KR20020013682A - 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 개의 인쇄회로기판에 호 형상의 다수개의 전송선로를 대칭적으로 형성하되, 전송선로의 호의 비율이 소정 비율로 형성되도록 하고, 유전율을 조정하여 전체 전송선로의 전기적인 길이를 소정비율로 변하게 함으로써 다수의 입력신호의 위상 및 감쇄를 제어할 수 있도록 한 다중 전송선로용 신호처리 장치에 관한 것이다.

본 발명은 밀폐된 내부 공간을 갖는 소정 크기의 하우징; 상기 하우징의 소정면 일측에 설치되어 외부로부터 인가되는 신호를 입력받기 위한 다수의 입력 커넥터; 상기 하우징의 소정면 타측에 설치되어 상기 다수의 입력 커넥터를 통해 입력된 신호를 전송받아 외부로 출력시키기 위한 다수의 출력 커넥터; 그 중심부에 외부로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축이 구비된 회전수단; 상기 하우징에 고정되며, 상기 다수의 입력커넥터를 통해 입력된 신호를 상기 다수의 출력커넥터로 전송하기 위한 적어도 하나 이상의 전송선로이 형성된 신호전달부재; 및 상기 회전수단에 설치되며 그의 회전에 따라 연동하여 신호전달부재의 전송선로의 전기적인 길이를 가변시키기 위한 가변수단을 포함하는 다중 전송선로용 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징; 상기 하우징의 소정면 일측에 설치되어 외부로부터 인가되는 신호를 입력받기 위한 적어도 하나의 입력 커넥터; 상기 하우징의 소정면 타측에 설치되어 상기 입력 커넥터를 통해 입력된 신호를 전송받아 외부로 출력시키기 위한 적어도 하나의 출력 커넥터; 상기 하우징의 내부공간에 장착되며, 그 일면에 상기 입력커넥터와 출력커넥터의 신호를 전송하기 위한 제1 전송선로가 구비된 제1 신호전달부재; 상기 하우징의 상면에 장착되며, 전기적인 길이가 가변되어 상기 제1 신호전달부재의 제1 전송선로를 통해 입력되는 상기 입력커넥터의 입력신호를 상기 출력커넥터로 전송할 수 있도록 그 상면에 적어도 하나 이상의 제2 전송선로가 형성된 제2 신호전달부재; 상기 입, 출력커넥터와 제1 및 제2 신호전달부재 각각에 형성된 제1 및 제2 전송선로를 전기적으로 연결하기 위한 전도수단; 상기 제2 신호전달부재의 상면에 장착되며, 그 상부에는 외부로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축이 구비된 회전수단; 및 상기 회전수단에 설치되며 그의 회전에 따라 연동하여 제2 신호전달부재의 전송선로의 전기적인 길이를 가변시키기 위한 가변수단을 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치를 제공한다.

Description

다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치{Signal process apparatus for phase transition and attenuation on the multi transmission line}

본 발명은 입력된 신호의 세기를 감쇄시키거나 입력된 신호의 위상을 천이시켜 출력하는데 이용되는 신호처리장치에 관한 것으로, 특히 다수의 신호를 입력받아 그 각각의 신호의 위상을 각기 소정의 비율로 동시에 제어할 수 있는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치에 관한 것이다.

일반적인 통신장비에서는 통신의 품질을 향상시키기 위한 구성요소로서, 입력된 신호의 위상을 변화시키고 시간지연을 발생시키는 이상기(Phase Shifter)와, 입력된 신호의 세기를 소정 크기만큼 감쇄시키는 감쇄기 등과 같은 신호처리장치가 필요하다.

그러면, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 신호 처리장치에 대하여 간략히 설명한다.

도1에 도시된 종래의 신호 처리장치는, 입력 및 출력 커넥터(1, 2)가 일측에 평행하게 장착된 중공체의 밀폐된 하우징(3)과, 상기 하우징(3)에 지그재그 형상으로 내장되며 그 양단부가 입력 및 출력 커넥터(1, 2)에 각각 연결되는 전도체 재질의 전송선로(4)와, 상기 전송선로(4)상에 좌우이동이 가능하도록 장착된 직사각 형상의 단면을 가진 유전체(5)와, 상기 하우징(3)의 타측에 장착되며 유전체(5)에 상하이동력을 전달하기 위한 핸들(6)을 포함한다.

상기의 구성을 가진 종래의 신호처리장치의 동작상태를 설명하면, 상기 입력 커넥터(1)를 통해 전도체(4)의 일단부로 신호가 입력될 경우, 화살표로 도시된 바와 같이 유전체(5)를 거쳐 전도체(4)의 타단부를 통해 출력 커넥터(2)로 전송된다. 이때, 상기 전도체(4)의 일단부로부터 전도체 상의 소정위치에 배치된 유전체(5)를 거쳐 상기 전도체(4)의 타단부에 이르는 거리는 입력신호의 전체 전송선로 길이가 된다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 종래의 신호 처리장치는 이상기(phaseshifter)로서 동작한다. 즉, 상기 핸들(6)을 조정하여 유전체(5)를 좌우방향으로 이동시킴에 따라, 상기한 전송선로의 전체적인 길이가 변화하게 되며,상기 전송선로의 길이 변화에 따라 입력된 신호의 위상이 변화되고, 시간지연이 발생하는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 신호 처리장치는, 하우징의 내부에 유전체를 좌우 이동시키기 위한 공간이 필요하므로, 신호처리장치가 전반적으로 커지게 되어 소형화가 곤란한 문제점이 있었다.

