KR20020065662A - Circulator using a non-radiative dielectric waveguide - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A circulator using a non-radiating dielectric waveguide is provided to ensure impedance matching between a dielectric resonator and a dielectric line, process with ease, and reduce manufacture cost. CONSTITUTION: A circulator using a non-radiating dielectric waveguide comprises a circuit(20) using a dielectric line between an upper conductor plate(10a) and a lower conductor plate(10b). Three pairs of guiding grooves(26a,26b,26c) are extended from the center of the bottom of the lower conductor(10a) to the edges of the lower conductor(10a) radially with 120° interval. The guide grooves pairs(26a,26b,26c) form guide rails(28a,28b,28c), respectively. A groove(38) is formed at the boundary of the lower conductor(10a) for breaking a leakage wave. The upper and the lower plates(10a,10b) are polygonal or circular. After mounting the circulator circuit(20), the upper and the lower plates(10a,10b) are coupled by many screws(40a-40f). The circulator circuit(20) includes a dielectric resonating unit(24) and three ports(P1,P2,P3).

Description

비방사 유전체 도파관을 이용한 서큘레이터 {Circulator using a non-radiative dielectric waveguide}Circulator using a non-radiative dielectric waveguide

본 발명은 비방사 유전체 도파관(Non-Radiative Dielectric Waveguide: NRD guide)을 이용한 회로 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밀리미터파 대역에서 사용될 수 있는 비가역 소자로서 송신 신호와 수신 신호를 분리하기 위해 사용되는 서큘레이터(circulator)에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit device using a non-radiative dielectric waveguide (NRD guide), and more particularly, to a non-reversible device that can be used in the millimeter wave band, which is used to separate a transmission signal from a reception signal. It is about a circulator.

밀리미터파 집적회로용 비방사 유전체 도파관을 이용해서 필터, 커플러(coupler) 등 실용적인 각종 회로소자가 구현되고 있다. 서큘레이터도 대표적인 비가역 회로 소자로서 응용상의 중요성으로 인해, 도파관, 마이크로스트립(microstrip), 핀라인(finline) 그리고 이미지 가이드(image guide)와 같은 여러 가지 타입의 전송선로를 이용해 개발되어져 왔다. 또한 고성능 서큘레이터는 밀리미터파 응용을 위해 최근에 제안된 비방사 유전체 도파관 집적회로를 설계하는 데 있어 필수적으로 요구된다.Various non-radiative dielectric waveguides for millimeter wave integrated circuits have been implemented for practical circuit devices such as filters and couplers. Circulators have also been developed using various types of transmission lines such as waveguides, microstrips, finlines and image guides due to their application importance as representative irreversible circuit elements. In addition, high performance circulators are indispensable for designing recently proposed non-radiative dielectric waveguide integrated circuits for millimeter wave applications.

서큘레이터는 입력 및 출력의 방향이 여러 단자간에서 순환적으로 정해져 있는 회로를 말하며, 주로 송수신 공용회로, 분파기나 UHF의 텔레비젼 수상기 등에응용된다. 비방사 유전체 도파관 서큘레이터는 입력에 대한 출력방향을 특정되도록 하여 원치 않는 방향으로 무선신호가 전달되는 것을 억제하고 원하는 방향으로만 무선신호가 전달되도록 하는 역할을 한다.The circulator is a circuit in which the input and output directions are cyclically determined between various terminals. The circulator is mainly applied to a transmission / reception common circuit, a splitter or a television receiver of a UHF. The non-radiative dielectric waveguide circulator serves to specify the output direction to the input to suppress the transmission of the radio signal in an undesired direction and to transmit the radio signal only in a desired direction.

