KR20020018725A - High-frequence circuit active device able to tuning waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자에 관한 것으로, 특히 입/출력 모드 변환기로 사용되는 도파관 내부에 금속 또는 절연체 조각을 부착하여 입/출력 모드 변환기의 특성을 변화시킴으로써 고주파 회로 능동 소자의 이득 편평도와 반사계수 성능을 개선할 수 있도록 한 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency circuit active device capable of waveguide tuning. In particular, a gain of a high frequency circuit active device is obtained by changing a characteristic of an input / output mode converter by attaching a piece of metal or an insulator inside a waveguide used as an input / output mode converter. A high frequency circuit active device capable of tuning waveguides to improve flatness and reflection coefficient performance.
일반적으로 통신 및 방송 시스템에서 사용되는 주파수 혼합기, 증폭기 등의 고주파 회로 능동 소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 모드 변환기(10)와, 고주파 회로(20)와, 출력 모드 변환기(30)로 이루어진다.In general, a high frequency circuit active element such as a frequency mixer and an amplifier used in a communication and broadcasting system includes an input mode converter 10, a high frequency circuit 20, and an output mode converter 30, as shown in FIG. Is done.
도 2의 (가)는 뚜껑을 밀봉하기 전의 고주파 회로 능동 소자의 평면도를 보인 도면이고, (나)는 뚜껑을 밀봉한 후의 고주파 회로 능동 소자의 단면도를 보인 도면으로서, 고주파 회로(20)는 고주파 능동 소자에 의한 내부 회로를 구현하고, 입/출력 모드 변환기(10)(30)는 도파관(11)(31) 형태로서 도파관(11)(31) 내부에 RF핀(12)(32)이 형성되어 고주파 회로(20)의 서브스트레이트(Substrate)(21)와 상기 RF핀(12)(32)을 통해 고정 연결되어 있으며, 이와 같이 구성된 고주파 회로 능동 소자는 기구물(40)과 뚜껑(50)을 밀봉(Laser Sealing, Seam Sealing)함으로써 외부와 완전히 격리되도록 하고 있다.2A is a view showing a plan view of the high frequency circuit active element before sealing the lid, and (B) is a view showing a cross-sectional view of the high frequency circuit active element after sealing the lid, and the high frequency circuit 20 is a high frequency circuit. The internal circuit by the active element is implemented, and the input / output mode converters 10 and 30 are in the form of waveguides 11 and 31, and RF pins 12 and 32 are formed inside the waveguides 11 and 31. And fixedly connected through the substrate 21 and the RF pins 12 and 32 of the high frequency circuit 20. It is completely isolated from outside by laser sealing and seam sealing.
상기 고주파 회로(20)에서는 손실을 줄이기 위해 동축 케이블(Coaxial Cable) 대신 도파관을 사용하여 고주파 능동 소자들을 연결하고, 기생효과를 제거하기 위해 패키지 타입(Package Type)의 소자(트랜지스터, 다이오드, IC 등) 대신 오픈 칩 타입(Open Chip Type)의 소자를 사용하고, 이때 소자간 연결은 0.7m 골드와이어(Gold Wire)로 한다.In the high frequency circuit 20, high frequency active devices are connected using waveguides instead of coaxial cables to reduce losses, and package type devices (transistors, diodes, ICs, etc.) are used to eliminate parasitic effects. Open chip type devices are used instead, and the connection between the devices is 0.7m gold wire.
상기 고주파 능동 소자의 경우, 내부 회로 구현은 PCB 또는 상기 서브스트레이트(21) 위에서 이루어지는데, 이때 원하는 신호가 서브스트레이트(21) 위의 50Ω 라인을 지나 고주파 능동 소자 밖으로 나가서는 도파관(11)(31) 속을 지나가야 하므로 고주파 능동 소자의 입출력 부분에는 항상 서브스트레이트(21) 위의 50Ω 라인을 지나가는 전자파 모드를 도파관(11)(31) 속을 지나가는 전자파 모드로 변환해 주는 모드 변환기, 즉 상기 입/출력 모드 변환기(10)(30)가 구비되게 된다.In the case of the high frequency active element, an internal circuit implementation is made on the PCB or on the substrate 21 where the desired signal passes out of the high frequency active element via a 50 Ω line above the substrate 21 and out of the high frequency active element. In the input / output part of the high frequency active element, the mode converter, which converts the electromagnetic mode passing through the 50Ω line on the substrate 21 into the electromagnetic wave mode passing through the waveguides 11 and 31, is called. / Output mode converter 10, 30 is provided.
