KR20000000698A - N-way power distributor/combiner able to be switched - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초고주파 시스템에서 전력손실을 최소화한 N-웨이 전력분배기/합성기에 관한 것으로, 특히 RF 전송라인을 통한 RF신호를 절체하는 스위칭 동작을 단순화하여 크기 및 중량을 감소시킨 N-웨이 전력분배기/합성기에 관한 것이다.The present invention relates to an N-way power divider / synthesizer which minimizes power loss in an ultra-high frequency system. In particular, the present invention relates to an N-way power divider / that reduces the size and weight by simplifying a switching operation of switching an RF signal through an RF transmission line. It relates to a synthesizer.
통상적으로, 초고주파 시스템에는 고주파 전력을 여러개의 출력포트로 분배하는 전력분배기와, 여러 포트로 입력되는 고주파 전력을 합성하여 하나의 포트로 출력하는 전력합성기가 이용되고 있다.In general, an ultra-high frequency system uses a power divider for distributing high frequency power to a plurality of output ports, and a power synthesizer for synthesizing high frequency power input to several ports and outputting the same to a single port.
예를들면, 상기 전력분배기는 한 개의 신호원으로부터 출력되는 초고주파 신호를 여러개의 필요 부분에 일정한 비율로 분배하는데 유용하게 이용된다. 그리고, 전력합성기는 여러개의 신호원 또는 증폭기로부터 출력되는 초고주파 신호를 결합하여 한 개의 안테나 혹은 출력의 세기를 높이는데 유용하게 이용된다. 이러한 합성기와 분배기는 통상 하나의 회로로서 구현되는 것이 일반적이다.For example, the power divider is useful for distributing a very high frequency signal output from one signal source to a plurality of necessary portions at a constant ratio. In addition, the power synthesizer is usefully used to increase the strength of one antenna or output by combining the ultra-high frequency signals output from several signal sources or amplifiers. Such synthesizers and dividers are typically implemented as one circuit.
상기와 같은 전력분배기/합성기의 일예로는 "윌킨슨"에 의해 제안된 N-웨이 윌킨슨 전력분배기(여기서, N은 1보다 큰 정수)를 들수 있다. 상기 N-웨이 윌킨슨 전력분배기의 기본적인 구성은 적어도 하나의 고주파 신호를 입력하기 위한 입력포트와, 상기 입력포트로 입력되는 고주파신호를 분배 출력하기 위한 하나 이상의 출력포트를 갖는다. 이러한 구성은 여러 형태로 제작이 가능하나 통상 마이크로 스트립 라인으로 구성되거나 스트립 기판상에 구성되는 예가 그 대표적인 예이다.An example of such a power divider / synthesizer is the N-way Wilkinson power divider proposed by "Wilkinson" (where N is an integer greater than 1). The basic configuration of the N-way Wilkinson power divider has an input port for inputting at least one high frequency signal, and one or more output ports for distributing and outputting a high frequency signal input to the input port. Such a configuration can be manufactured in various forms, but a typical example is composed of a micro strip line or a strip substrate.
상기와 같은 N-웨이 윌킨슨 전력분배기/합성기는 다수의 신호전달 경로들에 접속된 회로에서 상기 신호전달경로들중 하나의 포트에 접속된 회로에 고장이 발생하였을 때, 고주파 신호의 전력을 지속적으로 분배하여 고장난 회로가 접속된 경로에도 전력을 공급하므로써 전력낭비를 초래할 뿐만 아니라, 상기 고장난 회로가 접속된 포트의 경로로 인하여 출력단자의 임피던스 정합이 이루어지지 않아 전력분배기로 동작시에는 전체반사 특성이 나빠지고, 전력합성기로 동작시에는 출력정합이 이루어지지 않아 전체 출력 특성이 나빠지고, 전송라인이 매우 근접하게 설치되어 있어 별도의 소자들을 부가하기가 어려운 문제가 있다.The N-Way Wilkinson power divider / synthesizer maintains power of a high frequency signal when a failure occurs in a circuit connected to one of the signal paths in a circuit connected to a plurality of signal paths. By distributing power to the path to which the faulty circuit is connected, power consumption is not only caused, but the impedance of the output terminal is not matched due to the path of the port to which the faulty circuit is connected. When the power synthesizer is deteriorated, the output is not matched, and thus, the overall output characteristics are deteriorated, and transmission lines are installed in close proximity, which makes it difficult to add additional devices.
이와 같은 문제점을 해소하고자 본원 출원에 의해 기출원된 제 96-33448 호에서는 λ/4길이를 가지는 제1 전송라인과, nλ/2길이를 가지는 제2 전송라인 및 상기 제1 및 제2 전송라인 각각에 스위치를 구비한 전력분배기/합성기를 제안하여 도3의 등가회로도 도시된 바와 같이 신호전달 경로의 온/오프를 제어하므로써 전력전달효율을 극대화하도록 하고 있다.In order to solve such a problem, No. 96-33448 filed by the present application discloses a first transmission line having a length of λ / 4, a second transmission line having a length of nλ / 2, and the first and second transmission lines. A power divider / synthesizer having a switch in each of them is proposed to maximize power transmission efficiency by controlling the on / off of the signal transmission path as shown in the equivalent circuit of FIG. 3.
이러한 등가회로를 가지는 종래의 전력분배기/합성기의 구성을 도1 및 도2를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같으며, 본 도에서는 2-웨이 전력분배기/합성기를 도시한 예를 보여주고 있다.The configuration of a conventional power divider / synthesizer having such an equivalent circuit will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2, and this figure shows an example of a two-way power divider / synthesizer.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 최상부에 제어 어셈블리(100)가 장착된다. 상기 제어 어셈블리(100)에는 D-서브 커넥터(101a)가 부착된 제어기판(101)과, 상기 제어기판(101)의 하부에 테프론 인쇄회로기판(PCB)(102)이 구비된다. 상기 테프론 PCB(102)상에는 탄성력을 가지는 두 개의 콘텍트바(103, 104)가 길이방향으로 대향되게 장착되며, 상기 양측 콘택트바(103, 104)가 대향하는 PCB(102)의 중앙부에는 공통 노드(102a)가 형성되어 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the control assembly 100 is mounted on the top. The control assembly 100 includes a control board 101 to which the D-sub connector 101a is attached, and a Teflon printed circuit board (PCB) 102 below the control board 101. Two contact bars 103 and 104 having elastic force are mounted on the Teflon PCB 102 so as to face each other in the longitudinal direction, and a common node is formed at the center of the PCB 102 to which the two contact bars 103 and 104 face each other. 102a) is formed.
그리고, 상기 테프론 PCB(102)의 하부에는 전원인가시 솔레노이드가 전자석이 되어 자력을 발생시키는 솔레노이드 어셈블리(200)와, 상기 솔레노이드 어셈블리(200)에서 발생되는 자력의 반발력을 이용하여 스위칭동작하는 시이소 어셈블리(300)가 순차적으로 장착된다.The solenoid assembly 200 which generates a magnetic force by the solenoid becomes an electromagnet when power is applied to the lower portion of the Teflon PCB 102, and the seesaw assembly which switches using the repulsive force of the magnetic force generated by the solenoid assembly 200. 300 is sequentially mounted.
여기서, 상기 솔레노이드 어셈블리(200)는 지지판(201)과, 보빈코어(203)가 삽입되며 2개조를 이루는 4개의 솔레노이드(202)와, 상기 2개조의 솔레노이드(202) 사이에 장착된 영구자석(204) 및 상기 2개조의 솔레노이드(202)중에서 각각 하나의 솔레노이드의 보빈코어에 삽입된 푸쉬핀(push pin)(205)로 구성된다.Here, the solenoid assembly 200 is a support plate 201, the bobbin core 203 is inserted into the four solenoids 202 forming two sets, the permanent magnet (202) mounted between the two sets of solenoids (202) 204 and a push pin 205 inserted into the bobbin core of one solenoid, respectively, of the two sets of solenoids 202.