도 7과 도 8은 "NRD Guide Circuit, Radar Module and Radar Apparatus"라는 제목의 미국특허번호 제 5,781,086호에 의해 개시된 종래의 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 구조를 도시한다. 이에 따르면, 서큘레이터 회로는 입력 라인부(12), 출력라인부(13) 및 터미널 라인부(14)가 공진기로 작용하는 중앙 링(11)으로부터 반경방향으로 연장되고, 리세스부(15)와 유전체 블록(22) 사이에 모드 서프레서 기판(21)이 내삽되며, 두 개의 페라이트 디스크(23)가 중앙 링(11)의 상하부에 장착되는 구조를 갖는다.7 and 8 show the structure of a conventional non-radiating dielectric waveguide circulator disclosed by US Pat. No. 5,781,086 entitled “NRD Guide Circuit, Radar Module and Radar Apparatus”. According to this, the circulator circuit extends radially from the center ring 11 where the input line portion 12, the output line portion 13 and the terminal line portion 14 act as resonators, and the recess portion 15 The mode suppressor substrate 21 is interposed between the dielectric block 22 and the dielectric block 22, and the two ferrite disks 23 are mounted on the upper and lower portions of the center ring 11.

그런데, 페라이트 디스크(23)는 직경과 두께가 각각 대략 수 mm와 1mm 이내로 매우 작고 특히 두께가 매우 얇아서 제작상 초 정밀도의 가공성을 갖는 커팅머신(cutting machine)을 사용해야 하므로 제작비가 저렴하지 않고, 페라이트를 이와 같이 얇게 가공하는 것이 용이하지 않아 제작상의 여러 가지 어려움이 많다.However, the ferrite disk 23 is very small in diameter and thickness of about several mm and 1 mm, respectively, and in particular, because the thickness is very thin, a cutting machine having a high precision workability must be used. It is not easy to process the thin as this has a lot of difficulties in manufacturing.

또한, 서큘레이터 회로는 서로 마주보면서 평행하게 유지되는 하부도체판(32)과 상부도체판(비도시) 사이에 배치되는데, 이때 세 단자의 밸런스를 맞추기 위해 입력 라인부(12), 출력라인부(13) 및 터미널 라인부(14)가 120° 간격으로 정확히 배치되어야 한다. 그런데, 종래의 서큘레이터의 구조에는 편리하게 세 개의 라인부를 120°의 등간격으로 정확하게 배치할 수 있는 방안이 고려되어 있지 않아, 제작상의 어려움으로 인해 대량생산에 적합하지 않았다.In addition, the circulator circuit is disposed between the lower conductor plate 32 and the upper conductor plate (not shown) which are kept in parallel while facing each other, wherein the input line part 12 and the output line part ( 13) and the terminal line portion 14 should be correctly positioned at 120 ° intervals. However, the conventional circulator structure does not consider a convenient way to accurately arrange the three line parts at equal intervals of 120 °, it was not suitable for mass production due to manufacturing difficulties.

나아가, 종래에는 입력 라인부(12), 출력라인부(13) 및 터미널 라인부(14) 각각과 페라이트 공진기(11, 23) 사이의 입력임피던스가 완전한 정합을 이루지 못하여 페라이트 공진기(11, 23) 부근에서 입력파의 반사가 일어나 반사손실이 발생하는 경우도 있었다.Furthermore, in the related art, the input impedance between each of the input line unit 12, the output line unit 13, and the terminal line unit 14 and the ferrite resonators 11 and 23 is not completely matched, so that the ferrite resonators 11 and 23 are not. In some cases, reflection of an input wave occurred and reflection loss occurred.

본 발명은 유전체 공진기를 중심으로 세 개의 유전체 선로가 120° 씩 정확하게 위치시킬 수 있고, 유전체 공진기와 유전체 선로간의 임피던스 정합을 보장하며, 페라이트에 비해 가공성과 비용 면에서 비교우위를 갖는 다른 물질로 된 유전체 공진기용 디스크를 채용하는 서큘레이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.According to the present invention, three dielectric lines can be accurately positioned by 120 ° around the dielectric resonator, ensuring impedance matching between the dielectric resonator and the dielectric line, and made of another material having comparative advantages in terms of processability and cost compared to ferrite. It is an object of the present invention to provide a circulator employing a disc for dielectric resonators.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 조립상태의 외관을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of the assembled state of the non-radiating dielectric waveguide circulator according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 분해사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the non-radiative dielectric waveguide circulator shown in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 서큘레이터 회로부의 분해사시도 이다.3 is an exploded perspective view of the circulator circuit unit shown in FIG. 2.

