KR19990050536A - 우/기 모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법 - Google Patents

우/기 모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR19990050536A
KR19990050536A KR1019970069668A KR19970069668A KR19990050536A KR 19990050536 A KR19990050536 A KR 19990050536A KR 1019970069668 A KR1019970069668 A KR 1019970069668A KR 19970069668 A KR19970069668 A KR 19970069668A KR 19990050536 A KR19990050536 A KR 19990050536A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microstrip
terminal
coupling
directional coupler
length
Prior art date
Application number
KR1019970069668A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100265857B1 (ko
Inventor
문영찬
Original Assignee
정선종
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정선종, 한국전자통신연구원 filed Critical 정선종
Priority to KR1019970069668A priority Critical patent/KR100265857B1/ko
Publication of KR19990050536A publication Critical patent/KR19990050536A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100265857B1 publication Critical patent/KR100265857B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Waveguides (AREA)

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자하는 기술적 요지
마이크로스트립의 길이를 조절하여 원하는 결합량을 얻을 수 있는 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 유전체상에 소정 간격으로 이격되게 배치되며 소정의 폭 및 길이를 갖는 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 구비한 방향성 결합기를 설계하는 방법에 있어서, 원하는 결합량을 얻기 위하여, 우모드시 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 흐르는 전자파와 기모드시 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 흐르는 전자파의 위상차가 발생되도록, 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로의 결합길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 설계시 마이크로스트립 선로의 길이를 조절하여 원하는 결합량을 얻는데 이용됨.

