KR20030070734A - 멀티-에어스트립라인 구조의 커플러 및 이를 이용한고주파신호 분배 결합장치 - Google Patents

멀티-에어스트립라인 구조의 커플러 및 이를 이용한고주파신호 분배 결합장치 Download PDF

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KR20030070734A
KR20030070734A KR1020020010257A KR20020010257A KR20030070734A KR 20030070734 A KR20030070734 A KR 20030070734A KR 1020020010257 A KR1020020010257 A KR 1020020010257A KR 20020010257 A KR20020010257 A KR 20020010257A KR 20030070734 A KR20030070734 A KR 20030070734A
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Abstract

본 발명은 멀티-에어스트립라인 구조의 커플러 및 이를 이용한 고주파신호 분배 결합 장치에 관한 것으로서, 송신 증폭기로부터 전송되는 송신 신호를 복수개로 분배하여 복수개의 안테나들로 전송하거나 복수개의 안테나들로부터 전송되는 복수개의 수신 신호들을 결합하여 수신 증폭기로 전송하는 커플러에 있어서, 상기 송수신 증폭기들과 전기적으로 연결되는 급전컨넥터; 상기 복수개의 안테나들에 각각 연결된 복수개의 급전컨넥터들; 및 금속성 하우징과 덮개를 구비하며, 상기 하우징의 일측에 상기 급전컨넥터가 설치되고 상기 하우징의 타측에 상기 복수개의 급전컨넥터들이 설치되며, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 하우징의 바닥 및 상기 덮개와 일정한 공간을 유지하며 상기 복수개의 급전컨넥터들과 일단이 전기적으로 연결되고 타단은 저항을 통해 상기 하우징의 바닥에 접지된 복수개의 금속 에어스트립라인들, 및 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 급전컨넥터에 일단이 전기적으로 연결되고 상기 복수개의 급전컨넥터들 중 상기 급전컨넥터로부터 가장 먼 곳에 위치한 급전컨넥터에 타단이 전기적으로 연결되며 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들과 상하로 소정 간격을 두고 겹치도록 설치된 메인 금속 에어스트립라인이 설치된 본체를 구비함으로써 PIMD 특성이 향상된다.

Description

멀티-에어스트립라인 구조의 커플러 및 이를 이용한 고주파신호 분배 결합 장치{Coupler of multi air strip line structure and device for distributing and combining radio frequency signal using the coupler}
본 발명은 멀티-에어스트립라인 구조의 커플러 및 이를 이용한 고주파신호 분배 결합 장치에 관한 것으로서, 특히, 이동통신에 이용되는 멀티-에어스트립라인 구조의 커플러 및 이를 이용한 고주파신호 분배 결합 장치에 관한 것이다.
현재 이동통신 서비스의 수요가 증가함에 따라 이를 수용하기 위해 주파수 대역의 확장과 FA(Frequency Allocation, 이하 FA)의 사용이 증가하고 있다. 이로 인해 소자의 비선형성에 의해 왜곡 현상이 발생하는데 특히 송신 신호의 FA간에 발생하는 IMD(Intermodulation) 신호에 의해 서비스 신호의 품질열화를 야기하고 있다. 이전에는 능동(Active) 소자에 의한 IMD 신호에 대한 연구가 이루어졌으나 최근에는 서비스 영역 확장에 따른 출력레벨의 증가로 수동(Passive) 소자에 의한 IMD 신호, 즉 PIMD(Passive Intermodulation, 이하 PIMD로 약칭) 신호에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
PIMD 신호에 의한 문제들을 살펴보면, 신호의 전력 레벨에 따라 다르겠지만 일정 수준이상의 PIMD 신호가 발생하면 통신 시스템은 그 잡음 신호를 데이터 신호로 처리하게 되어 통화 품질이 떨어지거나 통화가 끊어지는 현상이 발생하게 된다.이러한 현상이 심한 경우는 PIMD 신호가 발생하는 주파수 대역을 아예 봉쇄하기도 한다. 이는 주파수 자원 측면에서는 심각한 낭비이고, 서비스 업체들의 측면에서는 사용자 한 사람에 할당되는 주파수 대역이 증가하여 그만큼의 손실을 입게 되는 것이다. 따라서 주파수 이용의 효율성 측면에서 PIMD 신호의 제거는 시급한 상황이다.
