KR102634899B1 - 용이한 pimd 특성 개선을 위한 페이즈 쉬프터 및 페이즈 쉬프터용 결합 부재 - Google Patents
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Abstract
용이한 PIMD 특성 개선을 위한 페이즈 쉬프터 및 페이즈 쉬프터용 결합 부재가 개시된다. 개시된 페이즈 쉬프터용 결합 부재는 페이즈 쉬프터의 제1기판의 홀에 삽입되는 제1기둥부; 상기 제1기둥부의 측면에 형성된 제1관통홀; 및 상기 페이즈 쉬프터의 제2기판이 결합되는 상기 제1기둥부의 일면에서 상기 제1관통홀까지 형성된 제1리벳 결합홀을 포함한다.
Description
본 발명은 페이즈 쉬프터 및 페이즈 쉬프터용 결합 부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용이한 PIMD 특성 개선을 위한 페이즈 쉬프터 및 페이즈 쉬프터용 결합 부재에 관한 것이다.
이동통신의 발전을 위한 중요한 요소는 서비스 용량의 증대와 통화품질의 개선이다. 이러한 서비스의 증대와 통화품질의 개선에는 항시 채널간의 간섭이 중요한 문제이며, 이러한 간섭문제 중의 중요한 인자 중 하나가 상호변조왜곡(IMD, Intermodulation Distortion)이다.
IMD란 두 개 이상의 신호 주파수들이 서로 간섭 현상을 일으켜 원치 않는 기생 신호를 발생시키는 것으로, 이와 같은 현상이 수동 소자에서 나타날 때 PIMD(Passive Intermodulation Distortion)라고 한다. PIMD는 능동 소자에서 발생하는 IMD와는 달리, 얼마 전까지만 해도 위성통신과 같은 고전력 통신 시스템에서만 고려되어 온 현상으로 상용 이동통신에서는 거의 무시되어져 왔다.
하지만 이동통신 서비스가 확장됨에 따라 인접 기지국간의 간섭이 증가하고 그에 따른 IMD 문제도 증가하여 능동 소자에 의한 IMD뿐만 아니라 PIMD에 대한 문제도 함께 부상하고 있다. 능동 소자에 의한 IMD는 오래 전부터 꾸준한 연구 대상이었던 부분이라 큰 문제가 없으나, PIMD의 경우 근래까지 통신 시스템 구축에 있어 고려되지 않은 요소라 더욱 더 큰 문제를 야기 시키고 있다.
RF 부품에서 PIMD 발생 원인은 접촉 비선형성(Contact Nonlinearity)과 재료 비선형성(Material Nonlinearity)으로 크게 구분할 수 있다. 접촉 비선형성의 원인에는 도체들 사이의 얇은 산화층에 의한 접합 용량, 금속 접촉에서 도체들 사이의 반도체 작용에 의한 터널 효과, 금속들 사이의 빈틈 공간과 미소 균열에 의한 Micro-discharge, 금속 표면의 먼지와 금속 입자들에 연관된 비선형성, 금속결합에서 발생되는 수축저항(Constriction resistance) 등이 있으며, 재료 비선형성의 원인에는 니켈, 철, 코발트 등의 히스테리시스(Hysteresis)효과, Internal Shottkey Effect, 도체에서의 한정된 전도율에 의한 Thermal heating 등이 있다.
이와 같은 PIMD는, 이동통신 시스템의 여러 스테이지에서 문제가 될 수 있으며, 특히 기지국 시스템 내에서도 예상치못한 노이즈 발생의 주요한 요인이 되고 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 페이즈 쉬프터를 도시하는 도면으로서, 기지국 안테나 등에 사용되는 페이즈 쉬프터(phase shifter)이다.
도 1을 참조하면, 페이즈 쉬프터는 유전체 기판(110), 제1 및 제2선로(120, 130), 회전축(140) 및 암부(150)를 포함한다.