Description

마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법
본 발명은 마이크로스트립 방향성 결합기에 관한 것으로서, 특히 임의의 폭과 간격을 갖는 마이크로스트립에서 마이크로스트립의 길이를 조절하여 원하는 만큼 전자파를 주변장치와 결합시킬 수 있는 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 마이크로스트립 방향성 결합기는 마이크로파 대역에서 전력 분배 및 결합용으로 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래의 마이크로스트립 방향성 결합기의 구성도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 마이크로스트립 방향성 결합기는, 외부로부터 입사되는 전자파를 입사시키기 위한 입사단자(10)와, 일측단이 입사단자(10)에 접속되며, 입사단자(10)를 통해 입사된 전자파를 전달하기 위한 제 1 마이크로스트립 선로(20)와, 입사단자(10)가 접속된 반대쪽의 제 1 마이크로스트립 선로(20)에 접속되며, 제 1 마이크로스트립 선로(20)을 통해 전달된 소정의 전자파를 통과시키기 위한 통과단자(30)와, 제 1 마이크로스트립 선로(40)와 일정한 간격을 두고 병렬적으로 전자파적인 결합을 이루고 있으며, 입사단자(10)를 통해 입사된 전자파중에 소정의 전자파를 전달하기 위한 제 2 마이크로스트립 선로(40)와, 제 2 마이크로스트립 선로(20)에 접속되며, 입사단자(10)와 동일한 방향에 위치되고, 제 2 마이크로스트립 선로(20)를 통해 전달된 소정의 전자파를 주변장치와 결합시키기 위한 결합단자(50)와, 결합단자(50)가 접속된 반대쪽의 제 2 마이크로스트립 선로(40)에 접속되며, 입사단자(10)를 통해 입사된 전자파가 정상적으로 분배되어 통과단자(30) 및 결합단자(50)를 통해 전달되도록 하기 위하여, 입사단자(10), 통과단자(30) 및 결합단자(50)의 임피던스를 매칭시키기 위한 분리단자(60)와, 분리단자(60)와 접지 사이에 접속된 임피던스부(70)를 구비한다.
제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(20, 40)는 동일한 길이(λ/4) 및 동일한 폭(W)을 갖고, 또한 일정한 간격(S)을 이루고 있으며, 여기서, 폭(W)과 간격(S)은 설계 및 제작시 결정되며, 이 폭(W)과 간격(S)을 설계 및 제작시 조절하여 원하는 특성임피던스를 얻는다.
임피던스부(70)는 저항(R)으로 이루어진다.
상기와 같은 구조를 갖는 종래의 마이크로스트립 방향성 결합기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
외부로부터 입사단자(10)를 통해 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(20, 40)로 입사된 전자파는 입사단자(10), 통과단자(30) 및 결합단자(50)의 특성 임피던스에 따라 일정하게 분배되어 통과단자(30)와 결합단자(50)를 각각 통해 주변장치로 전달된다. 여기서, 입사단자(10) 쪽에서 통과단자(30) 쪽으로 제 1 스트립(20)을 통해 흐르는 전자파는 곧바로 통과단자(30)를 통해 전달되며, 결합단자(50) 쪽에서 분리단자(60) 쪽으로 제 2 마이크로스트립 선로(40)을 통해 흐르는 전자파는 반사되어 결합단자(50)를 통해 주변장치로 결합된다.
그리고, 종래의 마이므로스트립 방향성 결합기는 우모드와 기모드를 갖는다.
우모드의 경우에, 전자파는 입사단자(10) 쪽에서 통과단자(30) 쪽으로 제 1 마이크로스트립 선로(20)를 통해 흐르며, 또한 전자파는 결합단자(50) 쪽에서 분리단자(60) 쪽으로 제 2 마이크로스트립 선로(40)를 통해 흐른다.
기모드의 경우에, 제 1 마이크로스트립 선로(20)를 통해 흐르는 전자파는 입사단자(10) 쪽에서 통과단자(30) 쪽으로 흐르며, 반대로 제 2 마이크로스트립 선로(40)를 통해 흐르는 전자파는 분리단자(60) 쪽에서 결합단자(50) 쪽으로 흐른다.
한편, 종래의 마이크로스트립 방향성 결합기는 우모드시 흐르는 전자파 속도와 기모시 흐르는 전자파 속도가 같다고 가정하고, 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(20, 40)의 길이를 고정시키고, 상기 폭(W)과 간격(S)을 조절하여 특성 임피던스 및 결합량을 결정하였다.
도 2는 마이크로스트립이 일반적으로 유전체상에 장착되는 단면도를 도시한 것이다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 유전체(80)상에 제 1 마이크로스트립 선로(20)와 제 2 마이크로스트립 선로(40)가 일정한 간격(S)을 두고 장착된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 마이크로스트립 데시벨 방향성 결합기의 경우에는, 통과 단자(30)와 결합단자(50)의 전력분배를 양분하기 위해서는 강한 결합을 필요로 하므로, 실제 회로 제작시 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(20, 40) 간의 간격(S)이 너무 좁아져서 제작 자체가 어려워지는 단점이 존재하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 두 개의 마이크로스트립 선로의 결합길이를 조절하여, 우/기 모드시 마이크로스트립을 통해 흐르는 전자파의 위상 속도를 이용하므로써, 결합량을 얻을 수 있고, 또한 설계시 마이크로스트립들의 간격이 너무 좁아져 제작이 어려워지는 종래의 단점을 극복할 수 있는 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 마이크로스트립 방향성 결합기의 구성도.
도 2는 일반적인 마이크로스트립 방향성 결합기의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기의 일실시예 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기의 전압에 대한 특성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기를 설계하여 해석한 결과의 특성도.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기의 실제 제작시 측정 결과의 특성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 입사단자 200: 제 1 마이크로스트립 선로
300: 통과단자 400: 제 2 마이크로스트립 선로
500: 결합단자 600: 분리단자
700: 임피던스부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유전체상에 소정 간격으로 이격되게 배치되며 소정의 폭 및 길이를 갖는 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 구비한 방향성 결합기를 설계하는 방법에 있어서, 원하는 결합량을 얻기 위하여, 우모드시 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 흐르는 전자파와 기모드시 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 흐르는 전자파의 위상차가 원하는 양만큼 발생되도록, 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로의 결합길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 3내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기는, 외부로부터 입사되는 전자파를 입사시키기 위한 입사단자(100)와, 입사단자(100)를 통해 입사된 소정의 전자파를 전달하기 위한 제 1 마이크로스트립 선로(200)와, 제 1 마이크로스트립 선로(200)를 통해 전달된 소정의 전자파를 통과시키기 위한 통과단자(300)와, 입사단자(100)를 통해 입사된 전자파중에 소정의 전자파를 전달하기 위한 제 2 마이크로스트립 선로(400)와, 제 2 마이크로스트립 선로(400)를 통해 전달된 소정의 전자파를 주변장치와 결합시키기 위한 결합단자(500)와, 통과단자(300) 및 결합단자(500)의 임피던스를 매칭시키기 위한 분리단자(600)와, 분리단자(600)와 접지 사이에 접속된 임피던스부(700)를 구비한다.
임피던스부(700)는 종래와 마찬가지로 저항(R)으로 이루어진다.
제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(200, 400)의 간격(S) 및 폭(W1, W2)들은 설계 및 제작하기 쉽도록 고정되고, 이에 따라 본 발명에서는 상기 간격(S) 및 폭(W1, W2)들을 이용하여 특성 임피던스를 조절하지 않는다.
제 1 마이크로스트립 선로(200)에 접속된 입사단자(100)와 제 2 마이크로스트립 선로(400)에 접속된 분리단자(600)는 같은 방향에 위치되고, 또한 입사단자(100)가 접속된 반대쪽의 제 1 마이크로스트립 선로(200)에 접속된 통과단자(300)는 제 2 마이크로스트립 선로(400)에 접속된 결합단자(500)와 같은 방향에 위치된다.
특히, 본 발명의 방향성 결합기의 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(200, 400)의 길이(lc)를 제작 및 설계시 조절하여, 결합단자(500)를 통해 주변장치로 전달되는 전자파의 결합량을 조절한다. 여기서, 우모드시 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(200, 400)를 통해 흐르는 전자파와 기모드시 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(200, 400)를 통해 흐르는 전자파의 위상 속도가 다르며, 이 두 모드의 위상 속도 차이는 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로(200, 400)에서 각 단자 전압이 결합길이(lc)에 대한 주기적 특성을 갖도록 한다. 특히, 소정의 결합길이를 주기로하여 통과단자(300)와 결합단자(500)로 전력이 양분되는 3㏈ 결합이 주기적으로 일어난다.
따라서, 본 발명에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기는 마이크로스트립 선로로 3dB 결합을 구현할 때, 결합길이를 조절하여 결합량을 조절하므로써, 선로 간격으로 인한 실제 제작상의 문제점을 극복할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 마이크로스트립 방향성 결합기의 동작은 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로스트립 3dB 방향성 결합기의 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로의 길이에 따른 입사단자, 통과단자, 결합단자 및 분리단자의 전압에 대한 주기적 특성을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 것처럼, 필요한 결합량에 맞는 결합길이(lc)를 선택하여 원하는 마이크로스트립 방향성 결합기를 설계 및 제작할 수 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 다른 실시예에 따른 마이크로스트립 3dB 방향성 결합기를 설계하여 해석한 결과에 대한 특성을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 마이크로스트립 3dB 방향성 결합기의 실제 제작시 측정한 결과에 대한 특성을 도시한 것이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법은, 임의의 폭과 간격을 갖는 마이크로스트립 선로의 결합길이를 조절하여 원하는 결합량을 갖도록 설계 및 제작할 수 있으며, 결합 단자와 통과 단자가 가까이 있으므로 다른 회로와 연계하기가 쉬워지며, 또한 밀리미터파 대역에서는 구조가 단순하므로 불연속성이 작아지는 효과를 갖는다.