PIMD 신호의 발생원인은 소자별로 차이는 있으나 근본적으로 크게 수동 소자를 구성하고 있는 물질 비선형성, 접촉 비선형성으로 구분되며, 재료와 구조적인 측면에서 PIMD 신호의 발생을 줄일 수 있는 방안이 개발되고 있다.
현재의 이동통신 기지국 및 중계국 시스템의 경우 송수신 신호의 분리 및 결합을 위해 듀플렉스(Duplexer)를 많이 사용하고 있다. 그러나 듀플렉스의 경우 송수신 신호를 결합하는 T결합(T-junction) 부분에서 PIMD 특성이 열화 되며, 중계국의 경우에 많이 사용되는 분할기(Divider)의 경우 높은 전력레벨이 입력될 때 분리 저항(isolation Resistor)의 접합부분에서 PIMD 특성이 열화 되는 것으로 측정결과 나타났다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 PIMD 특성을 향상시키며 입력 신호의 분배 및 결합을 용이하게 하기 위한 커플러를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 PIMD 특성을 향상시키며 송수신 신호의 전파전력을 극대화시키기 위한 고주파신호 분배 결합 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 커플러의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 커플러의 덮개가 개방된 상태의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 커플러의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고주파신호 분배 결합 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 하이브리드 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 하이브리드 장치의 덮개가 개방된 상태의 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 커플러,131,132: 커플러의 하우징,덮개
111: 커플러의 급전컨넥터,121∼124: 커플러의 급전컨넥터들
151: 메인 에어스트립라인,161∼163: 커플러의 에어스트립라인들
181∼183: 저항들,185∼187: 접지대들
401: 고주파신호 분배 결합 장치,411: 하이브리드 장치
421,431: 제1 및 제2 커플러들,441,451: 송신급전부,수신급전부
461,462: 하이브리드 장치의 제1 및 제2 급전컨넥터들
471∼474,481∼484: 제1 및 제2 복수개의 급전컨넥터들
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,
송신 증폭기로부터 전송되는 송신 신호를 복수개로 분배하여 복수개의 안테나들로 전송하거나 복수개의 안테나들로부터 전송되는 복수개의 수신 신호들을 결합하여 수신 증폭기로 전송하는 커플러에 있어서, 상기 송수신 증폭기들과 전기적으로 연결되는 급전컨넥터; 상기 복수개의 안테나들에 각각 연결된 복수개의 급전컨넥터들; 및 금속성 하우징과 덮개를 구비하며, 상기 하우징의 일측에 상기 급전컨넥터가 설치되고 상기 하우징의 타측에 상기 복수개의 급전컨넥터들이 설치되며, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 하우징의 바닥 및 상기 덮개와 일정한 공간을 유지하며 상기 복수개의 급전컨넥터들과 일단이 전기적으로 연결되고 타단은 저항을 통해 상기 하우징의 바닥에 접지된 복수개의 금속 에어스트립라인들, 및 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 급전컨넥터에 일단이 전기적으로 연결되고 상기 복수개의 급전컨넥터들 중 상기 급전컨넥터로부터 가장 먼 곳에 위치한 급전컨넥터에 타단이 전기적으로 연결되며 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들과 상하로 소정 간격을 두고 겹치도록 설치된 메인 금속 에어스트립라인이 설치된 본체를 구비하는 커플러를 제공한다.
바람직하기는, 상기 커플러는 상기 하우징의 내벽에 설치되며, 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들 사이에 유기되는 공중전파전력을 감소시키기 위하여 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들 사이에 설치된 복수개의 돌출부들을 구비한다.
