KR20020062605A - NRD Waveguide Transceiver for Millimeter Wave - Google Patents
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Abstract
Description
비방사성 유전체도파관(NRD waveguide)은 도전성 평행 평판의 간격을 사용하고자하는 주파수의 반파장 이하로 하고, 그 사이에 비방사유전체선로를 삽입함으로서 새로운 개념의 전송선로가 형성되어 밀리미터파 대역(30GHz∼300GHz)의 주파수에 대하여 마이크로스트립 선로보다 낮은 전송손실을 갖고, 기존의 도파관에 비해 가공이 쉽고 회로구성이 용이하다.Non-radioactive dielectric waveguides (NRD waveguide) should be less than half the wavelength of the desired frequency of the conductive parallel plate, and a new concept transmission line is formed by inserting non-radial dielectric lines therebetween, and the millimeter wave band (30GHz to It has lower transmission loss than the microstrip line for the frequency of 300 GHz), and it is easier to process and easier to construct than the conventional waveguide.
종래의 NRD 가이드를 이용한 송수신기(인용발명: 출원번호 10-2001-0008331)에 있어서, 발진부(Oscillator)에서의 발진 신호는 변조부와 밸런스 믹서부로 보내기 위해 3dB 커플러를 통해 신호전력을 배분하여 송신부에서는 반송파로 수신부에서는 국부발진파로 사용하게 된다.In the transceiver using the conventional NRD guide (cited invention: Application No. 10-2001-0008331), the oscillation signal from the oscillator distributes the signal power through the 3dB coupler to send to the modulator and the balance mixer, The carrier path receiver is used as a local oscillation wave.
이때 밀리미터파 대역(30GHz∼300GHz)에서 하나의 발진부에서 커플링되어 배분된 신호전력은 변조부와 밸런스 믹서부로 전달되는 과정에서 원신호전력에 비해 온도, 전압 및 부하의 영향으로 인해 안정도가 감소하거나, 위상잡음이 발생하여 초고속 통신에 필요한 발진 신호원으로서의 우수한 특성을 얻지 못해 수신기의 감도가 낮아져 장거리 통신이 어렵게 된다.At this time, in the millimeter wave band (30 GHz to 300 GHz), the signal power coupled and distributed from one oscillator is reduced in stability due to the influence of temperature, voltage, and load compared to the original signal power in the process of being transmitted to the modulator and the balance mixer. As a result, phase noise is generated and excellent characteristics as an oscillation signal source necessary for high-speed communication are not obtained, so the sensitivity of the receiver becomes low, making long-distance communication difficult.
또한 일반적으로 커플러에 의해 배분된 불안정한 신호전력은 대역통과 필터를 이용하여 필터링 된 국부발진파(LO)를 얻기도 하지만, 송신부의 발진에 실린 변조신호가 수신부에서 잡음이 되어 귀환하여 송신 변조신호가 수신신호에 영향을 미치게 되며, 송신 변조신호가 수신신호와 혼합되어 간섭신호가 발생하는 등 전체적으로 수신 감도가 떨어져 고감도 송수신이 불가능하게 되는 요인이 된다.In addition, the unstable signal power distributed by the coupler generally obtains a local oscillation wave (LO) filtered using a bandpass filter, but the modulation signal carried by the oscillation of the transmitter becomes a noise at the receiver, and the transmission modulated signal is returned. The reception signal is affected, and the transmission modulation signal is mixed with the reception signal to generate an interference signal, and thus, the reception sensitivity is lowered as a whole.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 장치 및 방법으로,The present invention is an apparatus and method for solving the above problems,
송신부와 수신부의 신호전력원으로 커플러에 의해 배분된 발진 신호전력으로 이용하지 않고, 국부발진용 발진소자(16)와 송신측의 변조용 발진소자(17)를 별도로 분리하여 장착하고,Instead of using the oscillation signal power distributed by the coupler as the signal power source of the transmitter and receiver, the oscillation element 16 for local oscillation and the oscillation element 17 for modulation on the transmission side are separately mounted and mounted.