도 4는 서큘레이터 회로 소자들의 치수 관계를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining dimensional relationships of circulator circuit elements.

도 5는 하부도체판에 형성된 가이드 홈(guiding groove)을 따라 유전체 선로를 장착한 상태를 도시하는 부분절개도이다.FIG. 5 is a partial cutaway view showing a state in which a dielectric line is mounted along a guiding groove formed in the lower conductor plate.

도 6은 도 5의 절단선 A-A의 단면을 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a cross section of cut line A-A of FIG. 5.

도 7과 도 8은 종래기술에 따른 서큘레이터의 구조를 도시한 도면이다.7 and 8 are views showing the structure of a circulator according to the prior art.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **

10a : 하부도체판 10b : 상부도체판10a: lower conductor plate 10b: upper conductor plate

P1 : 제1포트P2 : 제2 포트P1: first port P2: second port

P3 : 제3포트20 : 서큘레이터 회로부P3: 3rd port 20: Circulator circuit

24 : 유전체 공진부24a, 24b : 원판형 고무자석24: dielectric resonator 24a, 24b: disc-shaped rubber magnet

24c : 유전체 공진기26a, 26b, 26c : 가이드 홈24c: dielectric resonator 26a, 26b, 26c: guide groove

28a, 28b, 28c : 가이드 레일30 : 원형 홈28a, 28b, 28c: guide rail 30: circular groove

32, 32', 32" : 유전체 선로32, 32 ', 32 ": dielectric line

34, 34', 34" : 모드 서프레서34, 34 ', 34 ": mode suppressor

36, 36', 36" : 임피던스 정합용 유전체 선로36, 36 ', 36 ": dielectric line for impedance matching

본 발명에 따르면, 상부도체판과 하부도체판으로 이루어지며, 상기 하부도체판의 바닥에는 그 중앙부에서 반경방향으로 연장되는 3개의 가이드홈쌍이 120° 간격으로 형성되고, 상기 각 가이드홈쌍은 소정의 폭을 갖는 가이드레일을 형성하도록 서로 평행하게 연장되는 한 쌍의 가이드 홈으로 이루어지는 평판 하우징; 및 상기 평판 하우징에 내장되는 서큘레이터 회로부를 구비하는 비방사 유전체 도파관 서큘레이터가 제공된다.According to the present invention, an upper conductor plate and a lower conductor plate are formed, and at the bottom of the lower conductor plate, three guide groove pairs extending radially from the center thereof are formed at intervals of 120 °, and each pair of guide grooves has a predetermined value. A flat housing comprising a pair of guide grooves extending in parallel with each other to form a guide rail having a width; And a circulator circuit portion embedded in the flat plate housing.

특히, 상기 서큘레이터 회로부는 상기 하부도체판의 중앙부에 위치하는 유전체 공진부; 및 상기 유전체 공진부를 중심으로 3개의 상기 가이드레일을 따라서 그 위에 놓여지는 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 구비한다. 또한, 상기 제1포트, 제2포트 및 제3포트 각각은 유전체 선로; 및 상기 유전체 공진부와 상기 유전체 선로사이에 배치되는 모드 서프레서를 포함하여 이루어진다.In particular, the circulator circuit unit may include a dielectric resonator unit positioned in a central portion of the lower conductor plate; And a first port, a second port, and a third port disposed on the guide rails along the three guide rails. In addition, each of the first port, the second port, and the third port may include a dielectric line; And a mode suppressor disposed between the dielectric resonator and the dielectric line.