이러한 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 경우 별도로 실험 및 제작하여 일정한 삽입손실과 반사계수를 갖도록 설계함으로써 마치 기성 부품처럼 사용할 수 있으므로 상기 고주파 능동 소자의 설계는 주로 기구물(40) 내부 서브스트레이트(21) 위에 구현되는 고주파 회로(20)에 의해 제한되게 된다.The input / output mode converters 10 and 30 are designed to have a constant insertion loss and reflection coefficient by experimenting and manufacturing them separately, so that they can be used as a ready-made component. It is limited by the high frequency circuit 20 implemented on the straight 21.
한편, 종래에는 상기 고주파 회로(20)를 담고 있는 기구물(40)과 뚜껑(50)을 밀봉하여 기구물(40) 내부와 외부를 완전히 격리시킴으로써 외부 환경 변화나 외부에서 들어오는 이물질에 의해 기구물(40) 내부에 있는 오픈 칩 타입의 소자와 골드 와이어가 손상되는 것을 방지하였다.On the other hand, in the prior art by sealing the instrument 40 and the lid 50 containing the high-frequency circuit 20 to completely isolate the inside and the outside of the instrument 40 by the external environment changes or foreign matter coming from the outside 40 It prevents damage to the open chip type device and gold wire inside.
그러나, 상기 기구물(40)과 뚜껑(50)을 밀봉하는 과정이나 밀봉된 후 번-인(Burn-In) 등과 같은 스크린(Screening) 과정에서 상기 고주파 회로(20)의 이상으로 회로의 성능이 저하되게 되는 경우가 발생하였다.However, the performance of the circuit deteriorates due to the abnormality of the high frequency circuit 20 in a process of sealing the apparatus 40 and the lid 50 or a screening process such as burn-in after sealing. There was a case of becoming.
이에 따라, 종래에는 상기와 같이 고주파 회로(20)에 이상이 있거나 원하는 사양을 만족하지 못할 경우 상기 밀봉된 뚜껑(50)을 오픈(Open)하여 내부 고주파회로(20)를 튜닝하고 다시 밀봉하게 되는데, 이때 한번 오픈된 뚜껑은 사용할 수 없으므로 새로운 뚜껑으로 다시 밀봉하게 된다.Accordingly, in the related art, when the high frequency circuit 20 has an abnormality or does not satisfy a desired specification, the sealed lid 50 is opened to tune the internal high frequency circuit 20 and to seal it again. In this case, the lid once opened cannot be used, so it is sealed again with a new lid.
그러나, 상기와 같이 고주파 회로(20)에 이상이 있거나 원하는 사양을 만족하지 못할 경우마다 항상 밀봉된 뚜껑(50)을 오픈하고, 다시 새로운 뚜껑을 밀봉해야 하는 것은 비용이나 시간적으로 매우 비경제적인 문제점이 있었다.However, whenever there is an abnormality in the high frequency circuit 20 or does not satisfy the desired specifications as described above, it is necessary to always open the sealed lid 50 and seal the new lid again. there was.