또한 송신발진에 걸린 변조신호가 수신측의 잡음으로서의 영향을 원천적으로 차단하기 위해 송수신 분리용 대역통과 필터(4, 5)를 송수신 양단 NRD 가이드 선로(32)에 장착함으로 송신 신호에 실린 신호가 수신 신호로 유입되는 것을 원천적으로 차단하는 듀플렉서를 구성하여 고감도 수신이 가능토록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, in order to fundamentally block the influence of the modulation signal subjected to transmission oscillation as the noise on the receiving side, the signals carried in the transmission signal are received by mounting the transmission / reception bandpass filters 4 and 5 on the NRD guide lines 32 at both ends of the transmission and reception. It aims to enable high-sensitivity reception by constructing duplexer that inherently blocks incoming signal.
도 1: NRD 가이드용 송·수신기(Transceiver)의 전체적인 사시도이다.1 is an overall perspective view of a transceiver for an NRD guide.
도 2: NRD 가이드용 송·수신기(Transceiver)의 평면도이다.2 is a plan view of a transmitter / receiver for an NRD guide.
도 3: NRD 가이드용 송·수신기(Transceiver)의 동작을 설명하기 위하여 블록도이다.3 is a block diagram for explaining the operation of a transmitter / receiver for an NRD guide.
도 4: 변조부 및 국부발진부에서 60GHz 대역의 발진을 일으키는 건다이오드를 장착한 발진소자의 사시도이다.4 is a perspective view of an oscillation element equipped with a gun diode that causes oscillation in a 60 GHz band in a modulator and a local oscillator.
도 5: 불필요 모드를 억제하기 위한 모드 스프레서의 투영도이다.5 is a projection view of a mode compressor for suppressing unnecessary modes.
도 6: 스트립공진기의 사각형 금속박막 길이에 따른 발진되는 중심주파수의 변화를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the change of the oscillation center frequency according to the rectangular metal thin film length of the strip resonator.
도 7: NRD 가이드용 1차 및 2차 서큘레이터의 구조를 나타낸 사시도이다.7: The perspective view which shows the structure of the primary and secondary circulators for NRD guides.
도 8: 송·수신 분리용 듀플렉서를 나타낸 사시도이다.8: A perspective view showing a duplexer for transmitting and receiving separation.
도 9: 원통형 세라믹 공진기의 세부적인 구조를 나타낸 사시도이다.9 is a perspective view showing a detailed structure of a cylindrical ceramic resonator.
도 10: 사용주파수 60GHz에 대한 송신 선로상의 대역통과 필터의 전송손실 특성을 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing transmission loss characteristics of a bandpass filter on a transmission line for a use frequency of 60 GHz.
도 11: 사용주파수 60GHz에 대한 수신 선로상의 대역통과 필터의 전송손실특성을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing transmission loss characteristics of a bandpass filter on a reception line for a use frequency of 60 GHz.
도 12: 송신단의 ASK 변조를 얻기 위한 변조부를 나타낸 사시도이다.12 is a perspective view showing a modulator for obtaining ASK modulation of a transmitting end.
도 13: 쇼트키 다이오드 마운트의 구조를 나타낸 사시도이다.Fig. 13: A perspective view showing the structure of the Schottky diode mount.
도 14: 변조부에서의 송신 변조신호를 주파수별로 변조신호를 증가시켜 나타낸 변조특성 그래프이다.14 is a graph of modulation characteristics in which a modulated signal is increased for each frequency of a transmission modulated signal in a modulator.
도 15: 3dB커플러와 두개의 쇼트키배리어다이오드 마운트로 구성되어 있는 밸런스 믹서를 나타낸 평면도이다.Fig. 15 is a plan view showing a balance mixer composed of a 3 dB coupler and two Schottky barrier diode mounts.