상기 시이소 어셈블리(300)는 상기 영구자석(204)에 의해 자화되어 2개조의 솔레노이드(202) 하부에 각각 장착된 2개의 시이소바(301)와, 상기 시이소바(301)의 하부에 장착된 가압판(302)과, 시이소바(301)의 중심기능을 하는 지지판(303) 및 시이소핀(304)과, 상기 가압판(302)에 의해 눌려지는 압력핀(305)과, 상기 압력핀(305)에 의해 연동하여 전송라인의 단자에 단락되는 접촉판(306)과, 상기 압력핀(305)에 원위치 복원력을 제공하는 스프링(307)으로 구성된다.The seesaw assembly 300 is magnetized by the permanent magnet 204 and two shiisoba 301 respectively mounted on the lower two solenoids 202 and the pressure plate mounted below the shiisoba 301. 302, the support plate 303 and the seesaw pin 304 serving as the center of the shiisoba 301, the pressure pin 305 pressed by the pressure plate 302, and the pressure pin 305. The contact plate 306 is short-circuited to the terminal of the transmission line in cooperation with, and the spring 307 for providing the original position restoring force to the pressure pin 305.
그리고, 시이소 어셈블리(300)의 하부에는 그의 스위칭 동작에 따라 고주파신호의 분배 및 합성하는 전력분배/합성 어셈블리(400)가 장착된다.In addition, a power distribution / synthesis assembly 400 for distributing and synthesizing a high frequency signal is mounted at the bottom of the seesaw assembly 300.
상기 전력분배/합성 어셈블리(400)는 3개의 동축커넥터(401b)와 상기 동축커넥터와 연결된 동축커넥터 핀(401a)이 함께 수직으로 내장된 몸체(401)와, 상기 몸체(401)의 상부를 덮는 몸체커버(402)와, 양측 상부에 저항(404)이 내장되고 저부에는 상기 동축커넥터 핀(401a)과 연결되는 3개의 공통입출력단자(405)와, 상기 입출력단자(405)를 고정하며 상기 몸체(401)의 하부에 장착되는 연결몸체(403)와, 상기 몸체(401)의 양측부에 수직방향으로 장착되며 그 내부에 심선(407)을 구비하여 일측은 상기 저항(404)에 연결되고 타측은 콘텍트바(103, 104)에 연결된 동축타입의 사이드폴(406)로 구성된다. 여기서, 상기 동축커넥터 핀(401a)과 공통입출력단자(405)의 접점면을 합하여 λ/4길이를 형성하며, 상기 사이드폴(406)의 심선(407)과 저항(404) 및 콘택트바(103 또는 104)를 합하여 nλ/2길이를 형성하도록 되어 있다. 그리고, 상기 3개의 공통입출력단자(405)는 고주파신호를 출력하는 송신기, 수신기 혹은 고주파신호를 증폭하는 고주파전력증폭기의 회로와 접속된다.The power distribution / synthesis assembly 400 includes a body 401 in which three coaxial connectors 401b and a coaxial connector pin 401a connected to the coaxial connector are vertically embedded, and cover an upper portion of the body 401. The body cover 402, and the resistor 404 is built into the upper side of both sides, and the three common input and output terminals 405 and the input and output terminals 405 are fixed to the bottom and connected to the coaxial connector pin 401a. A connecting body 403 mounted to the lower part of the 401 and vertically mounted on both sides of the body 401 and having a core wire 407 therein, one side is connected to the resistor 404 and the other. The side is composed of a coaxial side pole 406 connected to the contact bars 103 and 104. Here, the contact surfaces of the coaxial connector pin 401a and the common input / output terminal 405 are added to form a length of λ / 4, and the core wire 407 of the side pole 406, the resistor 404 and the contact bar 103 are formed. Or 104) to form nλ / 2 length. The three common input / output terminals 405 are connected to a circuit of a transmitter, a receiver for outputting a high frequency signal, or a high frequency power amplifier for amplifying the high frequency signal.
상기와 같이 구성된 종래의 2-웨이 전력분배기/합성기의 동작상태를 간략히 설명한다.The operation state of the conventional two-way power divider / synthesizer configured as described above will be briefly described.
외부의 제어신호에 따라 전원이 솔레노이드 어셈블리(200)에 인가되면, 솔레노이드(202)가 전자석이 되어 시이소 어셈블리(300)를 동작시킴으로써 원하고자 하는 콘텍트바(103 또는 104)를 공통입출력단자(405)에 절체시켜 2개의 RF신호 전달경로를 형성한다. 그리고 나서, 상기 공통입출력단자(405)의 전력분배포트 또는 RF합성포트를 통하여 RF신호를 입력시켜 분배 및 합성을 하게 된다.When power is applied to the solenoid assembly 200 according to an external control signal, the solenoid 202 becomes an electromagnet and operates the seesaw assembly 300 to operate the contact bar 103 or 104 desired to be common input / output terminal 405. 2 RF signal transmission paths are formed. Then, the RF signal is input through the power distribution port or the RF synthesis port of the common input / output terminal 405 to perform distribution and synthesis.
다음은 상기 시이소 어셈블리(300)의 스위칭동작을 설명한다. 여기서, 2-웨이 신호전달 경로가 모두 같으므로 이중 하나의 신호전달경로에 대한 스위칭동작을 개시한다.Next, a switching operation of the seesaw assembly 300 will be described. Here, since the two-way signaling paths are all the same, a switching operation for one of the signaling paths is started.
상기 지지판(201)에 장착된 솔레노이드(202) 중 어느하나가 외부 전원을 공급받음에 따라 전자석이 되어 자력을 발생시키면, 상기 영구자석(204)에 의해 양측이 동일분극으로 자화된 시이소바(301)의 일측을 반발력으로 밀어 하강시키게 되고 상기 시이소바의 반대측은 상승하게 되어 다른 솔레노이드(202)에 접촉된다.When one of the solenoids 202 mounted on the support plate 201 receives an external power source and becomes an electromagnet to generate magnetic force, the sisoba 301 magnetized to both sides by the same polarization by the permanent magnet 204 is generated. One side of the) is pushed down by the repulsive force and the opposite side of the sisoba is raised to contact the other solenoid 202.
이에 따라, 상기 시이소바(301)가 기울어진 기울기값만큼 가압판(302)이 압력핀(305)을 누르게 되고, 이어서 접촉판(306)이 몸체(401)에 내장된 동축커넥터 핀(401a)이 접촉되고, 상기 동축커넥터핀(401a)이 공통입출력단자(405)의 접촉면에 연쇄적으로 접속되어 2개의 신호전달경로를 형성한다. 이때, 상기 공통입출력단자(405)의 중앙측 단자가 공통입력포트로 기능을 하고, 양측이 분배포트로 기능을 하므로서 전력분배기로 동작하게 되는 것이며, 반대로 하였을 경우, 즉 중앙측 단자가 공통출력포트로 기능을 하고, 양측단자가 입력포트로 기능을 할 경우에는 콤바이너로 동작한다.Accordingly, the pressure plate 302 presses the pressure pin 305 by the inclination value of the shiisoba 301, and then the coaxial connector pin 401a having the contact plate 306 embedded in the body 401 is provided. And the coaxial connector pin 401a is connected in series with the contact surface of the common input / output terminal 405 to form two signal transmission paths. In this case, the center terminal of the common input / output terminal 405 functions as a common input port, and both sides function as a distribution port, thereby operating as a power divider. In reverse, that is, the center terminal is a common output port. It functions as a combiner and when both terminals function as input ports.
한편, 상기 압력핀(305)을 누르는 부위로 시이소바(301)가 기울어진 경우, 그에 반발력을 제공하는 솔레노이드(202)에 삽입되어 있는 푸쉬 핀(205)이 시이소바(301) 상면에 접촉하도록 하강되어 있으므로 콘택트바(103 또는 104)는 공통노드(102a)에 접점된다.On the other hand, when the shiisoba 301 is inclined to the pressing portion of the pressure pin 305, the push pin 205 is inserted into the solenoid 202 that provides a repulsive force to contact the top surface of the shiisoba 301 Since it is lowered, the contact bars 103 or 104 are in contact with the common node 102a.
