 포트로 동일하게 전력이 분배될 수 있다.
또한, 브릿지 아이리스는 브릿지 아이리스의 폭 또는 길이 중 적어도 어느 하나를 가변하여 고주파 신호를 분배하는 주파수 대역을 튜닝할 수 있다.
여기서, 도파관은 도파관의 중앙 하단에 브랜치 핀을 포함할 수 있다.
또한, 제 3 포트에서 정합된 고주파 신호는 브랜치 핀에서 분배되어 제 1 포트 및 제 2 포트로 동일하게 전력이 분배되도록 할 수 있다.
여기서, 브랜치 핀은 브랜치 핀의 폭 또는 길이 중 적어도 어느 하나를 가변하여 고주파 신호를 분배하는 주파수 대역을 튜닝할 수 있다.
본 발명에 의한 매직-T 신호 분기 장치는 매직-T의 H분기와 E분기를 위한 도파관을 없애 취급이 용이하고 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 매직-T 신호 분기 장치는 매직-T를 통과하는 고주파 신호의 주파수 대역을 간단히 튜닝할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매직-T 신호 분기 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 브릿지 아이리스를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 브랜치 핀을 상세히 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매직-T 신호 분기 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2 및 도 3은 도 1을 상세히 설명하기 위한 세부 사시도이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 매직-T 신호 분기 장치를 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 중공의 직사각형 관 형태로 이루어진 도파관(500), 도파관(500)의 일단에 고주파 신호가 정합되는 제 1 포트(100), 도파관(500)의 타단에 고주파 신호가 정합되는 제 2 포트(200), 도파관(500)의 중앙에서 직각으로 연결되어 고주파 신호가 정합되는 제 3 포트(300), 및 도파관(500)의 중앙에서 직각으로 연결되며 제 3 포트(300)와도 직각으로 형성되어 고주파 신호가 정합되는 제 4 포트(400)로 이루어진다.
여기서, 도파관(500)은 도파관(500)의 상단으로 구성된 도파관 상단(510) 및 도파관(500)의 하단으로 구성된 도파관 하단(520)으로 이루어진다.
본 발명에서, 제 3 포트(300)와 정합되는 고주파 신호는 제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200)로 분배되고 제 4 포트(400)로 분배되지 않도록 이루어진다.
한편, 제 3 포트(300)는 H면 분기로서 고주파 신호 중 H파만 정합되고, 또한 제 3 포트(300)는 도파관(500)으로부터 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위한 도파관(500)을 연장하지 않도록 이루어진다.
그리고, 제 4 포트(400)와 정합되는 고주파 신호는 제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200)로 분배되고 제 3 포트(300)로 분배되지 않도록 이루어진다.
제 4 포트(400)는 E면 분기로서 고주파 신호 중 E파만 정합되며, 제 4 포트(400)는 도파관(500)으로부터 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위한 도파관(500)을 연장하지 않도록 이루어진다.
즉, 4개의 포트 중 H면 분기(제 3 포트(300))에 전파를 넣으면, 두 개의 포트(제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200))에서는 등분된 전력이 나오게 된다.
그러나, E면 분기(제 4 포트(400))에는 여진 전기장을 상쇄하여 전력이 전송되지 않고, 반대로 E면 분기(제 4 포트(400))에 들어간 전력은 두 개의 포트(제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200))로 등분되나, H면 분기(제 3 포트(300))로의 전파가 나오지 않는다.
또한, 본 발명에서, 제 1 포트(100) 또는 제 2 포트(200)에서 전파를 넣으면 제 3 포트(300) 또는 제 4 포트(400)로 전송된다.
따라서, 제 1 포트(100)를 무반사 상태로 조정하여 제 2 포트(200)에 측정 시료를 부하로서 접속해 놓고 H면 분기(제 3 포트(300))로부터 전파를 보내면, 제 2 포트(200)의 반사율에 따른 출력이 E면 분기(제 4 포트(400))에 나타나게 되며, 이것을 측정하면 시료의 초고주파에 대한 임피던스를 알 수 있다.
일반적으로 제 4 포트(400)를 통과하는 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위해서는 도파관(500)을 연장하여야 한다.
그러나, 본 발명에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 제 4 포트(400)에 브릿지 아이리스(600)를 추가하고 브릿지 아이리스(600)의 크기를 조절하여 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 때문에, 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위해 제 4 포트(400)로 도파관(500)을 연장하지 않아도 되는 장점이 있으며, 이에 대해서는 도 2에서 상세히 설명한다.
또한, 일반적으로 제 3 포트(300)를 통과하는 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위해 도파관(500)을 연장하여야 하나, 본 발명에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 도파관(500)의 정 중앙 하단에 브랜치 핀(700)을 추가하고 브랜치 핀(700)의 크기를 조절하여 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 때문에, 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위해 제 3 포트(300)로 도파관(500)을 연장하지 않아도 되는 장점이 있으며, 이에 대해서는 도 3에서 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 브릿지 아이리스(600)를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제 4 포트(400)는 제 4 포트(400)의 중앙에 브릿지 아이리스(600)를 포함한다.
여기서, 제 4 포트(400)에서 정합된 고주파 신호는 브릿지 아이리스(600)에서 분배되어 제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200)로 동일하게 전력이 분배되며, 또한 브릿지 아이리스(600)는 브릿지 아이리스(600)의 폭 또는 길이 중 적어도 어느 하나를 가변하여 고주파 신호를 분배하는 주파수 대역을 튜닝한다.
즉, 본 발명에서는 브릿지 아이리스(600)의 폭 또는 길이를 가변하여 제 4 포트(400)에서의 반사 손실 성능을 높임으로써, 브릿지 아이리스(600)에 의해 분배되는 고주파 신호를 용이하게 튜닝할 수 있다.
여기서, 브릿지 아이리스(600)는 제 4 포트(400)의 아이리스의 중앙에 브릿지 형태로 구성되어 제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200)로 고주파 신호가 분기될 수 있도록 아이리스 내부에서 대칭이 되도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 제 4 포트(400)에 브릿지 아이리스(600)를 추가하고 브릿지 아이리스(600)의 크기를 조절하여 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 때문에, 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위해 제 4 포트(400)로 도파관(500)을 연장하지 않아도 되는 장점이 있다.
다음, 도 3은 도 1의 브랜치 핀(700)을 상세히 나타낸 사시도이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 도파관(500)은 도파관(500)의 중앙 하단에 브랜치 핀(700)을 포함한다.
제 3 포트(300)에서 정합된 고주파 신호는 브랜치 핀(700)에서 분배되어 제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200)로 동일하게 전력이 분배되며, 브랜치 핀(700)은 브랜치 핀(700)의 폭 또는 길이 중 적어도 어느 하나를 가변하여 고주파 신호를 분배하는 주파수 대역을 튜닝한다.
즉, 본 발명에서는 브랜치 핀(700)의 폭 또는 길이를 가변하여 제 3 포트(300)에서의 반사 손실 성능을 높임으로써, 브랜치 핀(700)에 의해 분배되는 고주파 신호를 용이하게 튜닝할 수 있다.
여기서, 브랜치 핀(700)은 도파관(500)의 정 중앙 하단에 수직으로 구성된 핀 형태로 구성되어 제 1 포트(100) 및 제 2 포트(200)로 고주파 신호가 분기될 수 있도록 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 도파관(500)의 하단에 브랜치 핀(700)을 추가하고 브랜치 핀(700)의 크기를 조절하여 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 때문에, 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위해 제 3 포트(300)로 도파관(500)을 연장하지 않아도 되는 장점이 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 매직-T 신호 분기 장치는 매직-T의 H분기와 E분기를 위한 도파관을 없애 취급이 용이하고 부피를 줄일 수 있으며, 또한 매직-T를 통과하는 고주파 신호의 주파수 대역을 간단히 튜닝할 수 있다.
상술한 것은 하나 이상의 실시예의 실례를 포함한다. 물론, 상술한 실시예들을 설명할 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 가능한 모든 조합을 기술할 수 있는 것이 아니라, 당업자들은 다양한 실시예의 많은 추가 조합 및 치환할 수 있음을 인식할 수 있다. 따라서 설명한 실시예들은 첨부된 청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 모든 대안, 변형 및 개조를 포함하는 것이다.