도 16: 밸런스 믹서를 사용하여 수신되는 중간주파수(IF)에 따른 변환손실(Conversion Loss)의 결과를 나타낸 그래프이다.16 is a graph showing the results of conversion loss according to an intermediate frequency IF received using a balance mixer.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 상부도체판1: upper conductor plate
2: 하부도체판2: lower conductor plate
3: 안테나3: antenna
4, 5: 원통형 세라믹 공진기4, 5: cylindrical ceramic resonator
6, 7: NRD 가이드용 서큘레이터를 구성하는 페라이트 공진기6, 7: Ferrite resonator constituting circulator for NRD guide
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: 모드스프레서8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15: mode
16, 17: 건 다이오드가 장착된 발진소자(Oscillator)16, 17: Oscillator with Gun Diode
18, 19: 건 다이오드 마운트로부터 발생한 발진파를 NRD 가이드 선로로 급전하기 위한 스트립공진기18, 19: strip resonator for feeding oscillating wave from gun diode mount to NRD guide line
20: 변조부의 쇼트키배리어다이오드가 장착된 쇼트키 다이오드마운트20: Schottky diode mount with Schottky barrier diode
21, 22: 밸런스 믹서부의 쇼트키배리어다이오드가 장착된 쇼트키 다이오드마운트21, 22: Schottky Diode Mount with Schottky Barrier Diode in Balanced Mixer Section
23, 24, 25: NRD 가이드 선로와 유전체 기판의 임피던스 정합을 위한 고유전율 시트(High Permittivity Sheet)23, 24, 25: High Permittivity Sheets for Impedance Matching of NRD Guide Lines and Dielectric Substrates
26: 변조부의 쇼트키배리어다이오드 마운트의 후방에 놓여지는 후방 테프론26: Rear Teflon placed behind the Schottky Barrier Diode Mount of the Modulator
27, 28: 밸런스 믹서부에 장착되는 쇼트키배리어다이오드 마운트의 후방에 놓여지는 후방테프론27, 28: rear teflon placed behind the Schottky barrier diode mount mounted on the balance mixer section
29, 30: 주파수 안정용 세라믹 공진기29 and 30: frequency stabilized ceramic resonator
31: 곡률반경이 180°인 NRD 가이드 선로31: NRD guide line with a radius of curvature of 180 °
32a, 32b, 32c, 32d: NRD 가이드 선로32a, 32b, 32c, 32d: NRD guide track
33: 건다이오드33: gun diode
34: 테프론 디스크34: Teflon disc
35: 세라믹 디스크35: ceramic disc
36: 테프론 튜브36: teflon tube
37: 쇼트키배리어다이오드37: Schottky Barrier Diode
38: 금속박막38: metal thin film
39, 40: 페라이트 디스크39, 40: ferrite disc
41: 페라이트 공진기용 테프론 튜브41: Teflon tube for ferrite resonator
본 발명의 NRD 가이드를 이용한 밀리미터파 대역용 송수신기(Transceiver)에 있어서,In the transceiver for the millimeter wave band using the NRD guide of the present invention,
도 1은 NRD 가이드용 송수신기(Transceiver)의 전체적인 사시도이며, 도 2는 NRD 가이드용 송수신기(Transceiver)의 평면도를 나타낸 도이다.FIG. 1 is an overall perspective view of a transceiver for an NRD guide, and FIG. 2 is a view showing a plan view of a transceiver for an NRD guide.
도 1과 2에 있어서,1 and 2,
안테나 및 송수신용 듀플렉서를 중심으로 수신단과 송신단으로 구분하고, 송신단은 안테나(3), ASK 변조부, 송수신용 듀플렉서로 구성되며, 수신단은 안테나(3), 밸런스 믹서부, 송수신용 듀플렉서로 구성되어진다.The receiving end and the transmitting end are divided into the receiving end and the transmitting end around the antenna and the transmitting and receiving duplexer, and the transmitting end is composed of the antenna 3, the ASK modulator and the transmitting and receiving duplexer. Lose.
송신단의 ASK 변조부는 1차 서큘레이터의 페라이트 공진기(7)를 중심으로 입력포트, 차단포트 및 출력포트가 120°각도로 ASK 변조부를 구성하고, 입력포트는 모드스프레서(11), NRD 가이드 선로(32c), 모드스프레서(14), 스트립공진기(19), 발진소자(17)를 순서대로 구성되며, 차단포트는 초고속, 광대역 ASK 위상변조가 가능하도록 모드스프레서(12), 전방 테프론 NRD 가이드 선로(32b), 쇼트키배리어다이오드 마운트(20), 고유전율시트(23) 및 후방 테프론 NRD 가이드 선로(26)를 순서대로 구성되며, 출력포트는 모드스프레서(13), NRD 가이드 선로(32a)가 순서대로 구성되어진다.The ASK modulator of the transmitter is composed of the input port, the blocking port, and the output port at an angle of 120 ° centering on the ferrite resonator (7) of the primary circulator. The input port includes the mode sprayer (11) and the NRD guide line. 32c, the mode compressor 14, the strip resonator 19, and the oscillation element 17 in order, and the blocking port is a mode compressor 12, front Teflon NRD to enable ultra-high speed, wideband ASK phase modulation The guide line 32b, the Schottky barrier diode mount 20, the high dielectric constant sheet 23, and the rear Teflon NRD guide line 26 are formed in this order, and the output port is a mode sprayer 13, an NRD guide line ( 32a) are constructed in order.