바람직하기는 또한, 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들 및 상기 메인 금속 에어스트립라인은 은 또는 3원합금으로 도금된다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은
이동통신기지국 또는 중계기로부터 유선을 통해서 전송된 송신 신호를 제1 및 제2 복수개의 안테나들을 통해서 공중으로 발사하고, 상기 제1 및 제2 복수개의 안테나들을 통해서 입력된 수신 신호를 상기 이동통신기지국 또는 중계기로 전송하는 고주파신호 분배 결합 장치에 있어서, 제1 본체, 상기 제1 본체의 일측에 설치된 송신급전부와 수신급전부, 상기 제1 본체의 타측에 설치된 제1 및 제2 급전컨넥터들을 구비하고, 상기 송신급전부를 통해서 입력되는 송신 신호에 포함된 PIMD 신호를 감소시켜서 상기 제1 및 제2 급전컨넥터들을 통해서 출력하고, 상기 제1 및 제2 급전컨넥터들을 통해서 입력되는 수신 신호를 상기 송신 신호와 분리하여 상기 수신급전부를 통해서 출력하는 하이브리드 장치; 제2 본체, 상기 제2 본체의 일측에 설치되며 상기 제1 급전컨넥터에 연결된 제3 급전컨넥터, 및 상기 제2 본체의 타측에 설치된 제1 복수개의 급전컨넥터들을 구비하며, 상기 제3 급전컨넥터를 통해서 입력되는 송신 신호를 분배하여 상기 제1 복수개의 급전컨넥터들을 통해서 상기 제1 복수개의 안테나들로 전송하고, 상기 제1 복수개의 안테나들을 통해서 입력되는 수신 신호를 결합하여 상기 제3 급전컨넥터를 통해서 상기 하이브리드 장치로 전송하는 제1 커플러; 및 제3 본체, 상기 제3 본체의 일측에 설치되며 상기 제2 급전컨넥터에 연결된 제4 급전컨넥터, 및 상기 제3 본체의 타측에 설치된 제2 복수개의 급전컨넥터들을 구비하며, 상기 제4 급전컨넥터를 통해서 입력되는 송신 신호를 분배하여 상기 제2 복수개의 급전컨넥터들을 통해서 상기 제2 복수개의 안테나들로전송하고, 상기 제2 복수개의 안테나들을 통해서 입력되는 수신 신호를 결합하여 상기 제4 급전컨넥터를 통해서 상기 하이브리드 장치로 전송하는 제2 커플러를 구비하는 고주파신호 분배 결합 장치를 제공한다.
바람직하기는, 상기 하이브리드 장치의 제1 본체는 상기 송신급전부와 상기 제1 급전컨넥터를 연결하는 제1 금속 에어스트립라인; 상기 수신급전부와 상기 제2 급전컨넥터를 연결하는 제2 금속 에어스트립라인; 상기 제1 금속 에어스트립라인의 중앙부와 상기 제2 금속 에어스트립라인의 중앙부를 연결하는 제3 금속 에어스트립라인; 상기 제1 금속 에어스트립라인의 일단부와 상기 제2 금속 에어스트립라인의 일단부를 연결하는 제4 금속 에어스트립라인; 및 상기 제1 금속 에어스트립라인의 타단부와 상기 제2 금속 에어스트립라인의 타단부를 연결하는 제5 금속 에어스트립라인을 구비한다.
상기 본 발명에 의하여 PIMD 특성이 향상된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 커플러의 분해 사시도이다. 커플러(101)는 이동통신기지국 또는 중계국의 장비에 구비되는 송신 증폭기(미도시)로부터 전송되는 송신신호를 복수개로 분배하여 복수개의 안테나들(미도시)로 전송하거나, 상기 복수개의 안테나들로부터 전송되는 복수개의 수신 신호들을 결합하여 상기 이동통신기지국 또는 중계국의 장비에 구비되는 수신 증폭기로 전송한다.