바람직하게는, 상기 서큘레이터 회로부는, 상기 유전체 선로 각각과 상기 유전체 공진부간의 임피던스를 정합하기 위해, 각각의 상기 모드 서프레서와 상기 유전체 공진부 사이에 삽입되는 5 λ/4 길이의 임피던스 정합용 유전체 선로를 더 포함한다.Preferably, the circulator circuit part is 5? / 4 length impedance matching part inserted between each of the mode suppressor and the dielectric resonator part to match the impedance between each of the dielectric lines and the dielectric resonator part. It further comprises a dielectric line.

바람직하게는, 상기 유전체 공진부는 유전체로 만들어진 원통형 공진기와 상기 원통형 공진기의 상부와 하부에 부착되는 원판형 고무자석을 구비하여 구성된다.Preferably, the dielectric resonator includes a cylindrical resonator made of a dielectric and a disc shaped rubber magnet attached to upper and lower portions of the cylindrical resonator.

본 발명의 다른 특징과 잇점은 아래의 상세한 설명과 본 발명의 다양한 실시예의 특징을 예시하는 첨부하는 도면을 참조하면 보다 명확해질 것이다. 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Other features and advantages of the present invention will become more apparent with reference to the following detailed description and accompanying drawings that illustrate the features of various embodiments of the invention. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 조립상태의 외관을 도시하며, 도 2는 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 분해상태를 도시한다.1 shows an appearance of an assembled state of a non-radiating dielectric waveguide circulator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an exploded state of the non-radiating dielectric waveguide circulator.

비방사 유전체 도파관 서큘레이터는 평행 도체판면을 제공해주는 하부도체판(10a)과 상부도체판(10b) 사이에 유전체 선로를 이용한 서큘레이터 회로부(20)를 실장한 구조를 취한다. 하부도체판(10a)의 바닥에는 그 중앙부에서 반경방향으로 하부도체판(10a)의 모서리까지 연장되는 3개의 가이드홈쌍(26a, 26b, 26c)이 정확히 120° 간격으로 형성된다. 각 가이드홈쌍(26a, 26b, 26c)은 소정의 폭을 갖는 가이드레일(28a, 28b, 28c)을 형성하도록 서로 평행하게 연장되는 한 쌍의 가이드 홈으로 이루어진다. 그리고 하부도체판(10a)의 경계턱에는 누설파를 차단하기 위한 홈(38)이 형성되며, 하부도체판(10a)과 상부도체판(10b)은 다각형 혹은 원형으로 만들고 서큘레이터 회로부(20)를 내장한 다음 다수개의 나사못(40a, ..., 40f)으로 나사 결합하여 만든다.The non-radiating dielectric waveguide circulator has a structure in which a circulator circuit portion 20 using a dielectric line is mounted between the lower conductor plate 10a and the upper conductor plate 10b providing a parallel conductor plate surface. At the bottom of the lower conductor plate 10a, three guide groove pairs 26a, 26b, 26c extending radially from the center portion to the edge of the lower conductor plate 10a are formed at exactly 120 ° intervals. Each guide groove pair 26a, 26b, 26c consists of a pair of guide grooves extending in parallel to each other to form guide rails 28a, 28b, 28c having a predetermined width. In addition, a groove 38 is formed in the boundary jaw of the lower conductor plate 10a to block leakage waves, and the lower conductor plate 10a and the upper conductor plate 10b are made into polygons or circles, and the circulator circuit part 20 is formed. Built-in and then screwed together a plurality of screws (40a, ..., 40f) to make.

서큘레이터 회로부(20)는 하부도체판(10a)의 중앙부에 위치하는 유전체 공진부(24)와 하부도체판(10a)의 바닥면에 형성된 3개의 가이드레일(28a, 28b, 28c)을 따라서 그 위에 각각 놓여지는 3개의 포트(P1, P2, P3)로 구성된다.The circulator circuit portion 20 is formed along the three guide rails 28a, 28b, and 28c formed on the bottom surface of the dielectric resonator 24 and the lower conductor plate 10a positioned at the center of the lower conductor plate 10a. It consists of three ports P1, P2, and P3 placed on top of each other.