회전축(140)으로 입력된 RF 신호는 암부(150)에 의해 제1선로(120) 방향과 제2선로(130) 방향으로 분기된다. 암부(150)의 회전 각도에 의해 제1선로(120)의 일단(121)과 암부(150) 사이의 선로 길이와, 제1선로(120)의 타단(122)과 암부(150) 사이의 선로 길이가 달라져, 제1선로(120)의 일단(121)으로 전달되는 신호와 제1선로(120)의 타단(122)으로 전달되는 신호의 위상이 달라진다. 마찬가지로, 암부(150)의 회전 각도에 의해 제2선로(130)의 일단으로 전달되는 신호와 제2선로(130)의 타단으로 전달되는 신호의 위상이 달라진다.
납땜 등에 의해 RF 케이블이, 제1 및 제2선로(120, 130)의 양끝단(121, 122)에 전기적으로 연결되며, 이러한 RF 케이블을 통해 복사 소자로 RF 신호가 전달된다.
또한 도 2를 참조하면, 페이즈 쉬프터는 도 1과 같은 페이즈 쉬프터가 서로 이격되어 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 도 2와 같은 적층된 페이즈 쉬프터는 편파 안테나에 이용된다.
제1 및 제2유전체 기판(110, 210)은 서로 이격되어 고정된 상태를 유지하도록 결합 부재(260)로 납땜 연결된다. 그리고 편파를 위해, 제1 및 제2유전체 기판(110, 210)의 제1 및 제2암부(150, 250)는 서로 체결되어 동일한 각도로 회전해야 하며, 따라서 도면에 도시되지는 않았지만 일반적으로 제1 및 제2암부(150, 250)는 절연체 등으로 서로 연결된다.
이러한 페이즈 쉬프터에서는, 선로와 RF 케이블의 불완전한 납땜 접합으로 인해 PIMD 특성이 나빠질 수 있으며, 이를 개선하기 위해서는 접촉 부위의 납땜을 제거하고 다시 납땜을 해야할 필요가 있다. 하지만, 도 2와 같이 두개의 기판, 그리고 두개의 암부가 서로 결합된 구조의 페이즈 쉬프터의 경우, 제1유전체 기판(110)에 의해 제2유전체 기판(120)이 가려진 상태를 해체하기 어렵기 때문에, 제2유전체 기판(120)의 납땜을 제거하기가 쉽지 않으며, 결국, 페이즈 쉬프터의 PIMD 특성을 개선하는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.
관련 선행문헌으로 대한민국 등록특허 제10-1077045호 및 제10-1022699호가 있다.
본 발명은 2개의 기판이 적층된 구조에서 아랫쪽에 위치한 기판의 PIMD 특성 개선을 용이하게 수행할 수 있도록, 적층 구조의 분리가 용이한 페이즈 쉬프터 및 페이즈 쉬프터용 결합 부재를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 페이즈 쉬프터용 결합 부재에 있어서, 페이즈 쉬프터의 제1기판의 홀에 삽입되는 제1기둥부; 상기 제1기둥부의 측면에 형성된 제1관통홀; 및 상기 페이즈 쉬프터의 제2기판이 결합되는 상기 제1기둥부의 일면에서 상기 제1관통홀까지 형성된 제1리벳 결합홀을 포함하는 결합 부재를 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1기판의 제1선로에 전기적으로 연결되며, 회전축을 중심으로 회전하는 제1암부; 상기 제1암부를 가압하여, 상기 제1선로와 상기 제1암부의 이격을 방지하는 제1가압부; 제2기판의 제2선로에 전기적으로 연결되며, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 제2암부; 상기 제2암부를 가압하여, 상기 제2선로와 상기 제2암부의 이격을 방지하는 제2가압부; 및 상기 제1 및 제2암부의 회전각이 동일하도록 상기 제1 및 제2가압부를 연결하며, 상기 제1 및 제2가압부에 대해 탈부착되는 탈부착 연결부를 포함하는 페이즈 쉬프터를 제공한다.