즉, 밀봉하기 전에는 반드시 36시간 이상의 베이킹(Baking)으로 고주파 회로(20) 내부의 습기를 제거해야 함에 따라 많은 시간이 손실됨은 물론 새로운 뚜껑을 항상 사용해야 하므로 많은 비용이 소요되게 된다.That is, before sealing, it is necessary to remove moisture in the high frequency circuit 20 by baking for 36 hours or more, so that a lot of time is lost and a new lid must be used all the time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 입/출력 모드 변환기로 사용되는 도파관 내부에 금속 또는 절연체 조각을 부착하여 입/출력 모드 변환기의 특성을 변화시킴으로써 밀봉된 뚜껑을 오픈하지 않고도 고주파 회로 능동 소자의 이득 편평도와 반사계수 성능을 개선할 수 있으며, 이에 따라 비용 및 시간 손실을 줄일 수 있도록 한 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to attach a piece of metal or an insulator inside a waveguide used as an input / output mode transducer to change the characteristics of the input / output mode transducer so as not to open the sealed lid. It is possible to improve the gain flatness and reflection coefficient performance of a high frequency circuit active device without providing a high frequency circuit active device capable of waveguide tuning to reduce cost and time loss.
도 1은 일반적인 고주파 회로 능동 소자의 블록 구성도,1 is a block diagram of a general high frequency circuit active device;
도 2의 (가)는 뚜껑을 밀봉하기 전의 고주파 회로 능동 소자의 평면도를 보인 도면이고, (나)는 뚜껑을 밀봉한 후의 고주파 회로 능동 소자의 단면도를 보인 도면,Figure 2 (a) is a view showing a plan view of the high frequency circuit active device before sealing the lid, (b) is a view showing a cross-sectional view of the high frequency circuit active device after sealing the lid,
도 3은 본 발명의 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자의 입/출력 모드 변환기의 도파관 구성을 보인 도면.Figure 3 is a view showing the waveguide configuration of the input / output mode converter of the high-frequency circuit active element capable of waveguide tuning of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 입력 모드 변환기 20 : 고주파 회로10: input mode converter 20: high frequency circuit
30 : 출력 모드 변환기 40 : 기구물30: output mode converter 40: apparatus
50 : 뚜껑 11,31 : 도파관50: lid 11,31: waveguide
12,32 : RF핀 13,33 : 금속 또는 절연체 조각12,32 RF pin 13,33 Metal or insulator pieces
21 : 서브스트레이트21: Substrate
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자는, 도파관 내부에 RF핀이 형성되어 고주파 회로의 서브스트레이트와 상기 RF핀을 통해 고정 연결되어 있는 입/출력 모드 변환기와 고주파 능동 소자에 의한 내부 회로를 구현하는 고주파 회로를 기구물과 뚜껑으로 밀봉함으로써 외부와 완전히 격리시키도록 한 고주파 회로 능동 소자에 있어서, 상기 고주파 회로에 이상이 있거나 원하는 사양을 만족하지 못할 경우, 상기 도파관 내부의 RF핀 주위에 작은 금속이나 절연체 조각을 부착하여 입/출력 모드 변환기의 특성을 변화시켜 줌으로써 전체적인 고주파 회로 능동 소자의 이득 편평도나 반사계수 성능을 개선하는 것을 특징으로 한다.The high-frequency circuit active element capable of tuning the waveguide of the present invention for achieving the above object, the RF pin is formed inside the waveguide and the input / output mode converter is fixedly connected through the substrate and the RF pin of the high frequency circuit; A high frequency circuit active element in which a high frequency circuit that implements an internal circuit by a high frequency active element is completely isolated from the outside by sealing with an appliance and a lid, wherein the waveguide is provided when the high frequency circuit is abnormal or does not satisfy a desired specification. By attaching small metal or insulator pieces around the internal RF pin to change the characteristics of the input / output mode converter, the gain flatness and reflection coefficient performance of the whole high frequency circuit active device is improved.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the high-frequency circuit active element capable of tuning the waveguide according to the present invention.
