KR20020032902A - 광대역 저손실 전력분배장치 - Google Patents

광대역 저손실 전력분배장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020032902A
KR20020032902A KR1020000063650A KR20000063650A KR20020032902A KR 20020032902 A KR20020032902 A KR 20020032902A KR 1020000063650 A KR1020000063650 A KR 1020000063650A KR 20000063650 A KR20000063650 A KR 20000063650A KR 20020032902 A KR20020032902 A KR 20020032902A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
horn
sector
diaphragm
low loss
power distribution
Prior art date
Application number
KR1020000063650A
Other languages
English (en)
Inventor
김동석
Original Assignee
한상욱
주식회사 극동통신
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한상욱, 주식회사 극동통신 filed Critical 한상욱
Priority to KR1020000063650A priority Critical patent/KR20020032902A/ko
Publication of KR20020032902A publication Critical patent/KR20020032902A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/04—Coupling devices of the waveguide type with variable factor of coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10—Dielectric resonators

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 전력분배장치에 관한 것으로서, 특히 레이다용 슬롯도파관 배열안테나에서 사용하는 초고주파를 다중채널로 분배하는 광대역 저손실 전력분배장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 진행파 모드를 사용하는 E면 섹터혼 구조에서, 상기 섹터혼의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에 하나 또는 그 이상의 격막을 배열하고, 상기 격막에 의해서 생성되는 픽업혼의 개구크기를 조절하여 전력을 분배하는 광대역 저손실 전력분배장치를 제공한다.
따라서, 본 발명은 주파수에 따라 안테나의 빔방향, 즉 전파의 방향이 바뀌지 않는다. 그리고, 진행파 모드를 사용함으로써 광대역 특성을 얻을 수 있으며, 모든 초고주파 전력이 출력채널로 공급되므로 손실을 극소화 할 수 있다.