수신단의 밸런스 믹서부는 밴드부와 NRD 가이드 직선선로부가 최적의 공극간격으로 결합된 방향성결합기(coupler)로서 밸런스 믹서부를 구성하고, 밴드부는 NRD 가이드 곡선선로(31)로 구성하며, 국부발진파를 전달하기 위한 국부발진용 발진소자(16)가 개별로 NRD 가이드 곡선선로(31) 선단에 장착되고, 후단에는 전방(31) 및 후방 테프론 NRD 가이드 선로(28) 사이에 쇼트키배리어다이오드 마운트(22)가 장착되어 양면에 임피던스 정합을 위한 고유전율시트(25)가 삽입된 형태로 구성되며, NRD 가이드 직선 선로부는 전방(32b) 및 후방 테프론 NRD 가이드 선로(27) 사이에 쇼트키배리어다이오드 마운트(21)가 장착되어 양면에 임피던스 정합을 위한 고유전율시트(24)가 순서대로 삽입된 형태로 구성되어진다.The balance mixer section of the receiving end constitutes a balance mixer section as a directional coupler in which the band section and the NRD guide straight line section are coupled at an optimum gap, and the band section consists of an NRD guide curved line 31 to transmit local oscillation waves. The oscillation element 16 for local oscillation is separately mounted at the tip of the NRD guide curve line 31, and at the rear end, a Schottky barrier diode mount 22 is disposed between the front 31 and the rear Teflon NRD guide line 28. The high dielectric constant sheet 25 for impedance matching is inserted on both sides thereof, and the NRD guide linear line portion is configured between the front 32b and the rear Teflon NRD guide line 27. Is equipped with a high dielectric constant sheet 24 for impedance matching on both sides is configured in the form inserted in order.
송수신용 듀플렉서는 2차 서큘레이터의 페라이트 공진기(6)를 중심으로 안테나(3), 송신측 대역통과 필터부 및 수신측 대역통과 필터부가 순서대로 120°각도로 구성되고, 안테나는 모드스프레서(8) 및 NRD 가이드 선로로 구성되며, 송신측 및 수신측 대역통과 필터부는 모드스프레서(9, 10), 복수개의 원통형세라믹공진기(4, 5) 및 NRD 가이드 송수신 선로(32a, 32b)를 순서대로 구성되어진다.The transmitting / receiving duplexer is composed of the antenna 3, the transmitting band pass filter unit and the receiving side band pass filter unit in order of 120 ° centering around the ferrite resonator 6 of the secondary circulator. 8) and the NRD guide line, and the transmitting and receiving band pass filter unit sequentially modulates the compressors 9 and 10, the plurality of cylindrical ceramic resonators 4 and 5, and the NRD guide transmitting and receiving lines 32a and 32b. It is composed as follows.
도 3은 NRD 가이드용 송수신기(Transceiver)의 동작을 설명하기 위하여 블록도로서 나타낸 도이다.3 is a block diagram illustrating the operation of the NRD guide transceiver.
도 3에 있어서, 건 다이오드(33)를 이용하여 발진을 일으키는 변조부용 발진소자(17)는 1차 서큘레이터의 NRD 가이드 선로 종단에 장착되고, 이를 통해 1차 서큘레이터를 이용하여 변조부로 전달되어 변조신호가 얻어지며, 변조신호는 1차 서큘레이터를 지나 듀플렉서(점선안)에 의해 안테나(3)로 전달되어 송신된다.In FIG. 3, the oscillation element 17 for the modulator, which generates the oscillation using the gun diode 33, is mounted at the end of the NRD guide line of the primary circulator, and is transmitted to the modulator using the primary circulator. The modulated signal is obtained, and the modulated signal is transmitted to the antenna 3 by a duplexer (dotted line) after passing through the primary circulator.
또한 수신되어지는 신호는 안테나(3)로 유도되어 듀플렉서(점선안)에 의해 밸런스 믹서부의 3dB 커플러의 한 입력단자로 전달되고, 180°밴드부에 장착된 발진소자(16)에 의한 발진전력은 국부발진전력(LO)으로서 커플러에 의한 배분된 신호전력과 혼합되어 중간주파수(IF)를 얻게 된다.In addition, the signal to be received is guided to the antenna 3 and transmitted to the input terminal of the 3dB coupler of the balance mixer section by a duplexer (in the dotted line), and the oscillation power by the oscillation element 16 mounted on the 180 ° band section is local. The oscillating power LO is mixed with the signal power distributed by the coupler to obtain the intermediate frequency IF.