본 발명에 따르면, 페이즈 쉬프트에서 적층된 구조의 복수의 기판이 용이하게 분리됨으로써, 아랫쪽에 위치한 기판에 대한 PIMD 특성 개선 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1 및 도 2는 일반적인 페이즈 쉬프터를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재의 정면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재에 의해 2개의 기판이 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 탈부착 연결부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재의 정면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재에 의해 2개의 기판이 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 탈부착 연결부의 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재의 정면도를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재의 사시도를 나타내는 도면이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재에 의해 2개의 기판이 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재(300)는 페이즈 쉬프터의 제1 및 제2기판(510, 520)이 서로 이격되어 고정될 수 있도록, 제1 및 제2기판(510, 520)과 결합된다. 본 발명에 따른 페이즈 쉬프터용 결합 부재(300)는 제1기둥부(310), 제1관통홀(320) 및 제1리벳 결합홀(330)을 포함한다. 그리고 실시예에 따라서, 지지부(340), 제1돌출부(350), 제2돌출부(360), 제2기둥부(370), 제2관통홀(380) 및 제2리벳 결합홀(390) 등을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
제1기둥부(310)은 페이즈 쉬프터의 제1기판(510)의 홀에 삽입된다. 도 4에서는 원기둥부 형상의 제1기둥부(310)가 일실시예로서 도시되나, 제1기둥부(310)의 형상은 실시예에 따라서 다양하게 설계될 수 있으며, 제1기판(510)의 홀과의 관계에 의해 다양하게 결정될 수 있다.
제1관통홀(320)은 제1기둥부(310)의 측면, 즉 기둥면에 형성되며, 제1리벳 결합홀(330)은 페이즈 쉬프터의 제2기판(520)이 결합되는 제1기둥부의 일면(311)에서 제1관통홀(320)까지 형성된다. 즉, 제1관통홀(320)과 제1리벳 결합홀(330)은 서로 연결된 구조이다.
페이즈 쉬프터의 제2기판(520)이 제1기둥부의 일면(311)에 얹혀진 상태에서, 리벳(530)이 제2기판(520)의 홀과 제1리벳 결합홀(330)을 관통하여 삽입됨으로써, 제2기판(520)이 결합 부재(300)와 결합될 수 있다.
이 때, 삽입된 리벳(530)의 끝단이 제1관통홀(320)에 위치할 수 있도록, 제1관통홀(320)의 위치는 제1리벳 결합홀(330)에 삽입되는 리벳(530)의 길이에 따라 결정될 수 있다.
PIMD 특성 개선 과정에서 제1기판(510)의 납땜을 제거하기 위해 제2기판(520)을 결합 부재(300)로부터 제거할 필요가 있을 때, 리벳(530)을 제거해야 하는데, 본 발명에 따르면, 사용자가 제1관통홀(320)을 통해 삽입된 리벳(530)의 끝단을 밀어 올림으로써, 용이하게 제2기판(520)을 결합 부재(300)로부터 제거할 수 있다.
지지부(340)는 제1기둥부(310)와 결합되어, 제1기둥부(310)로 삽입된 제1기판(510)을 지지한다. 그리고 제1기둥부(310)에 삽입된 제1기판(510)을 고정시키고 제1기판(510)이 결합 부재(300)와 분리되는 것을 방지하기 위해, 제1기둥부(310)의 측면에는 지지부(340)로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 형성된 적어도 하나의 제1돌출부(350)가 형성된다.
제1돌출부(350)는, 일실시예로서, 지지부(340)와 가까울수록 돌출 높이가 커지는 형상일 수 있다. 여기서 돌출 높이는, 제1기둥부(310)의 길이 방향에 수직한 방향으로 돌출된 높이에 대응된다.
이러한 제1돌출부(350)의 구조에 의해, 제1기판(510)은 용이하게 제1돌출부(350)를 통과할 수 있으며, 또한 제1돌출부(350)를 통과한 제1기판(510)은 제1돌출부(350)와 지지부(340) 사이에서 고정될 수 있다. 이를 위해, 제1기판(510)에는 십자 형태의 홀이 형성되며, 제1기판(510)이 제1돌출부(350)를 통과한 후 제1기둥부(310)를 소정 각도 회전함으로써, 고정된다.