Description

광대역 저손실 전력분배장치{WIDEBAND LOW-LOSS POWER DIVIDER}
본 발명은 전력분배장치에 관한 것으로서, 특히 레이다용 슬롯도파관 배열안테나에서 사용하는 초고주파를 다중채널로 분배하는 광대역 저손실 전력분배장치에 관한 것이다.
전력분배장치를 급전장치 또는 빔 성형회로라고 부르기도 하는데, 이것은 전력분배장치를 안테나에 응용하는 경우이다.
일반적으로 3차원급 레이다에는 도파관에 슬롯을 파서 구성한 슬롯도파관을 여러개 배열한 슬롯도파관 배열안테나가 주로 사용된다. 도 1a는 기존의 슬롯도파관 배열안테나의 개념도이고, 도 1b는 기존의 슬롯도파관 배열안테나의 구성도이다.
그림에서 보는 바와 같이, 슬롯도파관 전력분배장치(10)로 입력된 RF전력은 급전슬롯(20)을 통하여 각각의 슬롯도파관(40)으로 분배된다. 분배된 RF전력은 슬롯도파관의 복사슬롯(50)을 통하여 자유공간으로 복사된다.
여러개의 슬롯 도파관에 전력을 공급하는 전력분배장치로도 슬롯도파관이 사용된다. 도 2a는 슬롯도파관 전력분배장치 개념도이고, 도 2b는 슬롯도파관 전력분배장치 구성도이다. 그림에서와 같이, 전파를 복사시키는 복사소자를 슬롯도파관 전력분배장치(10)의 급전슬롯(20)에 연결하여 사용한다.
급전장치는 크게 하나의 주급전선에서 순차적으로 전력을 분배해내는 직렬급전장치와, 하나의 기준점에서 동시에 여러개의 출력을 분배해내는 병렬급전장치로 나누어진다.
도 2의 슬롯도파관 전력분배장치는 직렬급전장치로서, 항상 주급전선에 일정량의 전력이 남아 있어야 전력을 분배해 낼 수 있다. 따라서, 마지막에 남은 전력(3~10%)을 흡수시켜 열로 발산하며, 이 때 사용하는 전파흡수체는 종단부하(30,60) 또는 터미네이션이라고 부르는 도파관 입력측의 반대편에 설치한다.
따라서, 입력되는 전력의 일부를 항상 흡수시켜야 하므로, 전력손실이 발생하는 문제점이 있다.
상술한 안테나에서는 구조적으로 직렬급전장치인 슬롯도파관을 이용하므로, 일정간격(d, 도 2a 참조)을 두고 차례로 전력을 분배하는데, 상기 간격이 주파수에 따라 다른 위상지연값을 주게 된다. 그러므로, 각 출력단의 위상이 주파수에 따라 달라지게 되며, 주파수에 따라 안테나의 빔방향, 즉 전파의 복사방향이 바뀌게 되는 문제점이 있다. 또한, 공진형 슬롯구조를 이용하므로 광대역 특성을 얻기가 불가능한 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 병렬급전 구조를 이용하여 주파수에 따라 빔방향이 불변이고, 광대역 주파수 특성을 가지며, 전력손실을 최소화한 광대역 저손실 전력분배장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에서는, 혼 구조의 외부 하우징을 형성하는 섹터혼과; 상기 섹터혼 내부의 미리 지정된 공간에 설치되어, 전력을 분배하는 하나 또는 그 이상의 격막을 포함하는 광대역 저손실 전력분배장치를 제공한다.
상기 격막은 상기 섹터혼 내부의 소정 위치에 배치되는 입력부와; 상기 섹터혼의 형상을 따라 형성된 안내부와; 상기 섹터혼의 개구면을 향해 배치되는 출력부로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 입력부는 전력이 유입되는 첨두(尖頭)부와; 상기 첨두부로부터 상기 섹터혼을 따라 일정 비율로 두께가 증가되는 변환부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 첨두부와 상기 변환부는 상기 섹터혼의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에서 대칭 병렬 구조로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 섹터혼은 E면(electric plane) 혼이며, 상기 격막은 구형(矩形)인 것을 특징으로 한다.
상기 격막과 상기 섹터혼 또는 상기 격막과 또 다른 격막에 의해서 픽업혼이 형성되며, 상기 픽업혼의 E면(electric plane) 입구크기를 조절하여 전력을 소정의 비율로 분배하는 것을 특징으로 한다.
상기 픽업혼은 진행파 모드를 사용하여 광대역 특성을 가지며, 주파수에 따른 빔방향의 변화가 없는 것을 특징으로 한다.
도 1a는 기존의 슬롯도파관 배열안테나의 개념도이고,
도 1b는 기존의 슬롯도파관 배열안테나의 구성도이고,
도 2a는 슬롯도파관 전력분배장치 개념도이고,
도 2b는 슬롯도파관 전력분배장치 구성도이고,
도 3a는 본 발명에 따른 광대역 저손실 전력분배장치의 외형도이고,
도 3b는 본 발명의 횡단면도이고,
도 3c는 본 발명의 부위별 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광대역 저손실 전력분배장치 110 : 섹터혼
112 : 직각 도파관부 114 : 도파관 변환부
116 : 혼 영역부 120 : 격막
121 : 첨두부 122 : 입력부
123 : 변환부 124 : 안내부
125 : 출력부 130 : 픽업혼
본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에서는 진행파 모드를 사용하는 E면(electric plane) 섹터혼 구조에서, 상기 섹터혼의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에 하나 또는 그 이상의격막을 배열하고, 상기 격막에 의해서 생성되는 픽업혼의 개구크기를 조절하여 전력을 분배하는 광대역 저손실 전력분배장치를 바람직한 실시예로서 제안한다.
도 3a는 본 발명에 따른 광대역 저손실 전력분배장치의 외형도이고, 도 3b는 본 발명의 횡단면도이고, 도 3c는 본 발명의 부위별 단면도이다. 도 3에 도시한 혼 구조는 E면(electric plane)을 확장한 것이다.
도 3을 참조하면, 광대역 저손실 전력분배장치(100)는 혼 구조의 외부 하우징을 형성하는 섹터혼(110)과, 섹터혼(110) 내부의 미리 지정된 공간에 설치되어, 전력을 분배하는 하나 또는 그 이상의 격막(120)을 포함한다.
격막(120)은 섹터혼(110) 내부의 소정 위치에 배치되는 입력부(122)와, 섹터혼(110)의 형상을 따라 형성된 안내부(124)와, 섹터혼(110)의 개구면을 향해 배치되는 출력부(125)로 구성된다.
입력부(122)는 전력이 유입되는 첨두(尖頭)부(121)와, 첨두부로부터 섹터혼을 따라 일정 비율로 두께가 증가되는 변환부(123)로 이루어진다.
격막의 첨두부(121)와 변환부(123)는 섹터혼(110)의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에서 대칭 병렬 구조로 배치된다.
섹터혼(110)은 E면(electric plane) 혼이며, 격막(120)은 구형(矩形)인 것을 바람직한 실시예로 제안한다.
격막(120)과 섹터혼(110) 또는 격막과 또 다른 격막에 의해서 픽업혼(130)이 형성되며, 픽업혼(130)의 E면(electric plane) 입구크기를 조절하여 전력을 소정의 비율로 분배한다. 픽업혼(130)은 진행파 모드를 사용하여 광대역 특성을 가지며,주파수에 따른 빔방향의 변화가 없다.