도 1을 참조하면, 커플러(101)는 급전컨넥터(111), 복수개의 급전컨넥터들(121∼124) 및 본체(131,141)를 구비한다.
급전컨넥터(111)는 상기 송신 증폭기와 수신 증폭기에 전기적으로 연결된다.
급전컨넥터들(121∼124)은 각각 상기 복수개의 안테나들에 전기적으로 연결된다. 즉, 급전컨넥터들(121∼124)은 상기 복수개의 안테나들과 1:1로 연결된다.
본체(131,141)는 하우징(131)과 덮개(141)를 구비한다. 하우징(131)과 덮개(141)는 금속, 예컨대 알루미늄으로 구성된다. 덮개(141)는 볼트들(143)에 의해 하우징(131)에 고정되지만, 볼트들(143) 외에 다른 여러 가지 고정 수단들에 의해 하우징(131)에 고정될 수 있다.
하우징(131)의 내부에는 메인 에어스트립라인(151) 및 복수개의 에어스트립라인들(161∼163)이 설치된다. 메인 에어스트립라인(151)과 복수개의 에어스트립라인들(161∼163)은 금속, 예컨대 은 또는 3원합금으로 도금된다.
복수개의 에어스트립라인들(161∼163)은 볼트들(167)과 스페이서(spacer)들(168)에 의해 하우징(131)의 바닥에 고정되며, 이 때 볼트들(167)과 스페이서들(168)에 의해 하우징(131)의 바닥 및 덮개(141)와 일정한 공간이 유지된다. 하우징(131)의 바닥에는 저항들(181∼183))을 고정시키기 위한 접지대들(185∼187)이 설치된다.
메인 에어스트립라인(151)은 볼트들(157)과 스페이서들(158)에 의해 하우징(131)의 바닥에 고정되며, 이 때 볼트들(157)과 스페이서들(158)에 의해 하우징(131)의 바닥 및 덮개(141)와 일정한 공간이 유지된다. 메인 에어스트립라인(151)은 복수개의 에어스트립라인들(161∼163) 위에 위치하도록 고정된다.
하우징(131)의 내벽에는 복수개의 돌출부들(171∼176)이 설치된다.
도 2는 도 1에 도시된 커플러의 덮개가 개방된 상태의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 에어스트립라인들(161∼163)의 일단들은 급전컨넥터들(121∼124)에 전기적으로 연결되고, 에어스트립라인들(161∼163)의 타단들은 저항들(181∼183)을 통해 하우징(131)의 바닥에 접지된다. 또한, 메인 에어스트립라인(151)의 일단은 급전컨넥터(111)에 전기적으로 연결되고, 메인 에어스트립라인(151)의 타단은 급전컨넥터들(121∼124) 중 급전컨넥터(111)로부터 가장 먼 곳에 위치한 급전컨넥터(124)에 전기적으로 연결된다.
에어스트립라인들(121∼124)의 위에 메인 에어스트립라인(151)이 위치하며, 에어스트립라인들(121∼124)과 메인 에어스트립라인(151)은 좌우 소정 두께(t1,t2,t3)로 상호 겹치도록 배열된다.
돌출부들(171∼176)은 에어스트립라인들(161∼163) 사이에 위치하며, 에어스트립라인들(161∼163) 사이에 공중파전력이 유기되는 것을 감소시킨다.
하우징(131)의 일측에 급전컨넥터(111)가 설치되고 하우징(131)의 타측 즉, 급전컨넥터(111)의 맞은 편 측면에 복수개의 급전컨넥터들(121∼124)이 설치된다.
에어스트립라인들(161∼163) 상의 빗금친 부분들(211∼215)은 급전컨넥터들(111,121∼124)과 에어스트립라인들(151,161∼163)이 납땜에 의해 상호 전기적으로 연결된 상태를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 커플러(101)의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 메인 에어스트립라인(151)은 에어스트립라인들(161∼163) 위에 위치하며, 상하로 소정 간격(t4)으로 유지된다.