상기와 같이 시이소 어셈블리의 온(ON)스위칭동작에 따라 2개의 신호전달경로가 형성된 상태에서 고주파 신호가 입력되게 되는데, 이때 전력분배기로 동작할 경우에는 상기 연결몸체(403)의 하부 중간에 장착된 공통입력단자(405a)를 통하여 양측의 분배단자(405b, 405c)로 고주파신호가 출력되고, 반대로 콤바이너로 동작할 경우에는 상기 연결몸체(403)의 하부 양측에 장착된 단자(405b, 405c)가 고주파 신호 입력포트가 되고, 중간 단자(405a)는 고주파신호가 합성되어 출력되는 출력포트로 이용된다.As described above, a high frequency signal is input in a state in which two signal transmission paths are formed according to an ON switching operation of the seesaw assembly. In this case, when operating as a power splitter, the high frequency signal is mounted in the lower middle of the connection body 403. High frequency signals are outputted to the distribution terminals 405b and 405c on both sides through the common input terminal 405a. In contrast, when operating as a combiner, terminals 405b and 405c mounted on both sides of the lower part of the connecting body 403. ) Is a high frequency signal input port, and the intermediate terminal 405a is used as an output port for synthesizing and outputting a high frequency signal.
상기와 같이 작용하는 종래의 전력분배기/합성기에서, 다수의 신호전달경로들에 접속된 회로가 끊어질 경우 예를들면 앰프의 고장등의 원인으로 2개의 신호경로중 하나의 신호전달경로를 이용할 수 없게 되면, 제어기판을 통하여 외부에 전달된다.In the conventional power divider / synthesizer which operates as described above, when a circuit connected to a plurality of signal transmission paths is broken, one of the two signal paths may be used due to, for example, a failure of an amplifier. If not, it is transmitted to the outside through the control panel.
예를들어, 제1 신호전달경로를 이용할 수 없게 되었을 때, 시이소바(301)에 반발력을 제공하던 솔레노이드(202)에 전원이 중단되고 반대의 솔레노이드에 전원이 인가되어 압력핀(305)을 누르고 있던 시이소바(301)가 반대로 기울어진다. 이에따라 가압력이 해지되고 압력핀(305)에 장착되어 압축되어 있던 스프링(307)이 복원력에 의해 원위치된다. 또한 상기 압력핀(305)을 누르는 시이소바(301)의 부위가 상승하는 경우, 상기 시이소바(301) 상면에 접촉하고 있던 푸쉬 핀(205)이 상승하여 공통노드(102a)에 접점되어 있던 콘택트바(103 또는 104)를 상승시켜 제어기판(101)의 콘넥터(101a)에 접속된다. 이에따라 페일(fail)신호를 외부에 부저 또는 경고등으로서 알려주도록 되어 있다.For example, when the first signal transmission path becomes unavailable, the power is turned off to the solenoid 202 that provided the repulsive force to the sisova 301 and the power is applied to the opposite solenoid to press the pressure pin 305. The shiisoba 301 that was present is inclined in reverse. Accordingly, the pressing force is released and the spring 307, which is mounted and compressed on the pressure pin 305, is returned to its original position by the restoring force. In addition, when the portion of the shiisoba 301 that pushes the pressure pin 305 rises, the push pin 205 that is in contact with the top surface of the shiisoba 301 is raised to make contact with the common node 102a. The bar 103 or 104 is raised to connect to the connector 101a of the control board 101. Accordingly, a fail signal is notified to the outside as a buzzer or a warning lamp.
상기와 같은 구성되어 작용하는 종래의 전력분배기/합성기는 공통입출력단자(405)와 동축커넥터 핀(401a)으로 구성되어 λ/4길이를 가지는 전송라인으로 형성되고, 심선(407)이 내장된 사이드폴(406)과 저항(404) 및 콘택트바(103 또는 104)로 구성되어 nλ/2길이를 가지는 임피던스 정합라인로 형성되어 각각 직립하는 구조로 되어 있을 뿐만 아니라, 상기 λ/4커넥터 전송라인이 몸체내에 내장되어 수직으로 장착되는 구조로 되어 있기 때문에 자연히 상기 몸체의 크기가 커지게 된다. 이에따라 전체적인 높이가 커지고 중량이 많이 나가는 문제점이 있었다.The conventional power divider / synthesizer, which is constructed and functions as described above, is formed of a common input / output terminal 405 and a coaxial connector pin 401a and formed of a transmission line having a length of λ / 4, and has a core line 407 embedded therein. The pole 406 and the resistor 404 and the contact bar 103 or 104 are formed as an impedance matching line having a length of nλ / 2, and are not only upright, but also the λ / 4 connector transmission line. Since the structure is built in the body and mounted vertically, the size of the body naturally increases. Accordingly, there was a problem that the overall height is increased and the weight is much.
또한, 상기 제어단과 스위치단 및 전력분배/합성단이 스페이스 바를 매개로 조밀하게 간격을 유지하고 있으므로 그 조립이 복잡할 뿐만 아니라, 상기 λ/4커넥터 전송라인이 수직으로 위치하고 있기 때문에 공통입출력단자는 항상 몸체의 하단에만 위치되어야 하는 설치상의 제약이 따르는 문제점을 내포하고 있다.In addition, since the control stage, the switch stage, and the power distribution / synthesis terminal are closely spaced through the space bar, the assembly is complicated and the common input / output terminal is located because the λ / 4 connector transmission line is vertically located. There is a problem with installation constraints that should always be located only at the bottom of the body.
따라서, 본 발명은 상기한 제반문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, nλ/2 커넥터 라인과 λ/4커넥터 전송라인을 유전율이 공기보다 큰 PCB 기판에 패턴을 형성한 것으로 대체하므로써, 전체적인 크기 및 중량을 대폭 감소시킨 전력분배기/합성기를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the overall size and weight by replacing the nλ / 2 connector line and λ / 4 connector transmission line with a pattern formed on the PCB substrate with a dielectric constant larger than air It is an object of the present invention to provide a power divider / synthesizer which greatly reduces the power consumption.
또한, 본 발명은 스위치와 전력분배/합성단의 공통 입력 및 공통노드를 압력핀의 구동동작만으로 이중접점이 가능하도록 하여 두 접점을 안정적으로 연결할 수 있는 전력분배기/합성기를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a power splitter / synthesizer capable of stably connecting two contacts by allowing a dual contact to be possible only by driving a pressure pin to a common input and a common node of a switch and a power distribution / synthesizing stage. .
또한, 본 발명은 PCB기판이 수평으로 위치되므로써 전력분배단자가 측면에 설치하는 것이 가능하고, 전력분배 및 합성효율이 저하되지 않는 전력분배기/합성기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a power divider / synthesizer that can be installed on the side of the power distribution terminal because the PCB substrate is positioned horizontally, the power distribution and synthesis efficiency is not reduced.
도1은 종래 기술에 따른 2-웨이 전력분배기/합성기의 구성을 나타낸 분해사시도.Figure 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a two-way power divider / synthesizer according to the prior art.
도2는 종래 기술에 따른 2-웨이 전력분배기/합성기의 단면도.2 is a cross-sectional view of a two-way power divider / synthesizer according to the prior art.
도3은 종래의 4-웨이 전력분배기/합성기의 회로구성도.Figure 3 is a circuit diagram of a conventional four-way power divider / synthesizer.
도4는 본 발명에 의한 N-웨이 전력분배기/합성기의 일실시예 구성을 나타낸 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing an embodiment configuration of an N-way power divider / synthesizer according to the present invention.
도5는 본 발명의 요부인 시이소를 이용한 스위치의 구성을 나타낸 세부상세도.Figure 5 is a detailed view showing the configuration of a switch using a seesaw is a main part of the present invention.
도6은 본 발명의 요부인 압력핀이 제1 및 제2 콘텍트바를 연동시키는 상태를 나타낸 단면도.6 is a cross-sectional view showing a state in which the pressure pin, which is a main part of the present invention, interlocks the first and second contact bars.
도7은 본 발명에 의한 N-웨이 전력분배기/합성기의 작동상태를 나타낸 단면도.Figure 7 is a cross-sectional view showing the operating state of the N-way power divider / synthesizer according to the present invention.