또한 다수의 입력신호를 제어하는 경우에는 입력신호 만큼의 위상제어장치가 필요하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 한 개의 인쇄회로기판에 호 형상의 다수개의 전송선로를 대칭적으로 형성하되, 전송선로의 호의 비율이 소정 비율로 형성되도록 하고, 유전율을 조정하여 전체 전송선로의 전기적인 길이를 소정 비율로 변하게 함으로써 다수의 입력신호의 위상 및 감쇄를 제어할 수 있도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다수의 입력신호을 각각 전송하기 위한 다수의 전송선로 및 유전체를 하나의 하우징내에 구비시킴으로써 외형적인 크기로 대폭 감소시켜 소형화를 이룰 수 있도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 위상 제어기의 구성을 나타낸 단면도.

도2는 본 발명에 따른 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치의 제1실시예 구성을 나타낸 분해 사시도.

도3은 본 발명에 따른 신호처리장치의 결합상태를 나타낸 단면도.

도4는 도2에 있어서, 초기 동작을 나타낸 상태도.

도5는 도2에 있어서, 원판을 소정각도만큼 회전 시켰을 경우의 동작을 나타낸 상태도.

도6은 본 발명에 따른 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치의 제2실시예 구성을 나타낸 분해 사시도.

도7은 도6에 도시된 신호처리장치의 결합사시도.

도8은 도7의 A-A선단면도.

도9a는 본 발명의 요부인 유전체, 로터 및 커버의 구성을 나타낸 저면 분해사시도.

도9b는 도9a의 결합상태를 나타낸 사시도.

도10a 및 도10b는 본 발명의 제2 실시예의 요부 구성인 회로기판의 평면도 및 저면도.

도11은 본 발명의 제2 실시예의 요부구성인 부도체 기판의 저면 구성도.

도12는 입,출력커넥터와 부도체 기판의 도선과 연결된 상태를 나타낸 사시도,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 하우징 111 ∼ 118 : 입력커넥터

121 ∼ 128 : 출력커넥터 130 : 축

131 : 원판 140 : 유전체

151a ∼ 154a, 151b ∼154b : 전송선로

160 : 회로기판

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 밀폐된 내부 공간을 갖는 소정 크기의 하우징; 상기 하우징의 소정면 일측에 설치되어 외부로부터 인가되는 신호를 입력받기 위한 다수의 입력 커넥터; 상기 하우징의 소정면 타측에 설치되어 상기 다수의 입력 커넥터를 통해 입력된 신호를 전송받아 외부로 출력시키기 위한 다수의 출력 커넥터; 그 중심부에 외부로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축이 구비된 회전수단; 상기 하우징에 고정되며, 상기 다수의 입력커넥터를 통해 입력된 신호를 상기 다수의 출력커넥터로 전송하기 위한 적어도 하나 이상의 전송선로이 형성된 신호전달부재; 및 상기 회전수단에 설치되며 그의 회전에 따라 연동하여 신호전달부재의 전송선로의 전기적인 길이를 가변시키기 위한 가변수단을 포함하는 다중 전송선로용 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 하우징; 상기 하우징의 소정면 일측에 설치되어 외부로부터 인가되는 신호를 입력받기 위한 적어도 하나의 입력 커넥터; 상기 하우징의 소정면 타측에 설치되어 상기 입력 커넥터를 통해 입력된 신호를 전송받아 외부로 출력시키기 위한 적어도 하나의 출력 커넥터; 상기 하우징의 내부공간에 장착되며, 그 일면에 상기 입력커넥터와 출력커넥터의 신호를 전송하기 위한 제1 전송선로가 구비된 제1 신호전달부재; 상기 하우징의 상면에 장착되며, 전기적인 길이가 가변되어 상기 제1 신호전달부재의 제1 전송선로를 통해 입력되는 상기 입력커넥터의 입력신호를 상기 출력커넥터로 전송할 수 있도록 그 상면에 적어도 하나 이상의 제2 전송선로가 형성된 제2 신호전달부재; 상기 입, 출력커넥터와 제1 및 제2 신호전달부재 각각에 형성된 제1 및 제2 전송선로를 전기적으로 연결하기 위한 전도수단; 상기 제2 신호전달부재의 상면에 장착되며, 그 상부에는 외부로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축이 구비된 회전수단; 및 상기 회전수단에 설치되며 그의 회전에 따라 연동하여 제2 신호전달부재의 전송선로의 전기적인 길이를 가변시키기 위한 가변수단을 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치는 다수의 입력신호에 대한 전체 전송선로의 전기적인 길이를 일정 비율로 가변시켜 다수의 입력신호의 위상 및 감쇄를 동시에 제어할 수 있도록 구현한 것으로, 본 발명의 제1 실시예에서는 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 소정크기의 원판형태로 형성된 하우징(100)과; 상기 하우징(100)의 저면 일측에 고정되어 외부의 신호를 인가받기 위한 다수의 입력커넥터(111 ∼ 118)와; 상기 하우징(100)의 저면 타측에 고정되어 입력된 신호를 외부로 전송하기 위한 다수의 출력커넥터(121 ∼ 128)와; 상기 하우징(100)에 내장되되 그 중심부에 외부로부터 회전력을 제공받는 축(130)이 구비되며 상기 축을 중심으로 그 일측 저부의 반원부가 단턱지게 형성된 원판(131)과; 상기 원판(131)의 단턱진 부분에 고정되어 그와 연동하면서 후술할전송선로의 전기적 길이를 가변시키기 위한 반원형상의 유전체(140)와; 상기 입력커넥터(111 ∼ 118)를 통해 입력된 신호를 상기 출력커넥터(121 ∼ 128)로 전송하기 위해 호 형태의 다수의 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)이 서로 대칭적으로 형성된 인쇄회로기판(160)으로 구성한다.