이와 같이 구성된 본 발명에서, 입사된 전력이 픽업혼을 통과하면서 전력분배 되는 과정을 자세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서, 전력은 기본모드인 TE10모드를 사용하고, 섹터혼(110)은 E면(electric plane) 혼을 사용하며, 격막(120)은 구형(矩形)인 것을 일실시예로서 설명하기로 한다.
도 3b와 3c는 도 3a 에 도시한 가-가 선을 기준으로 본 단면도이다.
도 3b와 도 3c를 참조하면, 광대역 저손실 전력분배장치(100)의 직각 도파관부(112, A-A 단면)로 입사된 TE10모드의 전력은 도파관 변환부(114, B-B 단면)를 통과하면서 원통형 TE10모드로 바뀐 다음에, 혼 영역부(116, C-C 단면)를 지나가게 된다.
혼 영역부(116)는 필요한 채널 개수를 구현하기 위한 영역이며, 이 영역의 끝단부분(D-D)에 필요한 채널개수 만큼의 격막(120)을 배치한다.
격막의 입력부(122)에서 전력이 유입되는 격막의 첨두(尖頭)부(121)와, 첨두부(121)로부터 섹터혼(110)을 따라 일정 비율로 두께가 증가되는 변환부(123)는, 섹터혼(110)의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에서 대칭 병렬 구조로 배치된다.
따라서, 각각의 첨두부(121)에서 나누어진 전력은 변환부(123, E-E 단면)를 거치면서 각각 TE10모드로 변환되고, 안내부(124)를 통하여 출력부(125, F-F 단면)에 도달된다. 이러한 전력분배장치는 기본적으로 도파관 구조로 이루어져 있으므로도파관의 고유한 특성들이 그대로 유지된다.
격막(120)과 섹터혼(110) 또는 격막과 또 다른 격막에 의해서 픽업혼(130)이 형성되는데, 상기 픽업혼에서 전력이 분배되는 과정을 더 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 3a와 도 3c에서, a는 도파관 H면(magnetic plane) 크기를 표시하고, 이 값이 도파관의 차단주파수를 결정하게 된다. 본 발명에서는 H면(magnetic plane)의 크기를 변화시키지 않으므로 차단주파수에 변화가 없으며, 기본적으로 도파관이 수용하는 전 대역의 주파수에서 사용 가능하다.
b는 도파관 E면(electric plane)의 크기를 표시하며, b의 크기는 도파관의 차단주파수와 무관하므로 전파특성에 영향을 주지 않는다. 즉, E면(electric plane)의 크기는 필요한만큼 키우거나 줄일 수 있고, 필요한 개수로 나눌 수도 있다. 또한, E면(electric plane) 방향으로는 전계분포가 균일하므로 전력분포가 균일하다. 도 3c에 도시한 화살표는 E면(electric plane) 방향의 전계가 일정하다는 것을 나타내고 있다.
따라서, 전력을 여러 개로 나누어 분배할 때, 분배되는 전력은 각 픽업혼(130)의 E면(electric plane) 입구크기(또는 개구크기)에 비례한다. 즉, 전력이 섹터혼의 전체 개구크기에 대한 각 픽업혼 개구크기의 비율로 분배되므로, 전력분배를 결정하는 변수는 주파수와 무관하다.
본 발명은 전력전달이 진행파 모드를 사용하며, 기본적으로 전자계 분포가 TE10모드의 모양을 주파수에 무관하게 유지하므로 광대역 특성을 지니게 된다. 그리고, 모든 전력이 폐쇄된 도파관 구조를 통과하므로 손실이 최소화 된다. 또한, 구조적으로 완전한 대칭의 병렬구조를 사용하므로 주파수에 따른 안테나 빔방향의 변화가 없다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 병렬급전구조를 사용함으로써 주파수에 따라 안테나의 빔방향, 즉 전파의 방향이 바뀌지 않는다.
그리고, 진행파 모드를 사용함으로써 광대역 특성을 얻을 수 있으며, 모든 초고주파 전력이 출력채널로 공급되므로 손실을 극소화하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 혼 구조의 외부 하우징을 형성하는 섹터혼과;
    상기 섹터혼 내부의 미리 지정된 공간에 설치되어, 전력을 분배하는 하나 또는 그 이상의 격막을 포함하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 격막은
    상기 섹터혼 내부의 소정 위치에 배치되는 입력부와;
    상기 섹터혼의 형상을 따라 형성된 안내부와;
    상기 섹터혼의 개구면을 향해 배치되는 출력부로 구성된 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 입력부는
    전력이 유입되는 첨두(尖頭)부와;
    상기 첨두부로부터 상기 섹터혼을 따라 일정 비율로 두께가 증가되는 변환부로 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 첨두부는
    상기 섹터혼의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에서 대칭 병렬 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 변환부는
    상기 섹터혼의 길이를 축으로 한 소정 반경의 동심원상에서 대칭 병렬 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섹터혼은 E면(electric plane) 혼인 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 격막은 구형(矩形)인 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 격막과 상기 섹터혼 또는 상기 격막과 또 다른 격막에 의해서 픽업혼이 형성되며, 상기 픽업혼의 E면 입구크기를 조절하여 전력을 소정의 비율로 분배하는 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 픽업혼은 진행파 모드를 사용하여 광대역 특성을 가지며, 주파수에 따른 빔방향의 변화가 없는 것을 특징으로 하는 광대역 저손실 전력분배장치.
KR1020000063650A 2000-10-28 2000-10-28 광대역 저손실 전력분배장치 KR20020032902A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000063650A KR20020032902A (ko) 2000-10-28 2000-10-28 광대역 저손실 전력분배장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000063650A KR20020032902A (ko) 2000-10-28 2000-10-28 광대역 저손실 전력분배장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020000030174U Division KR200217325Y1 (ko) 2000-10-28 2000-10-28 광대역 저손실 전력분배장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020032902A true KR20020032902A (ko) 2002-05-04