본 발명에 있어서, 60GHz 대역의 발진을 일으키는 국부발진용 발진소자(16)와 변조부용 발진소자(17)는 동일형태의 것으로서 도 4에 도시하였다. 도 4에 있어서 발진소자는 건 다이오드(33)를 사용하고 건다이오드(33)가 동작할 때에 발생하는 열을 방열하기 위해 건다이오드 마운트를 장착하고, 건다이오드(33)에 바이어스가 인가되어 발진된 전파를 NRD 가이드 선로(32)에 공급하기 위해 스트립공진기(18, 19)를 이용한다. 이때 발생하는 불필요 모드를 억제하기 위하여 모드 스프레서(14, 15)가 삽입된다.In the present invention, the oscillation element 16 for local oscillation and the oscillation element 17 for modulation section which cause oscillation in the 60 GHz band are shown in FIG. In FIG. 4, the oscillation element uses a gun diode 33, mounts a gun diode mount to dissipate heat generated when the gun diode 33 operates, and oscillates by applying a bias to the gun diode 33. Strip resonators 18 and 19 are used to feed the radio waves to the NRD guide line 32. Mode suppressors 14 and 15 are inserted to suppress the unnecessary mode that occurs at this time.
도 5는 모드스프레서의 투영도이다.5 is a projection view of the mode sprayer.
도 6은 유전율이 2.56이고 두께가 0.3mm인 유전체 기판의 사각형의 금속박막(38) 패턴으로 이루어진 스트립공진기(18, 19)의 사각형 금속박막(38) 길이에 따른 발진되는 중심주파수의 변화를 그래프로 나타낸 도이다.6 is a graph showing the change of the oscillation center frequency according to the length of the rectangular metal thin film 38 of the strip resonators 18 and 19 having a pattern of the rectangular metal thin film 38 of the dielectric substrate having a dielectric constant of 2.56 and a thickness of 0.3 mm. It is a figure shown.
도 7은 1차 서큘레이터 및 2차 서큘레이터의 구조를 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view illustrating the structures of the primary circulator and the secondary circulator.
도 7에 있어서, 서큘레이터는 대표적인 비가역소자이다. 즉 비대칭형이기 때문에 불필요모드가 발생하는 데, 서큘레이터의 각도를 120° 간격으로 배치되어 있는 NRD 가이드 선로(32)와 페라이트 공진기(6, 7)의 사이에 도 5에서 제시한 동일한 모드스프레스를 삽입함으로서 불필요모드에 의한 전송손실을 방지할 수 있다.In Fig. 7, the circulator is a representative irreversible element. In other words, the asymmetric type causes an unnecessary mode, and the same mode press shown in FIG. 5 between the NRD guide line 32 and the ferrite resonators 6 and 7 in which the angle of the circulator is arranged at 120 ° intervals. By inserting, the transmission loss due to the unnecessary mode can be prevented.
또한 도 7에 있어서, 서큘레이터에 삽입되는 페라이트 공진기(6, 7)는 페라이트 디스크(39, 41)와 테프론 튜브(40)로 구성되어 있는 것을 점선원안에 나타내고 있다. 60GHz 대역에서 사용되어지는 페라이트 디스크(39, 41)의 직경은 2.8mm이고, 두께는 0.78mm를 사용하였으며, 테프론 튜브(40)의 높이는 1.69mm를 사용하였다.In Fig. 7, the ferrite resonators 6 and 7 inserted into the circulator are composed of ferrite disks 39 and 41 and Teflon tubes 40 in the dotted circles. The diameters of the ferrite disks 39 and 41 used in the 60 GHz band were 2.8 mm, the thickness was 0.78 mm, and the height of the Teflon tube 40 was 1.69 mm.
본 발명에 있어서, 송신발진에 걸린 변조신호가 수신측의 잡음으로서의 영향을 원천적으로 차단하기 위해 송수신 분리용 듀플렉서를 8에 나타내었다. 송수신시 신호 간섭을 방지하기 위한 듀플렉서는 송신측 및 수신측의 대역통과 필터부로 구성되어진다.In the present invention, the duplexer for transmitting / receiving separation is shown in FIG. 8 in order to fundamentally block the influence of the modulated signal subjected to transmission oscillation as noise on the receiving side. The duplexer for preventing signal interference during transmission and reception is composed of a band pass filter unit on the transmitting side and the receiving side.