본 실시예에서는 상기 축(130)과 원판(131)을 단일부재로 가공하여 형성한 구조로 되어 있으나, 이 밖에 축(130)과는 별도로 원판(131)을 가공하여 상기 축을 고정시켜 형성할 수도 있다.

여기서, 상기 축(130)의 상단부에는 외부의 수동공구 또는 동력제공장치(도시하지 않음)를 연결시키기 위한 홈부가 형성된다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(160)에 형성된 호 형태의 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)은 적어도 하나 이상이 동심원 형태로 위치됨으로써 그의 길이는 각각 일정한 비율을 갖게 된다.

예를 들어, 상기 전송선로이 대칭된 4개씩 총 8개의 전송선로이 형성되어 있다면, 제1전송선로(151a)의 길이가 x라면, 제2전송선로(152a)의 길이는 2x, 제3전송선로(153a)의 길이는 3x, 제4전송선로(154a)의 길이는 4x가 되도록 한다.

이때, 제5 내지 제8전송선로(151b ∼ 154b)은 상기 제1 내지 제4전송선로(151a ∼ 154a)과 대칭적으로 형성되어 있기 때문에 제1 내지 제4전송선로(151a ∼ 154a)의 길이와 동일하다.

그러나 상기 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)의 호의 길이의 비율은 특정한 비율에 한정된 것이 아니라 상황에 따라 x : 3x : 5x : 7x 등 홀수배수로정하거나 또는 x : 2x: 4x: 6x 등 짝수배수로 정하거나 또는 x : 1.2x : 2x : 3.5x : 4.2x 또는 x : x : x : x 등 임의로 정할 수 있고, 전송선로의 갯수도 어레이 안테나의 방사소자의 갯수에 따라 임의로 정할 수 있다.

이때, 상기 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)의 호의 길이의 비율은 호의 반지름(r)의 비율로 조정할 수 있다. 즉, 호의 반지름(r)의 비율을 1 : 2 : 3 : 4 로 하면 전송선로의 호의 길이의 비율도 1 : 2 : 3 : 4로 정해진다.

한편, 상기 원판(131)의 단턱진 부분에 상기 반원형상의 유전체(140)를 고정시키되, 유전체(140)를 고정시킨 반원의 두께가 다른 반원의 두께보다 두껍도록 구성한다.

이와 같이 구성하면, 상기 원판(131)의 한쪽 반원은 유전체(140)에 의한 유전율을 가지게 되고, 다른 쪽 반원의 하부와 하우징 사이는 빈 공간이며 여기에 공기층(141)이 형성되어 공기의 유전율을 가질 수 있게 된다.

설명의 편의상 유전체(140)측의 반원부분을 제1유전체(세라믹)라고 하고, 공기의 유전율을 가지는 다른 반원부분을 제2유전체(공기)라 하기로 한다.

상기한 바와 같이 원판(131)에 고정된 제1유전체(세라믹) 및 제2유전체(공기)가 서로 다른 유전율을 가지게 될 경우, 상기 장치는 이상기(Phase shifter)로서 이용될 수 있다.

즉, 상기 축(130)이 외부에서 제공되는 힘에 의해 회전하면, 상기 원판(131)과 제1유전체(세라믹) 및 제2유전체(공기)가 동시에 회전한다.

이때, 상기 인쇄회로기판(160)은 하우징(100)에 고정되어 있기 때문에 각 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b) 역시 고정되어 있다. 따라서, 상기 원판(131)이 인쇄회로기판(160) 위에서 회전하면 각 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)의 전기적인 길이는 상기 축(130)이 회전하는 동안 지속적으로 변화된다.