도8은 본 발명의 다른 실시예로서 주기판에 저항패턴을 형성한 구조를 나타낸 평면도.8 is a plan view showing a structure in which a resistance pattern is formed on a main board as another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 몸체 2 : 몸체커버1 body 2 body cover
3, 4: RF공통입출력단자 5 :주 기판3, 4: RF common input / output terminal 5: Main board
6 : 제1 전송선로 7 :저항6: first transmission line 7: resistance
8 :임피던스 정합기판 9 : 제2 전송선로8: Impedance matching board 9: Second transmission line
10 : 접속핀 11, 12 : 제1 및 제2 콘택트바10: connection pin 11, 12: first and second contact bar
11a, 12a : 노드접점홀 31 : 시이소바11a, 12a: node contact hole 31: shiisoba
32 :영구자석 33 : 가압판32: permanent magnet 33: pressure plate
34 : 압력핀 35 :지지핀34: pressure pin 35: support pin
51 : 지지판 52 :솔레노이드51: support plate 52: solenoid
53 : 보빈코어 71 : 제어기판53: bobbin core 71: control board
72 : 콘넥터 73 : 커버하우징72: connector 73: cover housing
101 : 정합패턴라인 102 : 저항패턴101: matching pattern line 102: resistance pattern
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상면에 소정크기의 수납홈이 형성되며, 그 중앙부에 공통노드가 형성된 몸체; 상기 몸체에 장착되어 외부로부터 고주파신호를 입출력하는 공통입출력단자; 상기 몸체의 수납홈에 삽입되며, 상기 공통입출력단자에 일측이 연결된 복수의 제1 전송선로와, 상기 제1 전송선로의 타측에 연결된 복수의 저항이 구비되어 상기 공통입출력단자를 통하여 입출력되는 고주파신호를 분배 및 합성하는 주 기판; 상기 주 기판의 제1 전송선로의 길이보다 긴 복수의 제2 전송선로와, 상기 복수의 저항과 제2 전송선로 각각을 연결하는 접속핀이 구비되어 고주파신호의 분배 및 합성에 따른 임피던스를 정합하는 임피던스 정합기판; 상기 임피던스 정합기판의 상부에 장착되며, 상기 주 기판의 전송선로를 통하는 고주파신호의 전달경로를 절체하는 스위칭수단; 및 상기 스위칭수단이 시이소동작하면서 스위칭할 수 있도록 전원인가에 따라 자력을 발생시키는 솔레노이드 어셈블리를 포함하는 N-웨이 전력분배기/합성기를 제공한다.The present invention for achieving the above object, the receiving groove of a predetermined size is formed on the upper surface, the body is a common node formed in the center; A common input / output terminal mounted on the body to input and output high frequency signals from the outside; A high frequency signal inserted into the receiving groove of the body and provided with a plurality of first transmission lines connected to one side of the common input / output terminal and a plurality of resistors connected to the other side of the first transmission line to input and output through the common input / output terminal. A main substrate for distributing and synthesizing it; A plurality of second transmission lines longer than the length of the first transmission line of the main substrate and connecting pins connecting each of the plurality of resistors and the second transmission line are provided to match impedances according to distribution and synthesis of high frequency signals. An impedance matching substrate; Switching means mounted on an upper portion of the impedance matching substrate to switch a transmission path of a high frequency signal through a transmission line of the main substrate; And a solenoid assembly generating a magnetic force in accordance with application of power so that the switching means can switch while performing the seesaw operation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 N-웨이 전력분배기/합성기는 분배 및 합성효율은 그대로 유지하면서 크기 및 중량을 대폭 줄여 콤팩트화 할 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 4-웨이 전력분배기/합성기에 대한 예를 보여주고 있다.The N-way power divider / synthesizer according to the present invention is implemented to be compactly reduced in size and weight while maintaining the distribution and synthesis efficiency as it is. In this embodiment, an example of a 4-way power divider / synthesizer is provided. Is showing.
먼저 RF전력분배/합성부(20)의 구성을 설명한다.First, the configuration of the RF power distribution / synthesis unit 20 will be described.
도4에 도시된 바와 같이, 상면에 소정 크기의 수납홈(1a)이 형성되며, 그 중앙부에 공통노드(1b)가 형성된 직사각형 형성의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 수납홈(1a)에 덮여지는 몸체덮개(2)가 구비된다. 상기 몸체(1)의 양측단과 하부에는 고주파 신호를 입출력하여 분배 및 합성하기 위한 공통입출력단자(3, 4)가 구비된다. 본 실시예에서의 공통입출력단자(3, 4)는 몸체(1)의 양측면에 2개씩의 전력분배포트(3)가 구비되고, 하부에 상기 몸체(1)의 공통노드(1b)에 접점되는 RF합성포트(4)가 구비되어 4-웨이를 이루는 구조로 되어 있으며, 이에 국한 하는 것은 아니고, 상기 전력분배포트(3)를 RF합성포트(4)가 위치한 몸체(1)의 하부에 장착할 수도 있다. 따라서, 상기 RF신호가 RF합성포트(4)를 통하여 입력되어 전력분배포트(3)로 출력되면, 전력분배기로서 동작하는 것이고, 상기 전력분배포트(3)를 통하여 RF신호가 입력되어 RF합성포트(4)로 출력되면 콤바이너로서 동작하게 되는 것이다.As shown in Fig. 4, the receiving groove 1a having a predetermined size is formed on the upper surface, and a rectangular body 1 having a common node 1b formed at the center thereof, and a receiving groove of the body 1 The body cover 2 covered with 1a) is provided. Common input and output terminals (3, 4) for inputting, distributing and synthesizing a high frequency signal are provided at both ends and the bottom of the body (1). The common input / output terminals 3 and 4 in the present embodiment are provided with two power distribution ports 3 on both sides of the body 1, and contacted to the common node 1b of the body 1 at the bottom thereof. The RF synthesis port 4 is provided to form a four-way structure, and the present invention is not limited thereto, and the power distribution port 3 may be mounted below the body 1 in which the RF synthesis port 4 is located. It may be. Accordingly, when the RF signal is input through the RF synthesis port 4 and output to the power distribution port 3, the RF signal is operated as a power divider, and the RF signal is input through the power distribution port 3 to the RF synthesis port. When outputted to (4), it operates as a combiner.
상기 몸체(1)의 상면에는 양측단부에 복수의 고정홈(5a)이 형성된 인쇄회로기판(PCB)(이하, "주기판"이라 칭함)(5)이 구비되는데, 상기 주기판(5)은 유전율이 공기보다 큰 재질로 형성되며, 본 실시예에서는 알루미나 재질로 형성된 구조를 보여주고 있다.The upper surface of the body (1) is provided with a printed circuit board (PCB) (hereinafter referred to as "main board") (5) is formed with a plurality of fixing grooves (5a) at both ends, the main board (5) has a dielectric constant It is formed of a material larger than air, and the present embodiment shows a structure formed of an alumina material.
그리고, 상기 주기판(5)의 상면에는 상기 공통입출력단자(3)에 일측이 연결된 복수의 제1 전송선로(6)와, 상기 고정홈(5a)에 끼워지며 제1 전송선로(6)의 타측에 연결되는 리드(7a)를 가지는 복수의 저항(7)이 구비되어 상기 공통입출력단자(3, 4)를 통하여 입출력되는 고주파신호를 분배 및 합성한다.In addition, a plurality of first transmission lines 6, one side of which is connected to the common input / output terminal 3, and the other side of the first transmission line 6, which are fitted into the fixing grooves 5a, on the upper surface of the main board 5. A plurality of resistors 7 having leads 7a connected to the plurality of resistors are provided to distribute and synthesize the high frequency signals inputted and outputted through the common input / output terminals 3 and 4.
그리고, 상기 주 기판(5)의 상면에는 그의 제1 전송선로(6)를 통하여 흐르는 RF신호의 분배 및 합성에 따른 임피던스를 정합하며 유전율이 공기보다 큰 인쇄회로기판(PCB)(이하, "임피던스 정합기판"이라 칭함)(8)이 구비되는데, 상기 임피던스 정합기판(8)은 그의 상면에 상기 제1 전송선로(6)의 길이보다 긴 복수의 제2 전송선로(9)와, 상기 주 기판(5)과 임피던스 정합기판(8)의 사이에서 상기 복수의 저항(7)과 제2 전송선로(9) 각각을 연결하는 접속핀(10)이 구비되어 상기 주기판(5)의 제1 전송선로(6)를 통하여 흐르는 RF신호의 분배 및 합성을 용이하게 할 수 있도록 임피던스를 정합시킨다.In addition, an upper surface of the main substrate 5 matches an impedance according to the distribution and synthesis of the RF signal flowing through the first transmission line 6 thereof, and has a dielectric constant greater than air (PCB) (hereinafter, referred to as “impedance”). And a plurality of second transmission lines 9 longer than the length of the first transmission line 6 on the upper surface thereof, and the main substrate. A connecting pin 10 is provided between the resistor 5 and the impedance matching substrate 8 to connect each of the plurality of resistors 7 and the second transmission line 9 to the first transmission line of the main board 5. The impedance is matched to facilitate the distribution and synthesis of the RF signal flowing through (6).