도 3은 본 발명의 도파관 튜닝이 가능한 고주파 회로 능동 소자의 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 도파관(11)(31) 구성을 보인 도면으로서, 입/출력 모드 변환기(10)(30)는 한쪽 끝이 막힌 도파관(11)(31) 형태로서 도파관(11)(31) 내부에는 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 특성을 변화시키는 RF핀(12)(32)이 형성되어 있으며, 상기 RF핀(12)(32) 주위에는 전기적으로 등가 인덕터(Inductor) 또는 캐패시터(Capacitor) 역할을 수행하여 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 특성을 변화시키는 금속 또는 절연체 조각(13)(33)이 부착되어 있다.3 is a view showing the configuration of the waveguides 11 and 31 of the input / output mode converters 10 and 30 of the high-frequency circuit active element capable of tuning the waveguide of the present invention, and the input / output mode converters 10 and 30. ) Is formed in the form of waveguides 11 and 31 with one end closed, and RF pins 12 and 32 are formed inside the waveguides 11 and 31 to change the characteristics of the input / output mode converters 10 and 30. A piece of metal or insulator that acts as an equivalent inductor or capacitor around the RF pins 12 and 32 to change the characteristics of the input / output mode converters 10 and 30. (13) 33 are attached.
상기 RF핀(12)(32)은 도파관(11)(31)에 꽂아 형성하게 되는데, 이때 RF핀(12)(32)의 굵기, 길이, 도파관(11)(31)에 꽂힌 위치에 따라 그 특성이 변화하여 전체적으로 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 특성을 변화시키게 된다.The RF pins 12 and 32 are formed by being plugged into the waveguides 11 and 31, wherein the RF pins 12 and 32 are formed according to the thickness, length, and position of the waveguides 11 and 31. The characteristics are changed to change the characteristics of the input / output mode converter 10 and 30 as a whole.
그리고, 상기 RF핀(12)(32) 주위에 부착된 작은 금속 또는 절연체 조각(13)(33)은 도파관(11)(31) 내부에서 전기적으로 등가 인덕터나 캐패시터로 작용하여 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 특성을 변화시킬 수 있다.In addition, small pieces of metal or insulators 13 and 33 attached around the RF pins 12 and 32 act as electrical equivalent inductors or capacitors within the waveguides 11 and 31 to be input / output mode converters. (10) The characteristics of 30 can be changed.
따라서, 본 발명에서는 고주파 회로(20)에 이상이 있거나 원하는 사양을 만족하지 못하여 전체적인 고주파 회로 능동 소자의 이득 편평도나 반사계수 성능이 나빠질 경우 종래와 같이 밀봉된 뚜껑(50)을 오픈할 필요없이 상기 도파관(11)(31) 내부의 RF핀(12)(32) 주위에 에폭시(Epoxy)로 작은 금속이나 절연체 조각(13)(33)을 부착하여 입/출력 모드 변환기(10)(30)의 특성을 변화시켜 줌으로써 전체적인 고주파 회로 능동 소자의 이득 편평도나 반사계수 성능을 개선시키도록 하고 있다.Therefore, in the present invention, when the high frequency circuit 20 has an abnormality or does not satisfy a desired specification and the gain flatness or reflection coefficient performance of the overall high frequency circuit active element is deteriorated, the sealed lid 50 does not need to be opened as in the related art. A small piece of metal or insulator (13) (33) is attached with epoxy around the RF pins (12) (32) inside the waveguides (11) (31). By changing the characteristics, it is possible to improve the gain flatness and reflection coefficient performance of the overall high frequency circuit active device.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 입/출력 모드 변환기로 사용되는 도파관 내부에 작은 금속 또는 절연체 조각을 부착하여 입/출력 모드 변환기의 특성을 변화시킴으로써 밀봉된 뚜껑을 오픈하지 않고도 고주파 회로 능동 소자의 이득 편평도와 반사계수 성능을 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention attaches a small piece of metal or insulator inside a waveguide used as an input / output mode converter to change the characteristics of the input / output mode converter, thereby changing the characteristics of the high frequency circuit active element without opening the sealed lid. There is an effect that can improve the gain flatness and reflection coefficient performance.
그리고, 종래와 같이 밀봉된 뚜껑을 오픈한 후 새로운 뚜껑을 다시 밀봉하지 않음에 따라 그에 따른 비용 및 시간 손실을 줄일 수 있어 경제적인 효과도 있다.In addition, since the new lid is not sealed again after opening the sealed lid as in the related art, it is possible to reduce the cost and time loss due to the economic effect.
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