이로 인해, 입력커넥터(111 ∼ 118)를 통해 입력된 신호는 상기 각 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)을 통해 출력커넥터(121 ∼ 128)로 전송되는 동안 위상이 변화되고 시간지연이 발생하게 된다.

이때, 상기 각 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)은 서로 대칭적으로 형성되어 있기 때문에 전송선로(151a ∼ 154a) 측의 시간지연이 많아지면, 반대로 전송선로(151b ∼ 154b) 측의 시간지연은 적어지게 된다.

예를 들어 도4에 도시한 바와 같이 전송선로(151a ∼ 154a) 부분은 제2유전체(공기)의 영역에만 위치되고, 전송선로(151b ∼ 154b) 부분은 제1유전체(세라믹)의 영역에만 위치될 경우, 상기 전송선로(151a ∼ 154a)의 위상변화값 및 시간지연값은 최소가 되지만, 상기 전송선로(151b ∼ 154b)의 위상변화값 및 시간지연값은 최대가 될 것이다.

따라서 도5에 도시한 바와 같이 상기 축(130)을 회전시켜 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b)이 제1유전체(세라믹) 및 제2유전체(공기)의 소정부분에 걸쳐지도록 하면 입력된 신호의 위상변화값 및 시간지연값을 상기 최대 및 최소값 사이에서 조절할 수 있게 된다.

이때, 상기 제1유전체(세라믹)가 회전하여 전송선로(151a ∼ 154a)측으로 이동한 거리 및 각도(θ1)와 상기 제2유전체(공기)가 회전하여 전송선로(151b ∼154b)측으로 이동한 거리 및 각도(θ2)는 동일하다.

따라서, 전송선로(151a ∼ 154a)의 전기적인 길이가 증가하였다면 그 증가한 값만큼 전송선로(151b ∼ 154b)의 전기적인 길이는 감소하게 된다.

즉, 전송선로(151a ∼ 154a)의 전기적인 길이가 임의의 비율, 예를 들어 1 : 3 : 5 : 7의 비율로 증가하였다면, 전송선로(151b ∼ 154b)의 전기적인 길이는 1 : 3 : 5 : 7의 비율로 감소하게 된다.

한편, 상기 제1유전체(세라믹)가 전파의 흡수체(absorber), 예를 들면, 페라이트(ferrite)로 이루어질 경우, 상기 장치는 감쇄기로서 이용될 수 있다.

즉, 입력커넥터((111 ∼ 118)에 입력된 신호가 각 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b) 통해 전송될 경우, 상기 입력된 신호는 각 전송선로(151a ∼ 154a, 151b ∼ 154b) 주변에 있는 흡수체에 의해 흡수되어 일정비율로 감쇄된 다음 출력커넥터(121 ∼ 128)를 통해 출력된다.

한편, 본 발명의 제2 실시예를 도6 내지 도11을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시한 바와 같이, 소정 깊이의 내부공간이 형성되며 하부측으로 개방부가 형성된 원반형태의 하우징(300)과; 상기 하우징(300)의 개방부 공간을 차폐하기 위한 차폐판(301)과; 상기 하우징(300)의 일측 외주 측면에서 내측으로 관통되며 소정 등간격으로 장착되어 외부의 신호를 인가받기 위한 다수의 입력커넥터(311∼318)와; 상기 하우징(300)의 타측 외주측면에서 내측으로 관통되며 소정 등간격으로 장착되어 입력된 신호를 외부로 전송하기 위한 다수의 출력커넥터(321∼328)와; 상기 하우징(300)의 상면 저부에 장착되며, 그 저면에는 상기 입력커넥터(311 ∼ 318)와 상기 출력커넥터(321 ∼ 328)를 전기적으로 연결하기 위한 도선(361, 362)이 형성된 부도체 기판(360)과; 상기 하우징(300)의 상면에 장착되며, 그 상면에는 상기 부도체 기판(360)의 도선(361, 362)을 매개로 상기 입력커넥터(311 ∼ 318)를 통해 입력된 신호를 상기 출력커넥터(321 ∼ 328)로 전송하기 위한 호 형태의 다수의 전송선로(351a ∼ 354a, 351b ∼ 354b)가 서로 대칭적으로 형성된 회로기판(370)과; 상기 부도체 기판(360)의 도선(361, 362)과 회로기판(370)의 전송선로(371, 372)을 전기적으로 도통시키기 위한 전도핀(430)과; 상기 회로기판(370)의 상부에 설치되며 그 저면에 회로기판(370)의 전송선로와 대응되게 다수의 동심원홈(380a)이 형성되고 상면에는 적어도 하나 이상의 위치지정홈(380b)이 형성된 유전체판(380)과; 상기 유전체판(380)의 위치지점홈(380b)에 끼워지도록 그에 대응되는 위치에 돌기(392a)가 구비된 회전판(392)과, 상면 중앙부에는 외부로부터 회전력을 제공받는 회전축(391)이 직립되게 구비된 로터(390)와; 상기 전송선로(371, 372)와 대응되도록 상기 유전체판(380)의 동심원홈(380a)에 삽입되며, 상기 로터(390)의 회전에 따라 전송선로(371, 372)의 전기적 길이를 가변시키기 위한 호 형상의 유전체(400)와; 상기 하우징(300)의 상부에 설치되며, 그 중앙부에 로터(390)의 회전축(391)이 끼워져 돌출되도록 하기 위한 관통홀(410a)이 형성된 커버(410)와, 상기 커버(410), 로터(380) 및 하우징(300)을 결합하기 위한 체결부재(420)로 구성된다.