제2돌출부(360)는 지지부(340)의 일면에 형성되며, 제1기둥부 방향으로 돌출된다.
제조되는 기판 별로 두께가 달라질 수 있고, 제1돌출부(350)와 지지부(340) 사이의 거리도 공정에 따라서 달라질 수 있으며, 이러한 공차로 인한 유격에 의해 제1기판(510)이 제1돌출부(350)와 지지부(340) 사이에서 고정되지 못하고 흔들릴 수 있다. 이에 본 발명은 제1기판(510)이 제1돌출부(350)와 지지부(340) 사이에서 흔들리지 않고 고정될 수 있도록, 제2돌출부(360)를 이용한다. 제2돌출부(360)에 의해 제1기판(510)이 제1돌출부(350)와 밀착됨으로써, 제1기판(510)이 제1돌출부(350)와 지지부(340) 사이에서 흔들리지 않고 고정될 수 있다.
제2돌출부(360)의 돌출 높이는 지지부(340)의 일면에서부터 제1돌출부(350)까지의 거리보다 작도록 설계될 수 있다. 여기서, 제2돌출부(360)의 돌출 높이는 지지부(340)의 일면 방향으로 돌출된 높이에 대응된다.
그리고, 제1기둥부(310)에서부터 제2돌출부(360)까지의 거리는 제1돌출부(350)의 돌출 높이보다 길도록 설계될 수 있다. 즉, 제2돌출부(360)는 제1돌출부(350)부터 이격된 지지부(340)의 외곽 영역에 형성될 수 있다. 또한 제1기판(510)이 제1돌출부(350)와 지지부(340) 사이에서 제2기판(520)과 수평을 유지하며 고정될 수 있도록 제2돌출부(360)는 제1기둥부(310)을 중심으로 대칭적으로 복수개 형성될 수 있다.
제2기둥부(370)는 지지부(340)의 타면과 결합되며, 페이즈 쉬프터가 이용되는 기지국 안테나의 반사판과 결합될 수 있다.
제2관통홀(380)은 제2기둥부(370)의 측면에 형성되며, 제2리벳 결합홀(390)은 기지국 안테나의 반사판이 결합되는 제2기둥부(370)의 일면에서 제2관통홀(380)까지 형성된다. 이러한 구조는 결합 부재(300)와 제2기판(520) 사이의 결합 구조와 동일하다.
결국, 본 발명에 따르면, 복수의 기판이 적층된 구조로 견고하게 고정될 수 있을 뿐만 아니라, 윗쪽 기판이 결합 부재로부터 용이하게 제거될 수 있기 때문에, 아랫쪽 기판에 대한 PIMD 특성 개선 작업이 수월해지는 장점이 있다.
한편, 도 5에는 기판 각각에 결합된 가압 부재(540, 550)와 이러한 가압 부재(540, 550)와 결합되는 탈부착 연결부(560)가 도시되어 있는데, 이는 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 페이즈 쉬프터를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 탈부착 연결부의 사시도이다.
도 6을 참조하면 본 발명에 따른 페이즈 쉬프터는 제1암부, 제2암부, 제1가압부(630), 제2가압부(640) 및 탈부착 연결부(650)를 포함한다.
제1 및 제2기판(610)은 서로 이격되어 배치되도록, 결합 부재(300)와 결합된다.
제1암부는 제1기판(610)의 제1선로(670)에 전기적으로 연결되며, 회전축(660)을 중심으로 회전한다. 그리고 제2암부는 제2기판(620)의 제2선로(680)에 전기적으로 연결되며, 회전축(660)을 중심으로 회전한다.
제1가압부(630)는 제1암부 상에 위치하여 제1암부를 가압하며, 제2가압부(640)는 제2암부 상에 위치하여 제2암부를 가압한다. 다시 말해, 제1 및 제2암부는 도면에 도시되지 않았지만, 제1 및 제2가압부(630, 640) 아래에 위치한다.