급전컨넥터들(121∼124)의 수는 커플러(101)의 특성에 따라 그 수가 변경될 수 있다.
도 2와 도 3에서 메인 에어스트립라인(151)과 에어스트립라인들(161∼163) 사이의 상하 좌우 간격을 조절함에 따라 메인 에어스트립라인(151)과 에어스트립라인들(161∼163) 사이에 발생하는 커플링값이 변경된다. 따라서, 커플러(101)의 기능에 따라 메인 에어스트립라인(151)과 에어스트립라인들(161∼163) 사이의 상하 좌우 간격을 적절하게 설정한다.
도 1 내지 도 3은 급전컨넥터(111)로 입력되는 송신신호를 복수개의 급전컨넥터들(121∼124)에 동일한 전력으로 전달하기 위한 예이다. 구체적으로, 급전컨텍터(111)에 입력된 송신신호의 4분지 1의 전력이 커플링 결합에 의해 첫 번째 급전컨넥터(121)로 전달되고, 여분의 전력이 메인 에어스트립라인(151)을 따라 이동하여 에어스트립라인(162)에 유기되어 두 번째 급전컨넥터(122)에 4분지 1의 전력이 전달되며, 나머지 전력이 메인 에어스트립라인(151)을 따라 이동하여 세 번째 급전컨넥터(123)에 4분지 1의 전력이 전달되며, 마지막으로 4분지 1의 전력은 메인 에어스트립라인(151)의 끝단을 통해 네 번째 급전컨넥터(124)로 전달되어 4분기 동등 전력이 급전컨넥터들(121∼124)로 전달된다. 즉, 커플러(101)는 급전컨넥터들(121∼124)에 동일한 전력을 공급하기 위하여 각각의 전력이 첫 번째 에어스트립라인(161)으로부터 0[dB] 입력 기준으로 각기 6[dB], 4.7[dB], 3[dB] 커플링값을 유지하여 메인 에어스트립라인(151)에서 발생되는 커플링에 의한 손실을 감안하여 구성된다. 그러므로 급전컨넥터들(121∼124)의 최종 출력 레벨은 -6[dB](1/4 전력)가 동일하게 유기되도록 구성된다.
여기서, 상기 송신신호의 전력량을 급전컨넥터들(121∼124)마다 서로 다르게 구성될 수도 있다. 즉, 윌킨슨형 분배기를 사용할 경우 (1/4)파장 보상기를 삽입한다고 하더라도 최대 4대1의 파워비 즉 -3[dB]에서 -9[dB] 전력분배가 한계이나 본 발명의 커플러(101)는 -3[dB]에서 -30[dB] 이상 까지 가능하게 된다.
메인 에어스트립라인(151)과 복수개의 에어스트립라인들(161∼163)의 선로폭들(t1∼t3)이 (1/4) 파장 간격으로 서로 다르게 유지되며, 그 이유는 에어스트립라인들(161∼163)간의 커플링값에 따른 급전선로의 50오옴 특성임피던스 정합을 위한 것이다.
이와 같이, 커플러(101)는 커플링 구조를 취함으로 PIMD 특성이 직접결합방식을 취하는 방식에 비하여 우수하며, 중계기 함체에 치구가 쉬우며, 가볍고 견고한 기구특성을 지닌다. 또, 메인 에어스트립라인(151)과 에어스트립라인들(161∼163)이 하우징(131)의 바닥에서 각기 다른 높이로 설치되는 멀티-에어스트립라인 구조임으로 커플러(101)의 조립이 용이하다. 또한,저항들((181∼183)은 접지대들(185∼187)에 의해 접지되므로 조립성 및 접지특성이 우수하다.
상기 복수개의 안테나들로부터 입력된 수신신호는 상기와 반대로 동작하여, 커플러(101)의 급전컨넥터들(121∼124)에 입력된 수신신호의 전력은 각기 4분지 1의 전력으로 급전컨넥터(111)를 통하여 출력된다.