Family

ID=19695896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000063650A KR20020032902A (ko) 2000-10-28 2000-10-28 광대역 저손실 전력분배장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020032902A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101867227B1 (ko) * 2017-05-10 2018-06-12 고려대학교 산학협력단 균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 도파관
CN112993508A (zh) * 2021-02-10 2021-06-18 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） Ka波段一分八微带扇形功分器
KR20220096145A (ko) * 2020-12-30 2022-07-07 고려대학교 산학협력단 H-plane 방향으로 균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 금속 도파관

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0102686A2 (en) * 1982-05-31 1984-03-14 Fujitsu Limited Device for distributing and/or combining microwave electric power
JPS5961302A (ja) * 1982-09-30 1984-04-07 Fujitsu Ltd マイクロ波電力分配・合成器
JPS59158101A (ja) * 1983-02-28 1984-09-07 Fujitsu Ltd マイクロ波電力分配合成器
JPH02217002A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Mitsubishi Electric Corp 電力分配器
JPH07321515A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Mitsubishi Electric Corp 電力分配器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0102686A2 (en) * 1982-05-31 1984-03-14 Fujitsu Limited Device for distributing and/or combining microwave electric power
JPS5961302A (ja) * 1982-09-30 1984-04-07 Fujitsu Ltd マイクロ波電力分配・合成器
JPS59158101A (ja) * 1983-02-28 1984-09-07 Fujitsu Ltd マイクロ波電力分配合成器
JPH02217002A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Mitsubishi Electric Corp 電力分配器
JPH07321515A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Mitsubishi Electric Corp 電力分配器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101867227B1 (ko) * 2017-05-10 2018-06-12 고려대학교 산학협력단 균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 도파관
KR20220096145A (ko) * 2020-12-30 2022-07-07 고려대학교 산학협력단 H-plane 방향으로 균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 금속 도파관
CN112993508A (zh) * 2021-02-10 2021-06-18 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） Ka波段一分八微带扇形功分器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0793866B1 (en) Planar antenna
EP0086351A1 (en) Geodesic dome/lens antenna
JP4128686B2 (ja) 平面アンテナ
CN112259962B (zh) 基于双模平行波导的双频段共口径天线阵
JP4535641B2 (ja) 一次放射器および移相器ならびにビーム走査アンテナ
US5883603A (en) Method for adjusting radiation direction of antenna
CN110048204A (zh) 矩形波导径向功率合成器
KR20020032902A (ko) 광대역 저손실 전력분배장치
KR200217325Y1 (ko) 광대역 저손실 전력분배장치
US10797369B2 (en) Arrayed waveguide-to-parallel-plate twist transition with higher-order mode optimization
CN114530358B (zh) 一种同轴单电子注多通道螺旋线行波管
KR20020075209A (ko) 다중 구조를 갖는 도파관 슬롯안테나
CN210272627U (zh) 一种花瓣状1分4波导功分器
JPH02280504A (ja) 漏洩型導波管スロットアレーアンテナ
CN114447634A (zh) 一种波导喇叭阵列天线
US6043787A (en) Beam modifying trough waveguide antenna
CN113471707A (zh) 一种阵列源设计的超宽频漏泄同轴电缆
CN113471680A (zh) 一种基于多层平行板波导的宽带线源
Sironen et al. A 60 GHz conical horn antenna excited with quasi-Yagi antenna
CN110620285A (zh) 花瓣状1分4波导功分器
JP3026711B2 (ja) 偏波共用給電装置
CN218602745U (zh) 一种阵列天线
CN115621749A (zh) 一种基于平行板波导的反射面阵列线源
CN113517571B (zh) 一种基于多层矩形波导功分结构的cts天线
CN114865262B (zh) 基于电磁禁带结构的行波功率合成器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application