여기서, 상기 회로기판(370)은 도10a 및 도10b에 도시한 바와 같이 부도체형태의 판 상면에 구리로 이루어진 전송선로(371, 372)가 형성되고, 상기 전송선로(371, 372)의 주위 및 저면에 구리 또는 알루미늄으로 이루어진 접지선로(373)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 전송선로(371, 372)와 접지선로(373) 사이는 폐곡선의 부도체(374)에 의해 단절된 상태로 있는 형태를 취하게 된다. 또한 상기 접지선로(373)는 기판의 상면과 저면이 모두 전기적으로 연결되도록 하기 위하여 다수의 구멍(373a)을 형성하고 상기 구멍 내면은 도금처리된 구조로 되어 있다.

본 실시예에서의 회로기판(370)은 상기의 구조를 일예로 설명하고 있지만, 다른 예로서, 기판 상하 표면에 동박이 도금된 형태의 동판으로 형성하되, 상기 전송선로(371, 372)는 상기 동박을 폐곡선형태로 벗겨내어 형성하고, 상기 전송선로를 제외한 나머지 동박은 접지선로로서 기능을 수행할 수 있도록 형성할 수도 있다. 이 경우에도 마찬가지로 기판의 상하면이 모두 전기적으로 도통시키기 위해서는 접지선로에 다수의 구멍을 형성하고 상기 구멍에 도금처리한다.

전술한 제1 실시예와 마찬가지로 상기 회로기판(370)에 형성된 호 형태의 전송선로(371, 372)는 적어도 하나 이상이 동심원 형태로 위치됨으로써 그의 길이는 각각 일정한 비율을 갖게 되며, 본 실시예에서는 대칭된 2쌍의 전송선로(351a ∼ 354a, 351b ∼ 354b)가 형성되어 있는 예를 보여주고 있다.

상기와 같이 전송선로를 형성함으로서 예를 들어, 상기 전송선로가 대칭된 4개씩 총 8개로 형성되어 있다면, 제1전송선로(351a)의 길이가 x일 경우, 제2전송선로(352a)의 길이는 2x, 제3전송선로(353a)의 길이는 3x, 제4전송선로(354a)의 길이는 4x가 되도록 한다.

또한, 상기 유전체판(380)의 동심원홈(380a)에 삽입되며, 전송선로(371, 372)와 대응되어 그의 전기적 길이를 가변시키는 유전체(400, 401)는 양측의 유전율을 달리하거나, 한쪽 반원측에만 유전체(400 또는 401)를 삽입하고, 나머지는 공기층으로 형성할 수도 있다. 본 도에서는 상기 유전율이 다른 두쌍의 유전체를 로터(380)의 동심원홈(380a)에 삽입된 구조로 되어 있다.

예를들어, 본 실시예에서는 도9a 및 도9b에 도시한 바와 같이 상기 동심원홈(380a)의 반쪽 일측에 세라믹 유전체(400)를 삽입하고, 반쪽 타측에는 알루미늄 유전체(401)가 삽입된 예를 보여주고 있으며, 이 경우에 상기 세라믹 유전체(400)의 두께가 알루미늄 유전체(401)의 두께보다 두껍게 형성하여 상기 유전체(400, 401)와 전송선로(371, 372)와의 사이에 갭 차이가 형성되도록 하며, 상기 알루미늄 유전체(401)는 나사(401a)에 의해 유전체판(380)에 고정된다.

또한, 상기 동심원홈(380a)을 형성하는 칸막이(381)는 유전체보다 좀더 돌출되게 형성되어 상기 회로기판(370)의 접지선로(373)와 접촉되도록 함으로서, 하우징(300), 회로기판(370)의 접지선로(373), 유전체판(380) 및 커버(410) 모두가 접지로 도통되는 구조로 되어 있다.

상기 로터(390)의 회전축(391)의 상단부에는 외부의 수동공구 또는 동력제공장치(도시하지 않음)를 연결시키기 위한 홈부가 형성된다.