도 3은 도 2에 도시된 서큘레이터 회로부(20)의 구성을 보다 구체적으로 보여주기 위한 분해사시도 이며, 도 4는 서큘레이터 회로부(20)의 치수 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the circulator circuit unit 20 shown in FIG. 2 in more detail, and FIG. 4 is a view for explaining the dimensional relationship of the circulator circuit unit 20.

유전체 공진부(24)는 유전체 선로, 예컨대 테프론을 이용하여 원통형으로 만든 유전체 공진기(24c)와 이의 상부와 하부에 밀착되도록 부착되는 원판형 고무자석(24a, 24b)(제품번호 예: JH016R)으로 구성된다. 비자화된 고무자석(24a, 24b)을 자화시키기 위해 하부도체판(10a)과 상부도체판(10b)의 중앙에 홈(30)을 내어 영구자석(비도시)을 삽입한다. 이에 의해, 입력포트(예컨대, P1 포트)로 들어온 전자파가 패러데이(Faraday)효과에 의해 한 쪽 방향으로만 회전하여 다른 특정 포트(예컨대, P2 포트)로 신호가 전달된다. 종래에는 페라이트를 디스크형태로 가공하여 원통형 공진기의 상하부에 부착하여 사용하였는데, 페라이트 디스크의 두께가 매우 얇기 때문에 제작상 초 정밀도의 가공성을 갖는 커팅머신(cutting machine)을 사용해야 하므로 제작비가 저렴하지 않다. 따라서 가공성이 용이하며 가격 면에서도 저렴하면서도 신호전달특성이 페라이트와 거의 유사한 고무자석을 종래의 페라이트 디스크의 대용으로 사용한다.The dielectric resonator 24 is formed of a dielectric line, for example, a dielectric resonator 24c made of cylindrical shape using Teflon, and disk-shaped rubber magnets 24a and 24b attached to the upper and lower parts thereof (product number example: JH016R). It is composed. In order to magnetize the non-magnetized rubber magnets 24a and 24b, a groove 30 is formed in the center of the lower conductor plate 10a and the upper conductor plate 10b to insert a permanent magnet (not shown). As a result, the electromagnetic wave entering the input port (for example, P1 port) rotates in one direction only by the Faraday effect, and a signal is transmitted to another specific port (for example, P2 port). Conventionally, the ferrite was processed in the form of a disk and attached to the upper and lower portions of the cylindrical resonator. Since the thickness of the ferrite disk is very thin, it is not cheap to manufacture because a cutting machine having an ultra-precision workability must be used. Therefore, rubber magnets, which are easy to process and inexpensive in terms of cost, and whose signal transmission characteristics are almost similar to those of ferrite, are used as a substitute for conventional ferrite disks.