암부와 선로가 접촉되지 못하고 서로 이격될 경우, 회전축(660)을 통해 제공되는 RF 신호가 복사 소자로 전달되지 않을 수 있는데, 가압부는 암부를 가압함으로써 선로와 암부의 이격을 방지한다. 제1가압부(630)는 제1암부를 가압하여 제1선로(670)와 제1암부의 이격을 방지하며, 제2가압부(640)는 제2암부를 가압하여, 제2선로(680)와 제2암부의 이격을 방지한다.
그리고 탈부착 연결부(650)는 제1 및 제2암부의 회전각이 동일하도록 제1 및 제2가압부(630, 640)를 연결한다. 즉, 탈부착 연결부(650)에 제1 및 제2가압부(630, 640)가 모두 연결되기 때문에, 제1 및 제2가압부(630, 640)는 하나의 부품처럼 동일한 각도로 회전할 수 있다.
탈부착 연결부(650)는 제1 및 제2가압부(630, 640)에 대해 탈부착된다. 즉, 탈부착 연결부(650)는 제1 및 제2가압부(630, 640)와 쉽게 결합되고 또한 제1 및 제2가압부(630, 640)로부터 쉽게 분리될 수 있는 탈부착 구조로 이루어진다. 탈부착 연결부(650)는 일실시예로서 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2가압부(630, 640)에 결합될 수 있는 돌출부 및 홈을 포함할 수 있다.
제1 및 제2가압부(630, 640)를 동일한 회전각도만큼 회전시키기 위해서라면 탈부착 연결부(650)는 제1 및 제2가압부(630, 640)와 일체형으로 구성되는 것이 적절하지만, 이 경우 PIMD 특성 개선을 위해 아랫쪽에 위치한 제1기판(610)의 납땜을 제거하기 어렵다.
그러나 본 발명에 따르면, 제1 및 제2가압부(630, 640)에 탈부착 연결부(650)가 연결된 경우, 제1 및 제2암부가 동일한 각도만큼씩 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 및 제2가압부(630, 640)로부터 탈부착 연결부(650)가 분리된 경우, 제1 및 제2기판이 용이하게 분리될 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 결합 부재(300) 및 탈부착 연결부(650)와 결합된 복수의 기판이 용이하게 분리될 수 있으므로, 아랫쪽 기판에 대한 PIMD 특성 개선 작업이 수월해질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (3)
- 제1기판의 제1선로에 전기적으로 연결되며, 회전축을 중심으로 회전하는 제1암부;
상기 제1암부를 가압하여, 상기 제1선로와 상기 제1암부의 이격을 방지하는 제1가압부;
제2기판의 제2선로에 전기적으로 연결되며, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 제2암부;
상기 제2암부를 가압하여, 상기 제2선로와 상기 제2암부의 이격을 방지하는 제2가압부; 및
상기 제1 및 제2암부의 회전각이 동일하도록 상기 제1 및 제2가압부를 연결하며, 상기 제1 및 제2가압부에 대해 탈부착되는 탈부착 연결부
를 포함하는 페이즈 쉬프터.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2기판이 서로 이격되어 배치되도록, 상기 제1 및 제2기판과 결합되는 결합 부재를 더 포함하며,
상기 결합 부재는
상기 제1기판의 홀에 삽입되는 제1기둥부;
상기 제1기둥부의 측면에 형성된 관통홀; 및
상기 제2기판이 결합되는 상기 제1기둥부의 일면에서 상기 관통홀까지 형성된 리벳 결합홀
을 포함하는 페이즈 쉬프터.
- 제 2항에 있어서,
상기 제1기둥부와 결합되어, 상기 제1기둥부로 삽입된 상기 제1기판을 지지하는 지지부; 및
상기 지지부로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 상기 제1기둥부의 측면에 형성된 제1돌출부
를 더 포함하는 페이즈 쉬프터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230029156A KR102634899B1 (ko) | 2018-07-27 | 2023-03-06 | 용이한 pimd 특성 개선을 위한 페이즈 쉬프터 및 페이즈 쉬프터용 결합 부재 |
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (2)
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