상기 로터(390)의 회전체판(391)이 삽입되는 커버(410)의 내면에는 전송선로(371, 372)의 가변길이를 소정 각도 이내에서 제한하기 위한 원호홈(411)이 형성되어 있으며, 상기 원호홈(411)에는 회전체판(392)의 일측 상면에 돌출된 돌기(393)가 삽입되고, 또 회전체판(392)의 저부 양측에 돌출된 돌기(392a)는 유전체판(380)의 위치지정홈(380b)에 삽입되는 구조로 되어 있다. 따라서, 로터(390)의 회전축(391)이 회전하게 되면 회전판(392)이 회전하되, 상기 원호홈(411)내에서 제한적으로 회전함으로서 유전체(400, 401)의 회전각도를 소정 범위 이내에서 제한하게 되는 것이다.

한편, 회로기판(370)의 전송선로(371, 372)와 입,출력커넥터를 전기적으로 연결하는 구조를 살펴보면, 먼저, 상기 전송선로(371, 372)의 양측부에는 접점홀(371a, 372a)이 형성되고, 상기 접점홀에는 전도핀(430)이 끼워진 상태에서 하우징(300)의 상면을 관통하여 부도체 기판(360)의 도선(361, 362)에 접촉되며 상기 접점홀(371a, 372a)과 도선(361, 362)에 접촉된 전도핀(430)의 접촉부위를 납땜함으로써 상기 입,출력커넥터(311∼318, 321∼328)와, 회로기판(370)은 서로 전기적으로 도통되는 것이다.

본 실시예에서의 입,출력커넥터(311∼318, 321∼328)와, 회로기판(370)을 서로 전기적으로 도통시키는 구조로서 전도핀(430)을 예로 설명하였지만, 이에 국한하는 것은 아니고, 케이블선과 같이 전기를 도통시킬 수 있는 것이면 모두 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예의 동작상태는 전술한 제1 실시예와 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 구성되어 동작하는 본 발명의 제1 및 제2 실시예를 적용할 수 있는 제품의 일 예로 안테나를 들수 있다.

일반적으로 이동통신에 사용되는 기지국용 안테나는 고층건물 등의 옥상에 설치되는데, 태풍 등의 영향으로 안테나의 고정위치가 틀어질 수가 있다.

이와 같이 안테나의 고정위치가 달라지면 안테나에서 방사되는 빔각이 틀어지게되고, 이로 인해 기 설정한 서비스지역의 범위가 달라지게 된다.

따라서 상기 안테나의 빔각을 조정해 주어야 하는데, 가장 일반적인 방법은 안테나의 고정위치를 물리적인(또는 기계적인) 방법으로 다시 조정하는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 방법은 안테나 고정대로부터 안테나를 소정각도로 이동시키는 것이기 때문에, 기구적인 조정을 할 수 밖에 없는데, 기구적인 이동으로서는 미세한 차이의 빔각을 조정하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 조정하는데 많은 시간이 필요하고, 작업자가 물리적인 노력을 많이 하여야 한다.

다른 방법으로는 안테나에 입력되는 신호의 위상을 조정함으로써 안테나의 고정위치가 이동된 것과 같은 효과를 얻는 방법이 있다.

상기와 같이 신호의 위상을 조정하기 위해서는 일반적으로 전송선로의 길이를 변화시키는데, 종래에는 도1에 도시된 바와 같이 전송선로에 유전체를 상하 이동시킴으로써 , 전송선로의 길이를 변화시킨 것과 같은 효과를 이용하였다.

그러나 이와 같은 구성의 종래 기술은 하우징의 내부에 유전체를 좌우이동시키기 위한 공간이 필요하므로 장치의 사이즈가 커지게 된다. 뿐만 아니라 다수의 신호의 위상을 조정하는 경우에는 입력신호의 수 만큼의 위상제어기가 필요하게 된다.

안테나의 경우 일반적으로 다수의 방사소자로 구성되어 있고, 안테나의 빔각을 조정하기 위해서는 다수의 방사소자에 입력되는 다수의 신호의 위상을 동시에 일정비율로 제어해 주어야 한다.

이러한 경우 본 발명을 적용시키면 N개의 방사소자로 구성된 안테나의 빔각을 한 개의 위상제어장치를 이용해서 조정할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 동심원 형태로 전송선로가 구비되어 있어 다수의 입력신호의 위상을 동시에 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 입력신호의 위상을 일정비율로 제어할 수 있고, 서로 대칭되게 제어할 수 있다.

또한, 입력신호의 위상을 제어하기 위한 비율은 임의로 설정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (37)

1. 밀폐된 내부 공간을 갖는 소정 크기의 하우징;

   상기 하우징의 소정면 일측에 설치되어 외부로부터 인가되는 신호를 입력받기 위한 다수의 입력 커넥터;

   상기 하우징의 소정면 타측에 설치되어 상기 다수의 입력 커넥터를 통해 입력된 신호를 전송받아 외부로 출력시키기 위한 다수의 출력 커넥터;

   그 중심부에 외부로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축이 구비된 회전수단;

   상기 하우징에 고정되며, 상기 다수의 입력커넥터를 통해 입력된 신호를 상기 다수의 출력커넥터로 전송하기 위한 적어도 하나 이상의 전송선로가 형성된 신호전달부재; 및