3개의 포트(P1, P2, P3) 각각은 유전체 공진기(24)를 중심축으로 하여 3개의 상기 가이드레일(28a, 28b, 28c) 위를 따라서 놓여지므로, 각 포트의 배치간격은 정확하게 120°가 보장된다. 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 경우 유전체 공진부(24)를 기준으로 유전체 선로(32, 32', 32")가 정확하게 120°씩 등간격으로 배열이 되어야 어느 포트에서 신호가 입력되어도 일정한 특성을 발휘할 수 있는 바, 유전체 선로의 밸런스가 조금이라도 어긋나면 신호가 입력되는 포트에 따라서 신호의 전달특성이 달라지는 문제가 발생한다. 따라서 본 발명에 의하면, 유전체 선로(32, 32', 32")가 놓여질 하부도체판(10a)에 유전체 선로를 안내하는 가이드 홈(26a, 26b, 26c)을 형성하여 가이드레일(28a, 28b, 28c)을 마련함으로써, 제작시 유전체 선로의 배치를 용이하게 할 수 있으면서도 정확한 간격으로 배치할 수 있도록 하여 3 포트의 밸런스를 균일하게 맞추어 균일한 신호전달특성을 얻을 수 있다.Since each of the three ports P1, P2, P3 is placed along the three guide rails 28a, 28b, 28c with the dielectric resonator 24 as the center axis, the spacing of each port is precisely 120 °. Guaranteed. In the case of the non-radiative dielectric waveguide circulator, the dielectric lines 32, 32 ', and 32 "must be arranged at equal intervals exactly 120 ° with respect to the dielectric resonator 24 so that a certain characteristic can be exhibited even when a signal is input from any port. If the balance of the dielectric lines is slightly misaligned, a problem arises in that the signal transmission characteristics vary depending on the ports to which the signals are input. Thus, according to the present invention, the dielectric lines 32, 32 ', and 32 " By forming guide grooves 26a, 26b, and 26c for guiding the dielectric lines in the lower conductor plate 10a, the guide rails 28a, 28b, and 28c are provided, thereby facilitating the arrangement of the dielectric lines during manufacturing. It is possible to arrange at intervals so that the balance of three ports can be uniformly obtained to obtain uniform signal transmission characteristics.

제1 포트(P1)는 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합용 유전체 선로(36), 비방사 유전체 도파관 상에 발생할 수 있는 불필요 모드(mode)를 억제하기 위한 모드 서프레서(mode suppressor)(34) 및 전자파의 입출력을 위한 유전체 선로(32)가 유전체 공진부(24)의 외측으로부터 가이드레일(28a)을 따라서 반경방향으로 연장하면서 연속적으로 배치되는 구성을 갖는다. 제2포트(P2)와 제3포트(P3)도 제1포트(P1)와 동일한 구성을 갖는다.The first port P1 includes an impedance matching dielectric line 36 for impedance matching, a mode suppressor 34 for suppressing unnecessary modes that may occur on the non-radiating dielectric waveguide, and an electromagnetic wave. The dielectric line 32 for the input and output of the structure is continuously arranged radially along the guide rail 28a from the outside of the dielectric resonator 24. The second port P2 and the third port P3 also have the same configuration as the first port P1.

모드 서프레서(34)는 두 개의 유전체 블록(34a, 34b) 사이에 스텝 임피던스 구조의 저역통과필터 패턴으로 형성된 LSE 모드 서프레서기판(34c)을 삽입한 구조로 만들어진다. 이 모드 서프레서(34)는 LSE 모드를 억제해주기 위해 채용되는데, 유전체 선로(32)를 통해 전달되는 전자파의 중앙 자계면에 삽입되어 LSM 모드의 통과는 허용하고 LSE 모드의 통과는 억제하여 LSE 모드의 생성으로 인한 손실을 줄일 수 있게 해준다.The mode suppressor 34 is formed by inserting an LSE mode suppressor substrate 34c formed of a low pass filter pattern having a step impedance structure between two dielectric blocks 34a and 34b. The mode suppressor 34 is employed to suppress the LSE mode. The mode suppressor 34 is inserted into the central magnetic field of the electromagnetic wave transmitted through the dielectric line 32 to allow the LSM mode to pass through and to prevent the LSE mode from passing through the LSE mode. It can reduce the loss caused by the generation of.