도 4는 본 발명에 따른 고주파신호 분배 결합 장치를 도시한 도면이다. 고주파신호 분배 결합 장치(401)는 이동통신기지국 또는 중계기로부터 유선을 통해서 전송된 송신 신호를 제1 및 제2 복수개의 안테나들(미도시)을 통해서 공중으로 발사하고, 상기 제1 및 제2 복수개의 안테나들을 통해서 입력된 수신 신호를 상기 이동통신기지국 또는 중계기로 전송한다.
도 4를 참조하면, 고주파신호 분배 결합 장치(401)는 하이브리드 장치(411), 제1 커플러(421) 및 제2 커플러(431)를 구비한다.
하이브리드 장치(401)는 상기 이동통신기지국 또는 중계국으로부터 전송되어 송신급전부(441)를 통해서 입력되는 송신 신호에 포함된 PIMD 신호를 감소시켜서 제1 및 제2 급전컨넥터들(461,462)을 통해서 출력하고, 제1 및 제2 급전컨넥터들(461,462)을 통해서 입력되는 수신 신호를 상기 송신 신호와 분리하여 수신급전부(451)를 통해서 출력하여 상기 이동통신기지국 또는 중계국으로 전송한다.
제1 커플러(421)는 제3 급전컨넥터(463)를 통해서 입력되는 송신 신호를 분배하여 제1 복수개의 급전컨넥터들(471∼474)을 통해서 상기 제1 복수개의 안테나들로 전송하고, 상기 제1 복수개의 안테나들로부터 제1 복수개의 급전컨넥터들(471∼474)을 통해서 입력되는 수신 신호를 결합하여 제3 급전컨넥터(463)를 통해서 하이브리드 장치(411)로 전송한다.
제2 커플러(431)는 제4 급전컨넥터(464)를 통해서 입력되는 송신 신호를 분배하여 제2 복수개의 급전컨넥터들(481∼484)을 통해서 상기 제2 복수개의 안테나들로 전송하고, 상기 제2 복수개의 안테나들로부터 제2 복수개의 급전컨넥터들(481∼484)을 통해서 입력되는 수신 신호를 결합하여 제4 급전컨넥터(464)를 통해서 하이브리드 장치(411)로 전송한다.
급전컨넥터들(471∼474,481∼484)의 수는 제1 및 제2 커플러들(421,431)의 특성에 따라 그 수가 변경될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 하이브리드 장치(411)의 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 하이브리드 장치(411)는 본체(511,512)와 에어스트립라인(521)을 구비하며, 본체(511,512)는 하우징(511)과 덮개(512)로 구성된다. 본체(511,512)는 금속, 예컨대 알루미늄으로 구성되며, 에어스트립라인(521)은 은 또는 3원합금으로 도금된다.
덮개(512)는 볼트들(514)에 의해 하우징(511)에 고정된다.
에어스트립라인(521)은 볼트들(523)과 스페이서(spacer)들(524)에 의해 하우징(511)의 바닥에 고정되며, 하우징(511)의 바닥과 덮개(512) 사이에 일정한 간격을 두고 고정된다.
도 6은 도 4에 도시된 하이브리드 장치(401)의 덮개(512)가 개방된 상태의평면도이다. 도 6을 참조하면, 송신급전부(441)와 수신급전부(451) 및 제1 및 제2 급전컨넥터들(461,462)은 에어스트립라인(521)과 연결수단들(611∼614), 예컨대 납땜에 의해 상호 전기적으로 연결된다.
하우징(511)의 일측에 송신급전부(441)와 수신급전부(451)가 설치되고, 하우징(511)의 타측에 제1 및 제2 급전컨넥터들(461,462)이 설치된다.
에어스트립라인(521)은 제1 내지 제5 에어스트립라인들(621∼625)로 구분된다.
제1 에어스트립라인(621)은 송신급전부(441)와 제1 급전컨넥터(461)를 연결한다.
제2 에어스트립라인(622)은 수신급전부(451)와 제2 급전컨넥터(462)를 연결한다.