   상기 회전수단에 설치되며, 그의 회전에 따라 연동하여 신호전달부재의 전송선로의 전기적인 길이를 가변시키기 위한 가변수단

   을 포함하는 다중 전송선로용 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단은

   가변수단을 고정하기 위하여 상기 축을 중심으로 그 일측 저부의 반원부가단턱지게 형성된 원판으로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단은

   가변수단에 대응하여 형성되며, 상기 가변수단이 삽입될 수 있도록 그 저부에 다수의 동심원홈이 형성된 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   가변수단이 서로 다른 유전율을 갖는 유전체로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변수단이 전파의 흡수체로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
6. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 신호전달부재가 회로기판으로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
7. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 신호전달부재가

   부도체 재질의 기판으로 이루어지며; 상기 부도체 기판 상면에 전송선로가 형성되고; 상기 전송선로의 주위, 저면 및 외주 측면에 접지선로가 형성되어 있으며; 상기 접지선로에는 기판의 상면과 저면이 모두 전기적으로 연결되도록 하기 위하여 다수의 구멍이 형성되되 상기 구멍 내면은 도금처리되어 상기 전송선로와 접지선로 사이는 폐곡선의 부도체에 의해 단절된 상태로 형성된 다중 전송선로용 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호전달부재가 동박이 씌워진 회로기판으로 이루어지며, 상기 전송선로는 회로기판의 상면에 폐곡선 형상으로 동박을 벗겨내어 형성하되, 상기 폐곡선 내의 전송선로를 제외한 나머지 동박이 접지기능을 수행하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   하우징의 상면 저부에 장착되며, 그 일면에 상기 입,출력커넥터의 신호를 전송하기 위한 도선이 구비된 부도체 기판; 및

   상기 신호전달부재의 전송선로와 부도체기판의 도선을 전기적으로 연결하기 위한 전도수단을 더 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
10. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 신호전달부재의 전송선로는 서로 대칭된 호 형상으로 형성된 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 대칭된 호 형상의 전송선로가 동심원으로 배치되어 상기 가변수단의 회전에 따라 서로 대향하는 각 전송선로의 전기적인 길이가 동일한 비율로 변하도록 하여, 일측 전송선로의 전기적인 길이가 증가하면 타측 전송선로의 전기적인 길이는 같은 값만큼 감소되도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 신호전달부재의 전송선로의 길이의 비율은 각 호의 반지름의 비율을 조정함으로써 결정되는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 원판의 단턱부에 고정되는 회전수단의 두께가 원판의 타측 두께보다 소정두께만큼 두껍게 형성된 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
14. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가변수단은 원판의 단턱부에 고정되며 유전재질로 이루어진 반원형상의 제1 유전체와, 상기 원판의 단턱부 타측과 하우징 사이에 형성된 공기층으로 이루어진 제2 유전체를 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제1 유전체가 세라믹으로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 가변수단은 상기 신호전달부재의 전송선로와 동일한 호형상을 가지고 상기 회전수단의 동심원홈에 삽입되며, 일측 유전체와 타측 유전체가 서로 다른 유전율을 가지도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 가변수단은 상기 신호전달부재의 전송선로와 동일한 호형상을 가지고 상기 회전수단의 동심원홈에 삽입되며, 반원 일측의 동심원홈에는 유전체가 삽입되고, 반원 타측 동심원홈에는 공기층이 형성되도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
18. 제 1 항에 있어서.

    상기 하우징의 상부에 장착되며 그 중앙부에 회전수단의 회전축이 돌출되도록 홀이 형성된 커버를 더 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
19. 하우징;

    상기 하우징의 소정면 일측에 설치되어 외부로부터 인가되는 신호를 입력받기 위한 적어도 하나의 입력 커넥터;

    상기 하우징의 소정면 타측에 설치되어 상기 입력 커넥터를 통해 입력된 신호를 전송받아 외부로 출력시키기 위한 적어도 하나의 출력 커넥터;

    상기 하우징의 내부공간에 장착되며, 그 일면에 상기 입력커넥터와 출력커넥터의 신호를 전송하기 위한 제1 전송선로가 구비된 제1 신호전달부재;

    상기 하우징의 상면에 장착되며, 전기적인 길이가 가변되어 상기 제1 신호전달부재의 제1 전송선로를 통해 입력되는 상기 입력커넥터의 입력신호를 상기 출력커넥터로 전송할 수 있도록 그 상면에 적어도 하나 이상의 제2 전송선로가 형성된 제2 신호전달부재;

    상기 입, 출력커넥터와 제1 및 제2 신호전달부재 각각에 형성된 제1 및 제2 전송선로를 전기적으로 연결하기 위한 전도수단;

    상기 제2 신호전달부재의 상면에 장착되며, 그 상부에는 외부로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축이 구비된 회전수단; 및

    상기 회전수단에 설치되며 그의 회전에 따라 연동하여 제2 신호전달부재의 전송선로의 전기적인 길이를 가변시키기 위한 가변수단

    을 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
20. 제 19 항에 있어서.

    상기 하우징이 밀폐된 공간부를 가지는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 입, 출력커넥터가 하우징의 측면에서 내부공간측으로 장착된 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 제2 신호전달부재가

    부도체 재질의 기판으로 이루어지며; 상기 부도체 기판 상면에 전송선로가 구비되고; 상기 전송선로의 주위, 저면 및 외주 측면에 접지선로가 구비되며; 상기 전송선로와 접지선로 사이는 폐곡선의 부도체에 의해 단절된 상태로 형성된 다중전송선로용 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 접지선로에는 기판의 상면과 저면이 모두 전기적으로 연결되도록 하기 위하여 다수의 구멍이 형성되되, 상기 구멍 내면은 도금처리된 다중 전송선로용 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
24. 제 19 항에 있어서,

    상기 제2 신호전달부재는 동박이 씌워진 회로기판으로 이루어지며, 상기 전송선로는 제1 및 제2 회로기판 각각의 상면에 폐곡선 형상으로 동박을 벗겨내어 형성되며, 상기 폐곡선 내의 전송선로를 제외한 나머지 동박이 접지기능을 수행하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
25. 제 19 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 신호전달부재가 부도체 기판으로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
26. 제 19 항에 있어서,

    상기 제2 신호전달부재의 전송선로는 서로 대칭된 호 형상으로 형성된 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 대칭된 호 형상의 전송선로가 동심원으로 배치되어 상기 가변수단의 회전에 따라 서로 대향하는 각 전송선로의 전기적인 길이가 동일한 비율로 변하도록 하여, 일측 전송선로의 전기적인 길이가 증가하면 타측 전송선로의 전기적인 길이는 같은 값만큼 감소되도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,

    상기 신호전달부재의 전송선로의 길이의 비율은 각 호의 반지름의 비율을 조정함으로써 결정되는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
29. 제 19 항에 있어서,

    상기 회전수단은

    상기 가변수단이 삽입될 수 있도록 그 저부에 다수의 동심원홈이 형성되며, 그 상면에 위치 고정홈이 형성된 원판;

    상기 원판의 위치고정홈에 끼워지도록 그에 대응하는부위에 돌기가 구비되어 원판과 함께 일체로 회전하기 위한 회전부재와, 상기 회전부재의 상부에 직립되게 회전축이 구비된 로터를 포함하며,

    상기 하우징의 상부를 덮도록 장착되며, 그 중앙부에 상기 로터의 회전축이 돌출되도록 하기 위한 관통홀이 형성된 커버를 더 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 로터의 회전을 소정 각도 이내에서 제한하기 위한 각도제한수단을 더 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
31. 상기 각도제한수단은

    상기 로터의 회전부재의 소정위치에서 돌출된 돌기 및

    상기 돌기가 끼워져 소정 각도이내에서 안내되도록 상기 커버의 저면에 형성된 가이드홈을 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
32. 제 19 항에 있어서,

    상기 가변수단은

    상기 제2 신호전달부재의 전송선로와 동일한 호형상을 가지고 상기 회전수단의 동심원홈에 삽입된 유전체로 이루어지며, 상기 동심원홈의 반원 일측에 위치된 제1 유전체와 반원 타측에 위치된 제2 유전체가 서로 다른 유전율을 가지도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
33. 제 19 항에 있어서,

    상기 가변수단은 상기 신호전달부재의 전송선로와 동일한 호형상을 가지고 상기 회전수단의 동심원홈에 삽입되며, 반원 일측의 동심원홈에는 유전체가 삽입되고, 반원 타측 동심원홈에는 공기층이 형성되도록 한 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
34. 제 32 항에 있어서,

    상기 제1 유전체가 세라믹으로 이루어져 있으며. 제2 유전체는 알루미늄 금속으로 이루어진 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
35. 제 32 항 또는 제 34 항에 있어서,

    상기 제1 유전체가 제2 유전체보다 소정 두께만큼 더 두껍게 형성된 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
36. 제 19 항에 있어서,

    상기 전도수단이

    제2 신호전달부재의 제2 전송선로 양단부에 각각 형성된 접점부와;

    상기 접점부를 관통하여 상기 제1 신호전달부재의 제1 전송선로에 접촉되는 금속핀과;

    상기 금속핀과 접촉되는 접점부 및 제1 전송선로의 접촉부에 형성된 납땜부

    를 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.
37. 제 19 항에 있어서,

    상기 전도수단이

    제2 신호전달부재의 제2 전송선로 양단부에 각각 형성된 제1 접점단자와;

    상기 제1 접점단자를 관통하여 상기 제1 신호전달부재의 제1 전송선로 일단부에 구비된 제2 접점단자

    상기 제1 접점단자를 관통하여 제2 접점단자에 연결되는 케이블선

    을 포함하는 다중 전송선로용 위상천이 및 감쇄를 위한 신호처리 장치.