또한, 상기 일측이 상기 주 기판(5)의 제1 전송선로(6)와 임피던스 정합기판(8)의 제2 전송선로(9) 각각에 연결되고 타측이 주 기판(5) 및 임피던스 정합기판(8)의 중앙부 상면에 위치되도록 소정부위가 절곡된 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)가 구비되며, 상기 주 기판(5) 및 임피던스 정합기판(8)의 중앙부에는 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)가 상기 몸체(1)의 공통노드(1b)에 접속되도록 하기 위해 노드접점홀(13)이 형성된다. 따라서, 후술할 시이소 어셈블리의 스위칭동작에 따라 상기 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)가 공통노드(1b)를 통하여 공통입출력단자(4)에 접점된다.In addition, the one side is connected to each of the first transmission line 6 of the main substrate 5 and the second transmission line 9 of the impedance matching substrate 8, and the other side of the main substrate 5 and the impedance matching substrate ( First and second contact bars 11 and 12 having predetermined portions bent to be positioned on the upper surface of the center portion of 8) are provided, and the first and second portions of the main substrate 5 and the impedance matching substrate 8 are provided in the center portion. The node contact hole 13 is formed so that the contact bars 11 and 12 are connected to the common node 1b of the body 1. Accordingly, the first and second contact bars 11 and 12 are contacted to the common input / output terminal 4 through the common node 1b according to the switching operation of the seesaw assembly to be described later.
본 실시예에서는 4-웨이의 구조를 한 예를 설명하고 있으므로 상기 주 기판(5)과 임피던스 정합기판(8)에 각각 구비된 제1 및 제2 전송선로(6, 9)가 또한 양측에 2개씩 4개가 구비되어 있으며, 상기 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)는 양측에 2개씩 위치된 제1 및 제2 전송선로(6, 9) 각각에 일단이 연결되고 타단이 대각선 방향으로 주 기판(5) 및 제2 임피던스 정합기판(8)의 중앙부 상면에 위치되는 구조로 되어 있다.In this embodiment, a four-way structure is described. Therefore, the first and second transmission lines 6 and 9 provided on the main substrate 5 and the impedance matching substrate 8 are also provided on both sides. The first and second contact bars (11, 12) is provided with four pieces, one end is connected to each of the first and second transmission lines (6, 9) are located on each side of the two and the other end in a diagonal direction The main substrate 5 and the second impedance matching substrate 8 are located on the upper surface of the central portion.
또한, 상기 제1 및 제2 전송선로(6, 9)는 소정길이를 가지는 구불구불한 형상의 금속패턴으로 형성되며, 상기 제1 및 제2 콘택트바(11, 12) 각각은 시이소 어셈블리의 스위칭 온(ON)동작에 따른 가압시 공통노드(1b)에 접속되고, 스위치 오프(OFF)동작에 따른 가압력 해제시에는 원위치로 복원되도록 탄성력을 가지는 판스프링으로 형성된 구조로 되어 있다.In addition, the first and second transmission lines 6 and 9 are formed of a tortuous metal pattern having a predetermined length, and each of the first and second contact bars 11 and 12 is a switching of the seesaw assembly. It is connected to the common node 1b at the time of pressurization according to the ON operation, and has a structure formed with a leaf spring having elastic force so as to be restored to its original position at the time of release of the pressing force due to the switch-off operation.
또한, 본 실시예에서는 상기 주 기판(5)의 제1 전송선로(6)와 제1 콘택트바(11)의 길이를 합하여 λ/4길이를 형성하며, 상기 임피던스 정합기판(8)의 제2 전송선로(9)와 제2 콘택트바(9) 및 접속핀(10)의 길이를 합하여 nλ/2길이를 형성한다(이때, "n"은 정수임).In addition, in the present embodiment, the length of the first transmission line 6 of the main substrate 5 and the length of the first contact bar 11 is added to form? / 4 length, and the second of the impedance matching substrate 8 is formed. The lengths of the transmission line 9, the second contact bar 9 and the connecting pin 10 are combined to form nλ / 2 length (where “n” is an integer).
한편, 본 실시예에서는 상기 주기판(5)의 고정홈(5a)에 끼워지며, 상기 복수의 제1 전송선로(6)에 리드(7a)를 가지는 복수의 저항(7)이 별도로 구비된 구조를 제시하고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고 다른 실시예로서 도8에 도시된 바와 같이, 주기판(5)의 제1 전송선로(6)에 정합패턴라인(101)과 리드(102a)가 일체로 형성된 복수의 저항패턴(102)을 각각 형성한 구조로 할 수 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, a structure in which the plurality of resistors 7 having the leads 7a are inserted in the fixing grooves 5a of the main board 5 and having the leads 7a in the plurality of first transmission lines 6 is provided. Although not limited thereto, as shown in FIG. 8, a plurality of matching pattern lines 101 and leads 102a are integrally formed on the first transmission line 6 of the main board 5. It is possible to have a structure in which each of the resistance patterns 102 are formed.
상기와 같이 구성되어 본 발명은 4개의 신호전달경로를 가지게 되며, 상기 주 기판(5) 및 임피던스 정합기판(8)은 소정 간격을 두고 중첩된 상태로 상기 몸체(1)의 수용홈(1a)에 수용되어 몸체덮개(2)에 의해 차폐되어 보호된다.As described above, the present invention has four signal transmission paths, and the main substrate 5 and the impedance matching substrate 8 are overlapped at predetermined intervals in the receiving groove 1a of the body 1. It is accommodated in and shielded and protected by the body cover (2).
한편, 상기 임피던스 정합기판(8)의 상부에는 상기 주 기판(5)의 제1 전송선로(6)를 통하는 RF신호의 4개의 전달경로를 절체하는 시이소 어셈블리(30)와, 상기 시이소 어셈블리(30)가 시이소동작하면서 스위칭할 수 있도록 전원인가에 따라 자력을 발생시키는 솔레노이드 어셈블리(50) 및, 상기 공통입출력단자(3, 4)에 접속된 회로의 작동상태를 검색하여 고장난 회로가 접속되었을 경우, 상기 주 기판(5)의 제1전송선로(6)와 임피던스 정합기판(8)의 제2 전송선로(9)를 포함하는 4개의 신호전달경로를 절체하는 시이소 어셈블리(30)의 해당 스위치의 개방/쇼트를 제어하는 제어 어셈블리(70)가 순차적으로 적층되게 장착된다. 그리고, 상기 시이소 어셈블리(30), 솔레노이드 어셈블리(50) 및 제어 어셈블리(70) 각각은 그들 사각단부에 각각 장착된 스페이스 바(21)를 매개로 소정 간격을 두고 위치된다. 그러면, 이에 대한 구성을 좀더 상세히 설명한다.On the other hand, on the upper part of the impedance matching substrate 8, the seesaw assembly 30 for switching four transmission paths of the RF signal through the first transmission line 6 of the main substrate 5, and the seesaw assembly 30 When the faulty circuit is connected by searching the operating state of the solenoid assembly 50 which generates magnetic force when the power is applied so that it can switch while seesaw operation, and the circuit connected to the common input / output terminals 3 and 4, Opening of the corresponding switch of the seesaw assembly 30 which alternates the four signal transmission paths including the first transmission line 6 of the main substrate 5 and the second transmission line 9 of the impedance matching substrate 8. The control assemblies 70 for controlling the shorts are mounted in sequence. Each of the seesaw assembly 30, the solenoid assembly 50, and the control assembly 70 are positioned at predetermined intervals via a space bar 21 mounted at their rectangular ends, respectively. Then, the configuration thereof will be described in more detail.
먼저, 상기 솔레노이드 어셈블리(50)는 소정크기의 지지판(51)과, 상기 지지판(51)의 하단부에 장착된 8개의 솔레노이드(52)로 구성된다. 상기 솔레노이드(52)는 그의 내부에 보빈코어(53)가 삽입되어 전원인가시 자력을 발생시키는 전자석을 이룬다. 이때, 상기 8개의 솔레노이드(52)는 2열의 사각형으로 배치되되, 2열의 솔레노이드(52)가 한조로 되어 4개조를 이루므로써 시이소 어셈블리(30)가 시이소동작할 수 있도록 자력을 제공한다.First, the solenoid assembly 50 is composed of a support plate 51 of a predetermined size and eight solenoids 52 mounted on the lower end of the support plate 51. The solenoid 52 forms an electromagnet that generates a magnetic force when the bobbin core 53 is inserted into the solenoid 52. At this time, the eight solenoids 52 are arranged in two rows of quadrangles, and the two rows of solenoids 52 are formed in one set to provide four pieces so that the seesaw assembly 30 can perform a seesaw operation.
여기서, 2열 사각형으로 배치된 솔레노이드(52)들중 내측 사각형에 배열된 솔레노이드만이 후술할 상기 시이소 어셈블리(30)의 시이소바(31)와 동작하여 스위칭기능을 하고, 외측 사각형에 배열된 솔레노이드는 상기 시이소 어셈블리(30)의 시이소바(31)가 지지핀(35)에 지지될 수 있도록 한 것이다.Here, only the solenoids arranged in the inner quadrangle of the solenoids 52 arranged in a two-column quadrangle operate in conjunction with the shiisoba 31 of the seesaw assembly 30 to be described later, and the solenoids arranged in the outer quadrangle. Is such that the seesaw bar 31 of the seesaw assembly 30 can be supported by the support pin 35.
상기 시이소 어셈블리(30)는 스위칭 동작에 불필요한 마찰력의 발생원인을 제거하고, 피로누적이나 탄성변화를 최소화하면서 적은 자력의 힘으로도 신뢰성있게 스위칭 동작을 원활히 할 수 있도록 구성한 것으로서, 상기 솔레노이드(52)에서 발생되는 자력과의 반발력에 의해 시이소 동작하며 저부 양측부에 슬롯(31a)이 형성된 4개의 시이소바(31)와, 상기 시이소바(31)의 중앙부에 장착되어 그의 양부가 동일분극을 가지도록 자화시키며, 상기 시이소바(31)의 기울어진 위치를 유지시키는 영구자석(32)과, 상기 시이소바(31)의 하부에 장착되어 시이소동작에 따라 가압력을 제공하는 가압판(33)과, 상기 내측 솔레노이드에 대향하는 위치에 장착되어 가압판(33)의 가압력을 제공받으며, 상기 주 기판(5) 및 임피던스 정합기판(8)을 관통하여 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)가 연동하여 공통노드(1b)에 접속되도록 하는 압력핀(34) 및 상기 외측 솔레노이드에 대향하는 위치에 장착되며, 시이소바(31)의 지지기능을 수행하는 지지핀(35)으로 구성된다.The seesaw assembly 30 is configured to remove the cause of the friction force unnecessary for the switching operation, and to smoothly perform the switching operation with a small magnetic force while minimizing fatigue accumulation or elastic change, and the solenoid 52 Four seesaws 31 having a slot 31a formed on both sides of the bottom and a seesaw are mounted by the repulsive force generated by the magnetic force generated by the A permanent magnet 32 which magnetizes and maintains an inclined position of the shiisoba 31, a pressure plate 33 mounted on the bottom of the shiisoba 31 to provide a pressing force according to the seesaw operation, and the inside It is mounted at a position opposite to the solenoid to receive the pressing force of the pressure plate 33, and penetrates through the main substrate 5 and the impedance matching substrate 8, the first and second contact bars 11, 12 is interlocked with a pressure pin 34 to be connected to the common node (1b) and the support pin 35 for performing the support function of the shiisoba 31, mounted on a position opposite to the outer solenoid. .
여기서, 상기 가압판(33)은 수평으로 편평한 평판에 양단부가 직립하도록 절곡된자 형상으로 형성되어 상기 시이소바(31)의 슬롯(31a)에 끼워지며, 접착제 또는 용접에 의해 고착된다. 상기 가압판(33)의 바람직한 형상으로서는 평판의 중앙부가 하측으로 소정 각도만큼 절곡되게 형성되어 양단부가 상측으로 경사진 형상으로 형성하므로써, 상기 양단부중 한 부위가 기울어졌을 때, 상기 압력핀(34)에 수평으로 접촉시켜 고른 가압력으로 압력핀(34)을 누룰수 있도록 한다.Here, the pressure plate 33 is bent so that both ends upright on a horizontal flat plate It is formed in a shape of a child and fitted into the slot 31a of the shiisoba 31, and is fixed by an adhesive or welding. As the preferable shape of the pressure plate 33, the center portion of the plate is formed to be bent downward by a predetermined angle, and both ends are formed to be inclined upwardly, so that when one of the both ends is inclined, the pressure pin 34 In contact horizontally to the pressure pin 34 can be pressed evenly.
또한, 본 실시예에서의 상기 압력핀(34)은 도6 및 도7에 도시된 바와 같이 직경이 큰 제1 가압부(34a)와, 직경이 작은 제2 가압부(34b)로 형성된 2단구조의 핀으로 구성되어 상기 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)가 연동적으로 신호접속핀(13)에 접촉할 수 있도록 그들을 눌러준다. 즉, 상기 압력핀(34)이 시이소동작에 의해 눌려질 때, 제2 가압부(34b)와 제1 가압부(34a) 사이의 단차면이 제2 콘택트바(12)를 누르고, 제2 가압부(34b) 하단부가 제1 콘택트바(11)의 상면을 눌러 신호접속핀(13)에 접속될 수 있도록 한다.In addition, the pressure pin 34 according to the present embodiment has two stages formed of a first pressing portion 34a having a large diameter and a second pressing portion 34b having a small diameter as shown in FIGS. 6 and 7. It is composed of a pin of the structure to press them so that the first and second contact bars (11, 12) can be interlocked to contact the signal connection pin (13). That is, when the pressure pin 34 is pressed by the seesaw operation, the stepped surface between the second pressing portion 34b and the first pressing portion 34a presses the second contact bar 12, and the second pressing The lower end of the portion 34b may be connected to the signal connection pin 13 by pressing the upper surface of the first contact bar 11.
또한, 상기 시이소바(31)의 시이소동작에 따른 기울기가 유지되도록 그에 대향하는 솔레노이드 어셈블리(50)의 지지판(51) 중앙부에 포스트를 더 장착할 수도 있다.In addition, the post may be further mounted on the center of the support plate 51 of the solenoid assembly 50 opposite to the inclined according to the seesaw operation of the seesaw.
상기 제어 어셈블리(70)는 중앙부에 커넥터(72)가 구비된 제어기판(71)과, 상기 제어기판(71)의 상부에 씌워져 그를 보호하는 덮개 하우징(73)과, 일측이 상기 솔레노이드 어셈블리(50)의 지지판(51)을 관통하여 내측 사각에 배열된 4개의 보빈코어(53)에 삽입되며, 스위칭 온(ON)동작시에는 시이소바(31)의 일측 상면에 접촉하고 있다가, 4개의 신호전달경로중 어느 한 경로의 고장여부에 따라 상기 시이소바(31)의 오프(OFF)동작에 따라 반대로 기울어질 때, 상기 콘넥터(72)의 핀에 접촉되어 외부에서 신호접점부위를 검출할 수 있도록 하는 인디케이터 폴(74)로 구성된다.The control assembly 70 includes a control plate 71 having a connector 72 at a central portion thereof, a cover housing 73 covering the upper portion of the control plate 71 to protect it, and one side of the solenoid assembly 50. It is inserted into the four bobbin cores 53 arranged in the inner quadrangle through the support plate 51 of the crankcase, and in contact with the upper surface of one side of the shiisoba 31 during the switching-on operation. When it is inclined in the opposite direction according to the OFF operation of the shiisoba 31 according to the failure of one of the transmission paths, it contacts the pin of the connector 72 to detect the signal contact point from the outside. It consists of an indicator pole 74.
상기와 같이 구성된 본 발명의 4-웨이 전력분배기/합성기의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation state of the 4-way power divider / synthesizer of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 외부의 전원이 솔레노이드(51)에 인가되면, 상기 솔레노이드(51)가 전자석이 되어 시이소 어셈블리(30)를 동작시킴으로써 원하고자 하는 콘텍트바(11, 12)를 공통입출력포트(3, 4)에 절체시켜 4개의 RF신호 전달경로를 형성한다. 그리고 나서, 상기 전력분배포트(3) 또는 RF합성포트(4)를 통하여 RF신호를 입력시켜 분배 및 합성을 하게 된다.First, when an external power source is applied to the solenoid 51, the solenoid 51 becomes an electromagnet to operate the seesaw assembly 30 to move the desired contact bars 11 and 12 to the common input / output ports 3 and 4. Four RF signal transmission paths are formed. Then, the RF signal is input through the power distribution port 3 or the RF synthesis port 4 to perform distribution and synthesis.
상기 공통입출력포트(3, 4) 각각에는 고주파신호를 출력하는 송신기, 수신기 혹은 고주파신호를 증폭하는 고주파전력증폭기의 회로가 접속된다.Each of the common input / output ports 3 and 4 is connected with a circuit of a transmitter, a receiver for outputting a high frequency signal, or a high frequency power amplifier for amplifying the high frequency signal.
상기 시이소 어셈블리(30)의 스위칭동작을 살펴보면, 상기 4개조의 솔레노이드(52)와 그들 각각에 대응하는 4개의 시이소바(31)는 서로가 가지고 있는 자기의 반발력에 의해 시이소동작하여 스위칭 온-오프(ON-OFF)되고, 이에따라 상기 2단 구조의 압력핀(34)이 주 기판(5) 및 임피던스 정합기판(8)의 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)를 눌러 신호전달경로를 절체하게 된다.Looking at the switching operation of the seesaw assembly 30, the four solenoids 52 and the four seesaws 31 corresponding to each of them are seesawed by the magnetic repulsive force of each other to switch on-off As a result, the pressure pin 34 having the two-stage structure presses the first and second contact bars 11 and 12 of the main substrate 5 and the impedance matching substrate 8 to turn on the signal transmission path. It will be transferred.
여기서, 상기 신호전달경로를 절체하는 스위칭동작을 4개조의 솔레노이드(52)중 1개조와 그에 대응하는 시이소바(31)를 통하여 설명하면 다음과 같다. 상기 1개조중 하나의 솔레노이드는 압력핀(34)에 대향하는 제1 솔레노이드(52a)로 나타내고, 다른 하나는 상기 지지핀(35)에 대향하는 제2 솔레노이드(52b)로 나타낸다.Here, the switching operation for switching the signal transmission path will be described with reference to one of the four sets of solenoids 52 and the corresponding sisovan 31 as follows. One solenoid of the one set is represented by the first solenoid 52a opposite the pressure pin 34 and the other is represented by the second solenoid 52b opposite the support pin 35.
분극되어 흡인력이 작용하는 N극 성분의 제1 솔레노이드(52a)에 전원이 인가됨에 따라 S극 전자석으로 변화되면, 영구자석(32)에 의해 자화된 상기 시이소바(31)의 오른쪽 S극이 반발력에 의해 밀려나 하강하게 되고, 반대로 시이소바(31)의 왼쪽 S극은 제2 솔레노이드(52b) 부위에 부착된다. 이때, 상기 영구자석(32)이 상기 시이소바(31)와 동일한 방향으로 기울어진 상태에서 지지판(51)에 부착하려는 힘이 작용하여 상기 시이소바(31)가 오른쪽으로 기울어진 현 상태를 유지시키며, 상기 시이소바(31)는 오른쪽으로 기울어짐에 따라 그의 하부에 장착된 가압판(33)이 대향하는 압력핀(34)을 누르게 된다.When the power is applied to the first solenoid 52a of the N-pole component that is polarized and attracts force, and is changed to an S-pole electromagnet, the right S-pole of the sisoba 31 magnetized by the permanent magnet 32 is repulsive. It is pushed down and falls, and the left S-pole of the shiisoba 31 is attached to the 2nd solenoid 52b site | part. At this time, the permanent magnet 32 is inclined in the same direction as the shiisoba 31, the force to attach to the support plate 51 acts to maintain the current state in which the shiisoba 31 is inclined to the right As the shiisoba 31 is inclined to the right side, the pressure plate 34 mounted on the lower side of the shiisoba 31 is pressed against the pressure pin 34.
이때, 상기 시이소바(31)에 반발력을 제공하는 제1 솔레노이드(52a)의 보빈코어에 삽입되어 있는 인디케이터 폴(74)은 하강하여 시이소바(31)의 상면에 걸쳐지게 되므로써 제어기판(71)의 커넥터(72)와 떨어져 있도록 하여 신호전달경로의 페일(fail)신호가 전달되지 않게 된다.At this time, the indicator pole 74 inserted into the bobbin core of the first solenoid 52a providing the repulsive force to the shiisoba 31 is lowered so as to span the upper surface of the shiisoba 31 so as to control the plate 71. It is separated from the connector 72 of the fail signal of the signal transmission path (fail) is not transmitted.
그리고, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이 상기 압력핀(34)은 몸체커버(2)의 홀(2a)을 관통하며, 상기 압력핀(34)의 제1 가압부(34a)의 단차면이 임피던스 정합기판(8)의 제2 콘택트바(12)를 가압함과 동시에 제2 가압부(34b)의 하단면이 주 기판(5)을 관통하여 제2 콘택트바(11)를 가압하여 노드접점홀(11a, 12a)을 통하여 상기 몸체(1)의 공통노드(1b)에 접속된다. 이에따라 상기 공통노드(1b)와 접점되어 있는 RF공통입출력포트(3, 4)에 접속되며, 이렇게 하여 4개의 신호전달경로가 모두 온(on)스위칭되게 된다.6 and 7, the pressure pin 34 passes through the hole 2a of the body cover 2, and the stepped surface of the first pressing part 34a of the pressure pin 34 is formed. While pressing the second contact bar 12 of the impedance matching substrate 8, the lower surface of the second pressing part 34b penetrates through the main substrate 5 to press the second contact bar 11 to the node. It is connected to the common node 1b of the body 1 via contact holes 11a and 12a. Accordingly, it is connected to the RF common input output ports 3 and 4 which are in contact with the common node 1b, so that all four signal transmission paths are turned on.
이와 같은 기본 구조에서 RF신호를 분배시키는 전력분배기로 동작할 경우, 상기 몸체(1)의 하단부에 장착된 RF합성포트(4)가 RF신호의 공통입력 포트로 이용되고, 상기 몸체(1)의 양측에 장착된 단자(3)들은 개별적으로 신호를 출력하는 전력분배포트(3)들로 이용된다.When operating as a power divider for distributing the RF signal in such a basic structure, the RF synthesis port 4 mounted on the lower end of the body 1 is used as a common input port of the RF signal, Terminals 3 mounted on both sides are used as power distribution ports 3 for individually outputting signals.
상기 RF공통입력포트(4)를 통하여 고주파 신호 RF가 입력되면, 상기 입력되는 RF신호의 전력은 임피던스 정합기판(8)의 제2 전송선로(9)를 통하여 로드(load)가 매칭된 동일한 위상 및 진폭을 갖는 신호로 나뉘어진후 주 기판(5)의 제1 전송선로(6)를 통하여 전송되어 출력단자로 이용되고 있는 전력분배포트(3)들로 분리,출력되는 것이다.When the high frequency signal RF is input through the RF common input port 4, the power of the input RF signal is the same phase that the load is matched through the second transmission line 9 of the impedance matching substrate 8. And divided into a signal having an amplitude and then separated and output to the power distribution ports 3 which are transmitted through the first transmission line 6 of the main substrate 5 and used as output terminals.
상기와 같이 동작되는 전력분배기(power divider)의 입력과 출력을 바꾸어 주면, 고주파신호의 전력을 합성하는 전력합성기(power combiner)로 동작한다. 예를들어 상기 몸체(1)의 양측단에 장착되어 있는 단자(3)들을 고주파신호를 입력하는 입력포트로 이용하고 상기 몸체(1) 하부에 장착되어 있는 RF합성단자(4)를 합성된 고주파신호의 출력포트로 이용하면 N-웨이 전력합성기로 동작할 수 있으며, 이의 동작을 설명하면 다음과 같다.When the input and output of the power divider operated as described above are changed, the power divider operates as a power combiner for synthesizing the power of the high frequency signal. For example, the terminal 3 mounted at both ends of the body 1 is used as an input port for inputting a high frequency signal, and the synthesized high frequency RF terminal 4 is mounted at the bottom of the body 1. When used as an output port of the signal can operate as an N-way power synthesizer, the operation thereof is as follows.