제3 에어스트립라인(623)은 제1 에어스트립라인(621)의 중앙부와 제2 에어스트립라인(622)의 중앙부를 연결한다.
제4 에어스트립라인(624)은 제1 에어스트립라인(621)의 일단부와 제2 에어스트립라인(622)의 일단부를 연결한다.
제5 에어스트립라인(625)은 제1 에어스트립라인(621)의 타단부와 제2 에어스트립라인(622)의 타단부를 연결한다.
하이브리드 장치(411)의 기능을 설명하기로 한다. 하이브리드 장치(411)는 송신급전부(441)로 입력된 송신신호를 에어스트립라인(521)의 전파전달특성에 의하여 송신급전부(441)와 수신급전부(451) 사이의 위상차를 180도 역위상으로 유지하여 30[dB] 이상의 전파분리도로 제1 및 제2 커플러들(421,422)로 전송한다. 따라서, 송신급전부(441)를 통해 입력된 송신신호는 수신급전부(451)로 전달되지 않고 모두 제1 및 제2 급전컨넥터들(461,462)로 전송됨으로써 상기 송신신호의 전력은 제1 및 제2 커플러들(421,422)로 최대로 전달되며, 송신급전부(441)를 통해 입력된 PIMD 신호들의 상호 위상차가 180도로 만들어짐으로써 상기 PIMD 신호들은 약화되거나 제거된다.
반대로, 제1 급전컨넥터(461)로 입력된 수신신호는 제2 급전컨넥터(462)와 180도 역위상으로 유지됨으로써 상기 수신신호의 전력은 최대로 되어 송신급전부(441)와 수신급전부(451)로 전달된다. 또한, 제2 급전컨넥터(462)로 입력된 수신신호는 제1 급전컨넥터(461)와 180도 역위상으로 유지됨으로써 상기 수신신호의 전력은 최대로 되어 송신급전부(441)와 수신급전부(451)로 전달된다. 송신급전부(441)로 전달된 수신신호는 송신급전부(441)에 연결되는 대역필터(미도시)에 의해 제거된다.
도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 커플러(101)는 커플링 구조를 취함으로써 PIMD 특성이 향상되어 신호의 송수신 전력이 극대화되며, 가볍고 견고한 기구특성을 지닌다. 커플러(101)는 메인 에어스트립라인(151)과 에어스트립라인들(161∼163)이 하우징(131)의 바닥에서 각기 다른 높이로 설치되는 멀티-에어스트립라인 구조임으로 커플러(101)의 조립이 용이하며, 저항들(181∼183)은 접지대들(185∼187)에 의해 접지되므로 조립성 및 접지특성이 우수하다.
하이브리드 장치(411)는 에어스트립라인(521)을 구비함으로써 조립이 간단하고 PIMD 특성이 향상된다.

Claims (5)

  1. 송신 증폭기로부터 전송되는 송신 신호를 복수개로 분배하여 복수개의 안테나들로 전송하거나, 복수개의 안테나들로부터 전송되는 복수개의 수신 신호들을 결합하여 수신 증폭기로 전송하는 커플러에 있어서,
    상기 송수신 증폭기들과 전기적으로 연결되는 급전컨넥터;
    상기 복수개의 안테나들에 각각 연결된 복수개의 급전컨넥터들; 및
    금속성 하우징과 덮개를 구비하며, 상기 하우징의 일측에 상기 급전컨넥터가 설치되고 상기 하우징의 타측에 상기 복수개의 급전컨넥터들이 설치되며, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 하우징의 바닥 및 상기 덮개와 일정한 공간을 유지하며 상기 복수개의 급전컨넥터들과 일단이 전기적으로 연결되고 타단은 저항을 통해상기 하우징의 바닥에 접지된 복수개의 금속 에어스트립라인들, 및 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 급전컨넥터에 일단이 전기적으로 연결되고 상기 복수개의 급전컨넥터들 중 상기 급전컨넥터로부터 가장 먼 곳에 위치한 급전컨넥터에 타단이 전기적으로 연결되며 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들과 상하로 소정 간격을 두고 겹치도록 설치된 메인 금속 에어스트립라인이 설치된 본체를 구비하는 것을 특징으로 하는 커플러.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 하우징의 내벽에 설치되며, 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들 사이에 유기되는 공중전파전력을 감소시키기 위하여 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들 사이에 설치된 복수개의 돌출부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 커플러.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 복수개의 금속 에어스트립라인들 및 상기 메인 금속 에어스트립라인은 은과 3원합금 중 하나로 도금된 것을 특징으로 하는 커플러.