Claims (2)

  1. 유전체상에 소정 간격으로 이격되게 배치되며 소정의 폭 및 길이를 갖는 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 구비한 방향성 결합기를 설계하는 방법에 있어서,
    원하는 결합량을 얻기 위하여, 우모드시 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 흐르는 전자파와 기모드시 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로를 흐르는 전자파의 위상차가 원하는 양만큼 발생되도록, 상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로의 결합길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마이크로스트립 선로의 결합길이를 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법.
KR1019970069668A 1997-12-17 1997-12-17 우/기모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법 KR100265857B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970069668A KR100265857B1 (ko) 1997-12-17 1997-12-17 우/기모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970069668A KR100265857B1 (ko) 1997-12-17 1997-12-17 우/기모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990050536A true KR19990050536A (ko) 1999-07-05
KR100265857B1 KR100265857B1 (ko) 2000-09-15

Family

ID=19527625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970069668A KR100265857B1 (ko) 1997-12-17 1997-12-17 우/기모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100265857B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030091522A (ko) * 2002-05-28 2003-12-03 주식회사에스지테크놀러지 마이크로파 방향성 결합기

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63263801A (ja) * 1987-04-21 1988-10-31 Fujitsu Ltd マイクロストリツプライン型方向性結合器
JP2770553B2 (ja) * 1990-05-21 1998-07-02 株式会社村田製作所 方向性結合器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030091522A (ko) * 2002-05-28 2003-12-03 주식회사에스지테크놀러지 마이크로파 방향성 결합기

Also Published As

Publication number Publication date
KR100265857B1 (ko) 2000-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5111165A (en) Microwave coupler and method of operating same utilizing forward coupling
US5015976A (en) Microwave filter
KR960006457B1 (ko) 마이크로스트립과 슬롯라인간의 광대역 전이부, 및 마이크로스트립 공급 회로를 구비한 양면 인쇄된 플레어형 슬롯 방사기
JPS6251005B2 (ko)
JPH06303010A (ja) 高周波伝送線路及び該高周波伝送線路を用いた集積回路装置並びに高周波平面回路の接続方法
US6411175B1 (en) Power distribution/synthesis apparatus
KR19990050536A (ko) 우/기 모드의 위상정수 차를 이용한 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 방법
EP1318563B1 (en) Transmission line and transceiver
US6147570A (en) Monolithic integrated interdigital coupler
JPS61116404A (ja) 超高周波結合器
US4799032A (en) Directional coupler
JPS6153885B2 (ko)
JPH0426201A (ja) 方向性結合器
JPH07226609A (ja) 方向性結合器
RU2042990C1 (ru) Микрополосковый направленный ответвитель
KR102170380B1 (ko) Cms를 이용한 도파관형 방향성 결합기
US20230238677A1 (en) Enhanced directional couplers for massive mimo antenna systems
JPS6031288Y2 (ja) 方向性結合器
KR100358980B1 (ko) Ｎｒｄ 가이드용 초고속 커플러 변조기
KR20010112034A (ko) 도파관-마이크로스트립 변환 구조를 이용한 전력 결합기
KR20110057602A (ko) 마이크로스트립 위상 반전기
JP2631883B2 (ja) Ｒｆ整合終端装置
JP3042063B2 (ja) マイクロ波回路
Oh-hashi et al. Broadband directional coupler using dielectric loaded slit
GB2082845A (en) Microwave components

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130527

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee