KR20010067109A - High directivity coupler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지향성 커플러에 관한 것이다.The present invention relates to a directional coupler.
도 1은 종래의 지향성 커플러를 도시한다. 도시된 바와 같이, 지향성커플러(20)는 전송 라인(10)에 인접하게 형성된다. 상기 전송 라인(10)을 따르는 화살표는 전송 라인(10)을 따라 이동하는 신호의 전송 방향을 가리킨다. 상기 지향성 커플러(20)는 진행 신호를 생성하기 위하여 신호와 연결되고, 또한 반전 신호를 생성하기 위하여 신호의 부분 반사신호와 연결된다. 상기 반전 신호는 레지스터(24)를 통해 통과된 후 종결된다. 지향성 커플러(20)의 지향비는 신호가 진행 신호 전력비로 전송 방향으로 이동하고, 전송 라인(10)의 신호 방향이 반전될 때의 진행 신호 전력비이다. 따라서, 20dB의 지향비를 가진 30dB 지향성 커플러는 전송 라인(10)상의 신호에서 30dB 하락된 진행 신호를 생성하고, 전송 라인(10)상의 신호에서 ~50dB 하락된 반전 신호를 생성한다.1 shows a conventional directional coupler. As shown, the directional coupler 20 is formed adjacent to the transmission line 10. Arrows along the transmission line 10 indicate the direction of transmission of the signal moving along the transmission line 10. The directional coupler 20 is connected to a signal to generate a traveling signal, and also to a partially reflected signal of the signal to generate an inverted signal. The inversion signal is passed through register 24 and then terminated. The directivity ratio of the directional coupler 20 is the forward signal power ratio when the signal moves in the transmission direction at the forward signal power ratio and the signal direction of the transmission line 10 is reversed. Thus, a 30 dB directional coupler with a 20 dB directivity ratio produces a progressive signal 30 dB down in the signal on the transmission line 10 and an inverted signal ˜50 dB down in the signal on the transmission line 10.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 지향성 커플러들은 15dB에서 30dB까지의 지향비를 가진다. 고 정밀도의 제조공정을 통해, 상기 지향비는 45dB까지 증가될 수 있다. 그러나, 고 정밀도의 제조공정의 필요성 없이 높은 지향비를 가진 지향성 커플러가 요구되고 있다.As shown in FIG. 1, conventional directional couplers have a directivity ratio from 15 dB to 30 dB. Through a high precision manufacturing process, the directivity ratio can be increased up to 45 dB. However, there is a need for a directional coupler with a high directivity ratio without the need for a high precision manufacturing process.
도 1은 종래 기술의 지향성 커플러를 도시하는 도면.1 illustrates a prior art directional coupler.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 커플러를 도시하는 도면.2 illustrates a directional coupler in accordance with one embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지향성 커플러를 도시하는 도면.3 illustrates a directional coupler according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 전송 라인 20 : 지향성 커플러10: transmission line 20: directional coupler
24 : 레지스터 120 : 제 1 지향성 커플러24: Register 120: First Directional Coupler
122 : 제 2 지향성 커플러 124 : 결합기122: second directional coupler 124: coupler
130 : 0도 결합기 132 : 작동 라인130: 0 degree combiner 132: working line
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지향성 커플러를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)는 전송 라인(100)에 인접하게 형성된다. 그러나, 제조공정상의 차이에 있어서, 제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)는 동일하다. 또한, 양호한 실시예에 있어서, 제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)는 도 1의 지향성 커플러(20)와 같이 동일한 구조 및 작동을 갖는다.2 shows a directional coupler according to an embodiment of the invention. As shown, the first directional coupler 120 and the second directional coupler 122 are formed adjacent to the transmission line 100. However, in the difference in the manufacturing process, the first directional coupler 120 and the second directional coupler 122 are the same. Further, in the preferred embodiment, the first directional coupler 120 and the second directional coupler 122 have the same structure and operation as the directional coupler 20 of FIG.
전송 라인(100)을 따르는 화살표는 전송 라인(100)을 따라 이동하는 메인 신호의 전송 방향을 가리킨다. 제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)는 전송 라인(100)을 따라 연속으로 배치되고, 270도의 위상이 다른 제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)에 의해 생성된 진행 신호와 같은 예정된 거리에 의해 분리된다. 즉, 제 1 진행 신호가 0도의 참조 위상을 가진 것으로 취급되는 제 1 지향성 커플러(120)에 의해 생성된다면, 제 2 지향성 커플러는 270도의 위상을 가진 제 2 지향성 커플러(122)에 의해 생성된다. 유사하게, 제 2 반전 신호가 0도의 참조 위상을 가진 것으로 취급되는 제 2 지향성 커플러(122)에 의해 생성된다면, 제 1 반전 신호는 270도의 위상을 가진 제 1 지향성 커플러(120)에 의해 생성된다.An arrow along the transmission line 100 indicates the transmission direction of the main signal moving along the transmission line 100. The first directional coupler 120 and the second directional coupler 122 are arranged continuously along the transmission line 100, and by the first directional coupler 120 and the second directional coupler 122 that are out of phase of 270 degrees. It is separated by a predetermined distance such as the generated progress signal. That is, if the first traveling signal is generated by the first directional coupler 120 treated as having a reference phase of zero degrees, the second directional coupler is generated by the second directional coupler 122 having a phase of 270 degrees. Similarly, if the second inversion signal is generated by the second directional coupler 122 treated as having a reference phase of zero degrees, the first inversion signal is generated by the first directional coupler 120 having a phase of 270 degrees. .
제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)는 90도 결합기(124)의 각각의 입력에 연결되어 있다. 상기 결합기(124)는 결합된 진행 신호 출력(126) 및 종결되고 결합된 반전 신호 출력(128)을 갖는다. 상기 결합된 진행 신호의 발생과 관련하여, 결합기(124)는 90도로 제 2 진행 신호의 위상을 회전시켜 제 1 진행 신호 및 제 2 진행 신호를 결합시킨다(이후, 90도 결합기로 명명). 유사하게, 결합기(124)는 90도로 제 2 반전 신호의 위상을 회전시켜 제 1 반전 신호와 제 2 반전 신호를 결합시킨다.The first directional coupler 120 and the second directional coupler 122 are connected to respective inputs of the 90 degree coupler 124. The combiner 124 has a combined progress signal output 126 and a terminated combined inverted signal output 128. In connection with the generation of the combined progress signal, the combiner 124 rotates the phase of the second progress signal by 90 degrees to combine the first progress signal and the second progress signal (hereinafter referred to as a 90 degree combiner). Similarly, combiner 124 rotates the phase of the second inversion signal by 90 degrees to combine the first and second inversion signals.
제 2 진행 신호가 90도로 회전되면, 제 1 진행 신호에 대한 위상의 결과는 270도+ 90도 = 360도가 된다. 그 결과로서, 제 1 진행 신호와 제 2 진행 신호가 결합할 때 위상이 동일해진다. 제 1 커플러(120) 및 제 2 커플러(122)를 30dB 커플러로 하고, 결합기(124)를 20dB 소거를 가진 3dB 결합기라고 가정하면, 결합된 진행 신호의 결과는 메인 신호에 대하여 -27dB가 된다.If the second traveling signal is rotated 90 degrees, the result of the phase for the first traveling signal is 270 degrees + 90 degrees = 360 degrees. As a result, the phase becomes the same when the first traveling signal and the second traveling signal are combined. Assuming that the first coupler 120 and the second coupler 122 are 30 dB couplers, and the coupler 124 is a 3 dB coupler with 20 dB cancellation, the combined traveling signal results in -27 dB relative to the main signal.
제 2 반전 신호가 90도로 회전되면, 위상의 결과는 0도 + 90도 = 90도이다. 그 결과로서, 제 1 진행 신호 및 제 2 진행 신호는 결합할 때 180도로 위상이 달라진다(각각, 270도 및 90도). 제 1 커플러(120) 및 제 2 커플러(122)를 20dB 지향비를 가진 30dB 커플러로 하고, 결합기(124)를 20dB 소거를 가진 3dB 결합기라고 가정하면, 결합된 반전 신호의 결과는 메인 신호에 대하여 -70dB가 된다. 따라서, 지향성 커플러의 지향비는 43dB이다.If the second inversion signal is rotated 90 degrees, the result of the phase is 0 degrees + 90 degrees = 90 degrees. As a result, the first and second travel signals are 180 degrees out of phase when combined (270 degrees and 90 degrees, respectively). Assuming that the first coupler 120 and the second coupler 122 are 30 dB couplers with a 20 dB directivity ratio, and the combiner 124 is a 3 dB coupler with 20 dB cancellation, the result of the combined inverted signal is relative to the main signal. -70dB. Therefore, the directivity ratio of the directional coupler is 43 dB.