Claims (14)

  1. 중공의 직사각형 관 형태로 이루어진 도파관;
    상기 도파관의 일단에 고주파 신호가 정합되는 제 1 포트;
    상기 도파관의 타단에 상기 고주파 신호가 정합되는 제 2 포트;
    상기 도파관의 중앙에서 직각으로 연결되어 상기 고주파 신호가 정합되는 제 3 포트; 및
    상기 도파관의 중앙에서 직각으로 연결되며 상기 제 3 포트와도 직각으로 형성되어 상기 고주파 신호가 정합되고,
    상기 제 3 포트는,
    H면 분기로서 상기 고주파 신호 중 H파만 정합되고,
    상기 제 4 포트는,
    E면 분기로서 상기 고주파 신호 중 E파만 정합되고,
    상기 제 4 포트의 중앙에 브릿지 아이리스를 포함하고,
    상기 제 4 포트에서 정합된 상기 고주파 신호는,
    상기 브릿지 아이리스에서 분배되어 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로 동일하게 전력이 분배되고,
    상기 도파관은,
    상기 도파관의 중앙 하단에 브랜치 핀을 포함하고,
    상기 제 3 포트에서 정합된 상기 고주파 신호는,
    상기 브랜치 핀에서 분배되어 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로 동일하게 전력이 분배되고,
    상기 브릿지 아이리스는 상기 제 4 포트의 아이리스의 중앙에 브릿지 형태로 구성되어 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로 상기 고주파 신호가 분기될 수 있도록 아이리스 내부에서 대칭이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도파관은,
    상기 도파관의 상단으로 구성된 도파관 상단; 및
    상기 도파관의 하단으로 구성된 도파관 하단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 포트와 정합되는 상기 고주파 신호는,
    상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로 분배되고 상기 제 4 포트로 분배되지 않는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 포트는,
    상기 도파관으로부터 상기 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위한 상기 도파관을 연장하지 않는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 4 포트와 정합되는 상기 고주파 신호는,
    상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트로 분배되고 상기 제 3 포트로 분배되지 않는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 4 포트는,
    상기 도파관으로부터 상기 고주파 신호의 통과 대역을 조절하기 위한 상기 도파관을 연장하지 않는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 브릿지 아이리스는,
    상기 브릿지 아이리스의 폭 또는 길이 중 적어도 어느 하나를 가변하여 상기 고주파 신호를 분배하는 주파수 대역을 튜닝하는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 브랜치 핀은,
    상기 브랜치 핀의 폭 또는 길이 중 적어도 어느 하나를 가변하여 상기 고주파 신호를 분배하는 주파수 대역을 튜닝하는 것을 특징으로 하는 매직-T 신호 분기 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006229679A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Japan Radio Co Ltd 中央給電導波管終端電力分配器
KR20090032793A (ko) 2007-09-28 2009-04-01 주식회사 삼전 광고를 제공하는 시스템 및 감시장치
CN110783682A (zh) * 2019-10-22 2020-02-11 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种宽带矩形波导魔t

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