필터부는 복수개의 원통형 세라믹공진기(4, 5)로 구성되며, 원통형 세라믹 공진기(4, 5)의 직경 φ를 최적으로 조절하여 세라믹 공진기(4, 5)의 공진모드가TE02δ공진모드 및 EH11δ공진모드가 되도록 하며, 또한 복수개의 원통형 세라믹 공진기를 최적의 공극간격으로 송신측 및 수신측 NRD 가이드 선로(32a, 32b)양단에 순서대로 결합하여 협대역 및 광대역통과 필터부로 구성되어진다.The filter part is composed of a plurality of cylindrical ceramic resonators 4 and 5, and by adjusting the diameter φ of the cylindrical ceramic resonators 4 and 5 optimally, the resonant modes of the ceramic resonators 4 and 5 are TE 02δ resonance mode and EH 11δ. Resonance mode, and a plurality of cylindrical ceramic resonators are coupled to the transmitting and receiving NRD guide lines 32a, 32b in order at optimum gaps in order to form narrow band and wide band pass filter units.
도 9는 송수신 분리용 통과 대역필터에 사용되는 원통형 세라믹 공진기(4, 5)의 세부적인 구조를 나타낸 사시도이다. 동일직경의 테프론 디스크(34), 세라믹 디스크(35) 및 테프론 튜브(36)를 이용하여 구성한 세라믹 공진기를 나타낸 도이다. 세라믹 디스크(35)는 비유전율이 24인 재료를 이용하였고, 공진모드에 있어서, TE02δ모드의 경우 직경이 2.5mm, 또 EH11δ모드의 경우는 직경이 2.0mm로 구현하였다.9 is a perspective view showing the detailed structure of the cylindrical ceramic resonators 4 and 5 used in the pass band filter for transmitting and receiving separation. A diagram showing a ceramic resonator constructed by using a Teflon disk 34, a ceramic disk 35, and a Teflon tube 36 having the same diameter. The ceramic disk 35 was made of a material having a relative dielectric constant of 24. In the resonance mode, the diameter was 2.5 mm in the TE 02δ mode and 2.0 mm in the EH 11δ mode.
도 10과 도 11은 사용주파수 60GHz에 대한 대역통과 필터의 전송손실 특성을 송신시와 수신에 따라 나타낸 그래프이다. 송수신시 20dB에서 분리대역이 약 1.2GHz와 대역내에서의 삽입손실은 약 1dB이하로 저손실 특성을 나타냈으며, 차단 및 통과대역에서의 스커트(Skirt) 특성도 우수했다.10 and 11 are graphs illustrating transmission loss characteristics of a bandpass filter for a use frequency of 60 GHz according to transmission and reception. When transmitting and receiving at 20dB, the separation band showed about 1.2GHz and the insertion loss in the band was less than about 1dB, and the loss characteristics of the cut-off and passband were excellent.
도 12는 송신단의 ASK 변조를 얻기 위한 변조부를 나타낸 사시도이다. 전방 테프론(32) 및 후방 테프론(26) NRD 가이드 선로 사이에 쇼트키 다이오드 마운트(20)를 장착하고, 그 사이에는 0.14mm 크기의 고유전율 시트(23)를 장착하여 임피던스 정합을 이루었다. 발진부에서 발진된 입력입력파로 하여금 변조부에서 위상차이에 의한 ASK 변조신호를 얻기 위해 후방 테프론 NRD 가이드 선로(20)는 1.5mm로 크기로 하여 대역폭이 넓은 ASK 변조특성을 얻도록 하였다.12 is a perspective view illustrating a modulator for obtaining ASK modulation of a transmitting end. The Schottky diode mount 20 was mounted between the front Teflon 32 and the rear Teflon 26 NRD guide lines, and a high dielectric constant sheet 23 having a size of 0.14 mm was mounted therebetween to achieve impedance matching. In order for the input input wave oscillated in the oscillator to obtain the ASK modulated signal due to the phase difference in the modulator, the rear Teflon NRD guide line 20 is 1.5 mm in size to obtain wide ASK modulation characteristics.