도 3은 본 발명에 따른 높은 지향비 커플러의 다른 실시예를 도시한다. 도 3의 실시예는 0도 결합기(130)에 의해 배치되고, 제 2 지향성 커플러(122)와 0도 결합기(130)사이에 배치된 작동 라인(132)을 제외한 도 2의 실시예와 동일하다. 90도 결합기(124)와 달라서, 0도 결합기(130)는 제 1 진행 신호 및 제 1 반전 신호와 제 2 진행 신호 및 제 2 반전 신호를 결합시키기 전에 제 2 진행 신호 및 제 2 반전 신호의 위상을 회전시키지 못한다. 양호한 실시예에 있어서, 상기 0도 결합기(130)는 3dB 윌킨슨(Wilkenson) 결합기이다.3 shows another embodiment of a high directivity ratio coupler according to the present invention. The embodiment of FIG. 3 is identical to the embodiment of FIG. 2 except for the actuation line 132 disposed by the zero degree coupler 130 and disposed between the second directional coupler 122 and the zero degree coupler 130. . Unlike the 90 degree combiner 124, the zero degree combiner 130 has a phase of the second progress signal and the second inversion signal before combining the first progress signal and the first inversion signal with the second progress signal and the second inversion signal. Cannot rotate. In a preferred embodiment, the zero degree combiner 130 is a 3 dB Wilkenson coupler.
상기 작동 라인(132)은 0도 커플러(130)에 제공되기 전에 제 2 진행 신호 및 제 2 반전 신호가 90도 회전시킬 수 있는 길이를 가진다. 그 결과, 0도 결합기(130) 및 작동 라인(132)은 결합된 진행 신호와 반전 신호를 생성하기 위하여 90도 결합기(124)와 같은 수단으로 작동된다. 따라서, 상기 및 선행 실시예에 따른 지향성 커플러는 매우 높은 지향비를 가진다.The actuation line 132 has a length through which the second traveling signal and the second inversion signal can be rotated 90 degrees before being provided to the zero degree coupler 130. As a result, zero degree combiner 130 and actuation line 132 are operated by means such as 90 degree combiner 124 to produce a combined traveling and inverted signal. Thus, the directional coupler according to the above and the preceding embodiments has a very high directivity ratio.
본 발명은 본 기술분야의 숙련된 기술자들에 의해 실현될 수 있고, 상술된 실시예에 제한하지 않는다. 즉, 제 3 지향성 커플러는 제 1 지향성 커플러(120) 및 제 2 지향성 커플러(122)에 대하여 연속적으로 부가되고, 3방식의 결합기는 2방식의 결합기 대신에 이용될 수 있다. 물론, 연결된 신호들 사이의 위상차는 조정되고(예를 들면, 커플러들 사이에 공간을 조정), 상기 결합기는 진행 신호의 결합 및 반전 신호의 소거를 위해서 그 전에 확립되거나 부가된 적절한 위상-이동을 가진다.The present invention can be realized by those skilled in the art, and is not limited to the above-described embodiment. That is, the third directional coupler is continuously added to the first directional coupler 120 and the second directional coupler 122, and the three way coupler may be used instead of the two way coupler. Of course, the phase difference between the connected signals is adjusted (e.g., adjusting the spacing between the couplers), and the combiner is adapted to the appropriate phase-shift previously established or added for combining the forward signal and canceling the inverted signal. Have
따라서, 상술된 바와 같이, 본 발명은 여러 방법으로 변형될 수 있음이 명백해진다. 이러한 변화 및 변경은 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않고, 첨부된 청구범위 내에 포함한다.Thus, as described above, it will be apparent that the present invention can be modified in many ways. Such changes and modifications are intended to be included within the scope of the appended claims without departing from the spirit and scope of the invention.
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