유전체 선로(32, 32', 32") 각각과 유전체 공진부(24) 사이의 임피던스 부정합으로 인한 삽입 손실의 발생을 막기 위해, 임피던스 정합용 유전체 선로(36, 36', 36") 각각을 모드 서프레서(34, 34', 34")와 유전체 공진부(24) 사이에 삽입 배치한다. 각 유전체 선로와 유전체 공진부 사이의 임피던스를 정합하기 위해 삽입한 임피던스 정합용 유전체 선로(36, 36', 36")의 길이는 통상 λ/4를 많이 사용하는데, 본 발명에서는 제작성을 고려하여 5λ/4의 길이를 갖는 임피던스 정합용 유전체 선로를 사용한다. 또한, 임피던스 정합용 유전체 선로(36, 36', 36")의 높이(h)는 유전체 선로(32, 32', 32")와 같으며 임피던스 정합용 유전체 선로(36, 36', 36")의 폭(W)을 조절하여 임피던스 정합을 실현하도록 한다 (도 4 참조).To prevent the occurrence of insertion loss due to impedance mismatch between each of the dielectric lines 32, 32 'and 32 "and the dielectric resonator 24, each of the impedance matching dielectric lines 36, 36' and 36" is It is interposed between the suppressors 34, 34 ', 34 "and the dielectric resonator 24. An impedance matching dielectric line 36, 36' inserted to match the impedance between each dielectric line and the dielectric resonator. , 36 ") is commonly used in the λ / 4. In the present invention, an impedance matching dielectric line having a length of 5λ / 4 is used in consideration of manufacturability. In addition, the height h of the impedance matching dielectric lines 36, 36 ', 36 "is the same as the dielectric lines 32, 32', 32", and the impedance matching dielectric lines 36, 36 ', 36 ". The width W is adjusted to realize impedance matching (see FIG. 4).

도 5는 하부도체판에 형성된 가이드 홈을 따라 유전체 선로를 장착한 상태를 도시하는 부분절개도이고, 도 6은 도 5의 절단선 A-A의 단면을 도시한 단면도이다.유전체 공진부(24)를 중심으로 정확하게 120°씩 유전체 선로(32)가 놓여질 위치에 유전체 선로를 가이드할 한 쌍의 가이드 홈(26a)을 유전체 선로(32)의 좌우측에 형성해 줌으로써 3포트의 밸런스를 균일하게 유지할 수 있다. 가이드 홈(26a)은 그 폭이 전파의 누설을 방지하기 위해 λ/4의 크기를 갖는 초크구조로 만들고 깊이는 대략 0.2mm이하로 얕게 하여 가이드 홈의 깊이에 대한 영향이 무시될 수 있도록 만든다.5 is a partial cutaway view showing a state in which a dielectric line is mounted along a guide groove formed in the lower conductor plate, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of the cutting line AA of FIG. The three-port balance can be maintained uniformly by forming a pair of guide grooves 26a on the left and right sides of the dielectric line 32 to guide the dielectric line at the position where the dielectric line 32 is to be precisely positioned by 120 °. The guide groove 26a is made of a choke structure having a size of λ / 4 to prevent leakage of radio waves, and the depth is shallow to approximately 0.2 mm or less so that the influence on the depth of the guide groove can be ignored.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 비방사 유전체 도파관 서큘레이터의 한 쪽 도체판의 바닥에 유전체 선로가 놓여질 위치에 가이드 홈을 내어 유전체 선로를 120°의 등간격으로 정확하고 편리하게 배치시킬 수 있어 3포트의 정확한 밸런스를 유지할 수 있어 서큘레이터의 동일한 특성을 보장할 수 있고 대량 제작이 용이하다.According to the present invention as described above, it is possible to accurately and conveniently arrange the dielectric lines at equal intervals of 120 ° by making guide grooves at positions where the dielectric lines are to be placed at the bottom of one conductor plate of the non-radiating dielectric waveguide circulator. The precise balance of the ports ensures the same characteristics of the circulators and facilitates mass production.

또한, 본 발명에 의하면, 유전체 선로와 유전체 공진부 사이의 입력임피던스를 정합시키기 위해 임피던스 정합용 유전체 선로를 삽입함으로써, 입력파의 반사를 줄일 수 있다. 여기서 임피던스를 매칭하기 위해 임피던스 정합용 유전체 선로의 폭을 적절히 정하여 정합을 시킬 수 있으며, λ/4 길이를 갖는 임피던스 정합용 유전체 선로는 제작상 용이하지 않은 점을 고려하여 임피던스 정합용 유전체 선로의 길이를 5λ/4로 하여 제작의 편리를 도모할 수 있다.According to the present invention, the reflection of the input wave can be reduced by inserting an impedance matching dielectric line to match the input impedance between the dielectric line and the dielectric resonator. In this case, the width of the impedance matching dielectric line can be appropriately matched to match the impedance, and the length of the impedance matching dielectric line in consideration of the fact that the impedance matching dielectric line having a length of λ / 4 is not easy to manufacture. Can be made 5λ / 4 to facilitate production.