임의의 고주파 신호출력장치들 혹은 다수의 증폭기로부터 증폭 출력된 RF들이 상기 전력분배포트(3) 각각에 입력되면, 임피던스 정합기판(8)의 제2 전송선로(9)를 통하여 로드(load)가 매칭된 상태에서 주 기판(5)의 제1 전송선로(6)를 통하여 합성되어 RF합성포트(4)로 출력된다. 이때, 시이소어셈블리(30)의 스위칭동작은 전술한 전력분배기로 동작할 때와 동일하게 4개의 신호전달경로가 온(ON)스위칭되어 있다.When RFs amplified and output from arbitrary high frequency signal output devices or a plurality of amplifiers are input to each of the power distribution ports 3, a load is transmitted through the second transmission line 9 of the impedance matching substrate 8. In the matched state, it is synthesized through the first transmission line 6 of the main substrate 5 and output to the RF synthesis port 4. At this time, the switching operation of the seesaw assembly 30 has four signal transmission paths turned on in the same manner as when the power splitter operates.
상기와 같이 일련의 과정을 반복하는 본 발명의 전력분배기/합성기는, 다수의 신호전달경로들에 접속된 회로(예를들면 고주파전력증폭기, 송신기, 수신기등)가 외부환경의 이유 예를들면, 앰프의 고장등의 원인으로 4개의 신호경로중 하나의 신호전달경로를 이용할 수 없게 되면, 제어기판(71)을 통하여 외부에 전달되어 3-웨이 전력분배기/합성기로 동작한다.The power divider / synthesizer of the present invention repeating a series of processes as described above, the circuit (e.g., high frequency power amplifier, transmitter, receiver, etc.) connected to a plurality of signal transmission paths, If one of the four signal paths is not available due to a failure of the amplifier, it is transmitted to the outside through the control board 71 to operate as a three-way power divider / synthesizer.
예를들어, 제1 신호전달경로를 이용할 수 없게 되었을 때, 외부의 제어신호에 의해 제1 신호전달경로에 해당하는 1조의 제1 솔레노이드(52a)에 전원이 중단되고 반대로 제2 솔레노이드(52b)에 전원이 인가된다. 이에따라, 상기 압력핀(34)을 누르고 있던 시이소바(31)의 오른쪽 부위가 상승하고, 반대의 왼쪽으로 기울어져 지지핀(35)상에 지지된다. 그리고, 상기 압력핀(34)에 가압력이 해지됨에 따라 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)는 복원력에 의해 원위치되어 신호접속핀(13)과 떨어지며, 이 복원력에 의해 상기 압력핀(34)은 상승하게 된다. 이에따라 4개의 신호전달경로중 제1 신호전달경로가 오프(off)스위칭된다.For example, when the first signal transmission path becomes unavailable, the power supply is interrupted to the set of first solenoids 52a corresponding to the first signal transmission path by an external control signal, and conversely, the second solenoid 52b. Power is applied. Accordingly, the right portion of the shiisoba 31 holding the pressure pin 34 ascends, and is inclined to the opposite left side to be supported on the support pin 35. As the pressing force is released from the pressure pin 34, the first and second contact bars 11 and 12 are repositioned by the restoring force and fall apart from the signal connection pin 13, and the pressure pin 34 is restrained by the restoring force. ) Rises. Accordingly, the first one of the four signal paths is switched off.
그리고, 상기 시이소바(31)의 오른쪽 자력이 제1 솔레노이드(52a)에 부착하려는 힘으로 상승하게 되면, 상기 시이소바(31)의 오른쪽 상면에 놓여져 있던 인디케이터 폴(74)이 상승하여 콘넥터핀(72)에 접속된다. 이에따라 상기 콘넥터핀(72)에 연결된 외부 LED를 통하여 점멸되거나 부저가 울리므로써 제1 신호전달경로에 고장이 있음을 작업자에게 인식시켜 준다.When the right magnetic force of the shiisoba 31 rises with a force to attach to the first solenoid 52a, the indicator pole 74 placed on the upper right side of the shiisoba 31 rises to connect the connector pin ( 72). Accordingly, by blinking or buzzing through an external LED connected to the connector pin 72, the operator recognizes that there is a failure in the first signal transmission path.
한편, 상기 제1 신호전달경로에 해당하는 제1 및 제2 콘택트바(11, 12)가 신호전달핀(13)에서 떨어짐에 따라 3개의 신호전달경로만이 남아 4-웨이에서 3-웨이 전력분배기 혹은 합성기로 전환된다. 이와 같은 RF 스위치의 스위칭으로 인하여 4-웨이에서 3-웨이로 전환되면 특성임피던스는 이론적인 3-웨이 전력분배기/합성기의 특성 임피던스값에 근접하게 된다. 따라서, 4-웨이가 3-웨이로 바뀌어도 전체적인 전력분배기의 동작특성에 영향을 미치지 않음을 알수 있다. 즉, 4-웨이와 3-웨이를 임의로 변화시켜서 사용할 수 있게 된다.Meanwhile, only three signal transmission paths remain as the first and second contact bars 11 and 12 corresponding to the first signal path fall from the signal transmission pin 13, and thus three-way power in 4-way. Switch to distributor or synthesizer. When switching from 4-way to 3-way due to the switching of the RF switch, the characteristic impedance approaches the characteristic impedance of the theoretical 3-way power divider / synthesizer. Therefore, it can be seen that the 4-way change to 3-way does not affect the overall operating characteristics of the power divider. In other words, the 4-way and 3-way can be changed arbitrarily.
또한, 상기와 같이 구성된 본 발명의 등가회로는 저항과 공통노드 사이에서 nλ/2의 길이를 가지고 더 부가된 제2 전송선로들에 의하여 회로 전체의 입출력 특성이 변화하지 않는다. 상기한 바와 같이 제어기판에서의 제어동작에 의해 임의의 신호전달경로가 제거되어도 회로적인 특성의 변화는 거의 없게 된다.In the equivalent circuit of the present invention configured as described above, the input / output characteristic of the entire circuit is not changed by the second transmission lines added with the length of nλ / 2 between the resistor and the common node. As described above, even if any signal transmission path is removed by the control operation on the controller board, there is almost no change in the circuit characteristics.
본 발명의 실시예에서는 4-웨이의 구현의 일예를 들어 설명하였지만 이에 국한하는 것은 아니고, N-웨이 전력분배기/합성기에 적용할 수있음은 주지의 사실이다. 즉, N개의 전력분배 혹은 합성을 위한 신호전달경로를 가지는 선형증폭기(Linear Power Amplifier;LPA) 또는 고전력증폭기(High Power Amplifier; HPA)시스템에 적용되어 여러개의 패스중 1개이상의 앰프에 페일(fail)이 발생하였을 때, 페일이 발생된 신호전달경로를 차단 혹은 통제가 필요로하는 회로에 매우 용이하게 적용될 수 있다.In the embodiment of the present invention has been described as an example of the implementation of the 4-way, it is well known that the present invention can be applied to the N-way power divider / synthesizer. That is, it is applied to a linear power amplifier (LPA) or high power amplifier (HPA) system having a signal transmission path for N power distribution or synthesis, and failing to one or more amplifiers among several passes. ), It can be very easily applied to circuits that need to block or control the failing signaling path.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 ,변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, N-웨이의 신호전달경로에서 RF신호의 분배 및 합성동작을 절체하는 스위칭 기능을 패턴이 형성된 PCB기판을 이용하므로써 전체적인 크기 및 중량이 현저하게 감소될 뿐만 아니라, 스위치 및 임피던스 정합기판과 주기판의 분배 및 합성경로 입출력단을 압력핀의 구동동작만으로 이중접점이 가능하도록 하여 두 접점을 안정적으로 연결할 수 있으며, 상기 공통입출력단자를 몸체의 양측이나 하부에 사용위치에 따라 설치하는 것이 가능한 효과를 가진다.As described above, according to the present invention, not only the overall size and weight of the switching function for switching the distribution and synthesis of the RF signal in the N-way signal transmission path is significantly reduced by using a patterned PCB substrate, Distribution and synthesis path of switch and impedance matching board and main board and dual contact are possible by the operation of pressure pin only, so that the two contacts can be connected stably, and the common I / O terminals can be used on both sides or the bottom of the body. It is possible to install accordingly.
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