도 13은 쇼트키 다이오드마운트(20, 21, 22)의 구조를 나타낸 사시도이다. 쇼트키배리어다이오드(37)가 2.56의 유전율을 가지는 0.3mm의 유전체 기판에 탑재되어 있는 구조로 되어있다.Fig. 13 is a perspective view showing the structure of the Schottky diode mounts 20, 21, 22. Figs. The Schottky barrier diode 37 is mounted on a 0.3 mm dielectric substrate having a dielectric constant of 2.56.
도 14는 변조부에서의 송신 변조신호를 주파수별로 변조신호를 증가시켜 나타낸 변조특성 그래프이다. 송신시 캐리어 주파수는 60.65GHz이며, 변조된 좌·우측파대의 변조신호 레벨이 주파수를 1∼500MHz(1Gbps)까지 변화시켰을 경우에 거의 일정한 출력(변조도)을 가지고 있음을 알 수 있다.14 is a graph of modulation characteristics in which a modulated signal is increased for each frequency of a transmission modulated signal in a modulator. When transmitting, the carrier frequency is 60.65 GHz, and it can be seen that the modulated signal level of the modulated left and right bands has a substantially constant output (modulation degree) when the frequency is changed from 1 to 500 MHz (1 Gbps).
도 15는 3dB 커플러와 두개의 쇼트키배리어다이오드 마운트(21, 22)로 구성되어 있는 밸런스 믹서를 나타내는 평면도이다. 수신단 및 180° 밴드부(31)의 전방테프론 선로와 후방테프론 선로사이에는 쇼트키 다이오드 마운트(21, 22)가 장착되어 있고, 그 사이에 0.14mm 크기의 고유전율시트(24, 25)를 삽입하여 임피던스 정합을 하였다.Fig. 15 is a plan view showing a balance mixer composed of a 3dB coupler and two Schottky barrier diode mounts 21 and 22. Figs. Schottky diode mounts 21 and 22 are mounted between the front end and the rear Teflon lines of the receiver and the 180 ° band section 31, and 0.14 mm high dielectric constant sheets 24 and 25 are inserted therebetween. Impedance matching was performed.
도 16은 밸런스 믹서를 사용하여 수신되는 중간주파수(IF)에 따른 변환손실(Conversion Loss)의 결과를 그래프로 나타내었다. 약 1.8GHz까지 10dB이하의 변환손실을 얻을 수 있었다.FIG. 16 graphically shows the results of conversion loss according to the intermediate frequency IF received using a balance mixer. A conversion loss of less than 10dB was obtained up to about 1.8GHz.
본 발명에 있어서,In the present invention,
송신부와 수신부의 신호전력은 180°밴드부(31)의 종단에 발진을 일으키는 국부발진용 발진소자(16)와 송신측의 변조용 발진소자(17)를 분리·장착하여 밀리미터파 대역에서 깨끗한 발진파를 얻을 수 있다.The signal power of the transmitter and receiver separates and mounts the local oscillation element 16 that causes oscillation at the end of the 180 ° band section 31 and the modulation oscillation element 17 on the transmission side, and cleans the oscillation wave in the millimeter wave band. Can be obtained.
또한 송수신 분리용 대역통과 필터(4, 5)를 송수신 양단 NRD 가이드 선로(32)에 장착하여 스커트 특성, 저손실화 및 온도보상이 우수한 듀플렉서로 구성할 수 있으므로 밀리미터파 대역용 송수신기에 적용할 시 송신신호가 수신회로로 유입되는 것을 대역통과 필터에서 차단할 수 있어 고감도 송수신이 가능하다.In addition, the bandpass filter (4, 5) for transmitting / receiving separation can be attached to the NRD guide line 32 at both ends of the transmitting / receiving so that it can be configured as a duplexer having excellent skirt characteristics, low loss and temperature compensation. The band pass filter can block the incoming of signal to the receiving circuit, and high sensitivity can be transmitted and received.
또한 사용주파수를 60GH에서 실시하였으나, 기존 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서의 집적회로 구성이 용이하고, 단일의 단말기(Module)를 이용하여 송신과 수신을 겸할 수 있으므로 소형의 단말기를 이용한 고감도의 양방향성(Full duplexer) 통신이 가능하게 된다.In addition, although the operating frequency was implemented at 60 GH, integrated circuits in the existing microwave and millimeter wave bands are easy to configure, and a single terminal can be used to transmit and receive. duplexer) communication.
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