나아가, 종래의 사용되었던 페라이트 공진부의 얇은 페라이트 디스크는 가공이 용의 하지 않아 제작하기가 어렵다는 문제점을 고려하여 이 페라이트 디스크 대신 고무자석을 사용함으로써 생산성 향상과 생산단가의 저감을 도모할 수 있다.Further, in consideration of the problem that conventional thin ferrite discs of the ferrite resonator are not easy to fabricate, it is possible to improve productivity and reduce production costs by using rubber magnets instead of the ferrite discs.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서, 특허청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부 본 발명의 권리범위안에 속함을 밝혀둔다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below You can. Accordingly, all changes that come within the meaning or range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

Claims (3)

상부도체판과 하부도체판으로 이루어지며, 상기 하부도체판의 바닥에는 그 중앙부에서 반경방향으로 연장되는 3개의 가이드홈쌍이 120° 간격으로 형성되고, 상기 각 가이드홈쌍은 소정의 폭을 갖는 가이드레일을 형성하도록 서로 평행하게 연장되는 한 쌍의 가이드 홈으로 이루어지는 평판 하우징; 및It consists of an upper conductor plate and a lower conductor plate, and at the bottom of the lower conductor plate, three guide groove pairs extending radially from the center thereof are formed at intervals of 120 °, and each guide groove pair has a guide rail having a predetermined width. A flat housing comprising a pair of guide grooves extending in parallel to each other to form a groove; And 상기 평판 하우징에 내장되는 서큘레이터 회로부를 구비하며,A circulator circuit part embedded in the flat plate housing; 상기 서큘레이터 회로부는 상기 하부도체판의 중앙부에 위치하는 유전체 공진부; 및 상기 유전체 공진부를 중심으로 3개의 상기 가이드레일을 따라서 그 위에 놓여지는 제1포트, 제2포트 및 제3포트를 구비하며,The circulator circuit unit includes a dielectric resonator unit positioned in the center of the lower conductor plate; And a first port, a second port, and a third port disposed on and along the three guide rails around the dielectric resonator. 상기 제1포트, 제2포트 및 제3포트 각각은 유전체 선로; 및 상기 유전체 공진부와 상기 유전체 선로 사이에 배치되는 모드 서프레서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비방사 유전체 도파관 서큘레이터.Each of the first port, the second port, and the third port; And a mode suppressor disposed between the dielectric resonator and the dielectric line. 제 1항에 있어서, 상기 서큘레이터 회로부는, 상기 유전체 선로 각각과 상기 유전체 공진부간의 임피던스를 정합하기 위해, 각각의 상기 모드 서프레서와 상기 유전체 공진부 사이에 삽입되는 5λ/4 길이의 임피던스 정합용 유전체 선로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비방사 유전체 도파관 서큘레이터.The impedance matching device of claim 1, wherein the circulator circuit part is inserted between each of the mode suppressors and the dielectric resonator part to match an impedance between each of the dielectric lines and the dielectric resonator part. A non-radiating dielectric waveguide circulator further comprising a dielectric line for the substrate. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 공진부는 유전체로 만들어진 원통형 공진기와상기 원통형 공진기의 상부와 하부에 부착되는 원판형 고무자석을 구비하는 것을 특징으로 하는 비방사 유전체 도파관 서큘레이터.The non-radiative dielectric waveguide circulator according to claim 1, wherein the dielectric resonator comprises a cylindrical resonator made of a dielectric and a disc shaped rubber magnet attached to upper and lower portions of the cylindrical resonator.
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