  4. 이동통신기지국 또는 중계기로부터 유선을 통해서 전송된 송신 신호를 제1 및 제2 복수개의 안테나들을 통해서 공중으로 발사하고, 상기 제1 및 제2 복수개의 안테나들을 통해서 입력된 수신 신호를 상기 이동통신기지국 또는 중계기로 전송하는 고주파신호 분배 결합 장치에 있어서,
    제1 본체, 상기 제1 본체의 일측에 설치된 송신급전부와 수신급전부, 상기제1 본체의 타측에 설치된 제1 및 제2 급전컨넥터들을 구비하고, 상기 송신급전부를 통해서 입력되는 송신 신호에 포함된 PIMD 신호를 감소시켜서 상기 제1 및 제2 급전컨넥터들을 통해서 출력하고, 상기 제1 및 제2 급전컨넥터들을 통해서 입력되는 수신 신호를 상기 송신 신호와 분리하여 상기 수신급전부를 통해서 출력하는 하이브리드 장치;
    제2 본체, 상기 제2 본체의 일측에 설치되며 상기 제1 급전컨넥터에 연결된 제3 급전컨넥터, 및 상기 제2 본체의 타측에 설치된 제1 복수개의 급전컨넥터들을 구비하며, 상기 제3 급전컨넥터를 통해서 입력되는 송신 신호를 분배하여 상기 제1 복수개의 급전컨넥터들을 통해서 상기 제1 복수개의 안테나들로 전송하고, 상기 제1 복수개의 안테나들을 통해서 입력되는 수신 신호를 결합하여 상기 제3 급전컨넥터를 통해서 상기 하이브리드 장치로 전송하는 제1 커플러; 및
    제3 본체, 상기 제3 본체의 일측에 설치되며 상기 제2 급전컨넥터에 연결된 제4 급전컨넥터, 및 상기 제3 본체의 타측에 설치된 제2 복수개의 급전컨넥터들을 구비하며, 상기 제4 급전컨넥터를 통해서 입력되는 송신 신호를 분배하여 상기 제2 복수개의 급전컨넥터들을 통해서 상기 제2 복수개의 안테나들로 전송하고, 상기 제2 복수개의 안테나들을 통해서 입력되는 수신 신호를 결합하여 상기 제4 급전컨넥터를 통해서 상기 하이브리드 장치로 전송하는 제2 커플러를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파신호 분배 결합 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 하이브리드 장치의 제1 본체는
    상기 송신급전부와 상기 제1 급전컨넥터를 연결하는 제1 금속 에어스트립라인;
    상기 수신급전부와 상기 제2 급전컨넥터를 연결하는 제2 금속 에어스트립라인;
    상기 제1 금속 에어스트립라인의 중앙부와 상기 제2 금속 에어스트립라인의 중앙부를 연결하는 제3 금속 에어스트립라인;
    상기 제1 금속 에어스트립라인의 일단부와 상기 제2 금속 에어스트립라인의 일단부를 연결하는 제4 금속 에어스트립라인; 및
    상기 제1 금속 에어스트립라인의 타단부와 상기 제2 금속 에어스트립라인의 타단부를 연결하는 제5 금속 에어스트립라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파신호 분배 결합 장치.
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WO2015150500A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-08 Kathrein-Werke Kg Cover lid, housing for electric or electromagnetic applications and method of assembly of a hf housing

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