KR200494266Y1 - 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체 - Google Patents

고출력 마이크로파 신호 생성 구조체 Download PDF

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KR200494266Y1
KR200494266Y1 KR2020200001520U KR20200001520U KR200494266Y1 KR 200494266 Y1 KR200494266 Y1 KR 200494266Y1 KR 2020200001520 U KR2020200001520 U KR 2020200001520U KR 20200001520 U KR20200001520 U KR 20200001520U KR 200494266 Y1 KR200494266 Y1 KR 200494266Y1
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권영만
나동주
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알에프에이치아이씨 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

본 고안은 산업용의 고출력 마이크로파 신호 생성 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 고안은, 상기 마이크로파 신호를 발생하는, 동일 형상을 가진 3개 이상의 고상 전력 증폭기(SSPA; solid state power amplifier)들; 상기 고상 전력 증폭기들 각각에 결합되는 2개 이상의 입력 포트들, 및 상기 입력 포트들에 입력되는 신호들을 결합한 출력 신호를 출력하는 1개의 출력부를 포함하는 전력 결합기; 및 상기 출력부에 결합되어 신호를 출력하는 출력 도파관을 포함한다. 상기 전력 결합기에 대하여, 상기 고상 전력 증폭기들이 결합된 방향과 같은 방향으로 상기 출력부 및 상기 출력 도파관의 개구부가 향하도록 배치된다.

Description

고출력 마이크로파 신호 생성 구조체{STRUCTURE FOR GENERATING HIGH POWER MICROWAVE SIGNALS}
본 고안은 산업용의 고출력 마이크로파 신호 생성 장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 마이크로파 신호 생성 장치는, 예를 들어 음식, 플라스틱 등과 같은 특정 물품을 가열하거나 건조하는 데 이용될 수 있다.
마이크로파(microwave)는 그 파장이 매우 짧고 그 특성이 빛과 유사하여 다중 통신에 유리하며 작은 출력으로도 장거리 통신이 가능하여 TV나 전화 등의 중계 회선과 레이더 등에 사용되고 있다. 또한, 마이크로파는 음식, 플라스틱 등과 같은 특정 물품을 가열하거나 건조하는 데 이용되는 등 다양한 산업적 용례를 가진다.
마이크로파의 송수신을 위한 레이더, 통신 및 위성 시스템 등은 필수적으로 안테나를 통하여 신호를 방사하고 되돌아오는 신호를 수신하게 된다. 낮은 주파수 대역에서는 안테나를 기판 형태의 패치로 제작이 가능하며, 송수신기와 동일한 기판으로 제작되기도 한다. 그러나 주파수가 높아짐에 따라 기판의 손실은 점점 증가하게 되므로 저손실 및 고출력을 위하여 도파관(waveguide)이 이용된다.
마이크로파의 전송 선로로서 도파관을 이용하면 도체에 의한 저항 손실과 전파 중 전파 에너지의 손실 그리고 유전체의 손실이 적으며, 방사 손실이 없고 취급할 수 있는 전력이 큰 장점이 있다.
종래의 고출력 마이크로파 장비들을 예시한 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 고출력 마이크로파 장비들은 대개 중앙집중식으로 되어 있어, 부피가 매우 큰 마그네트론 시스템 및 이를 수납하는 아이솔레이터(isolator)(110)로부터 생성된 마이크로파 신호는 여러 개의 방향성 결합기(130), 도파관(140), 결합기(150), 그리고 또 다시 도파관을 거쳐 안테나(160)에서 방사되어 두 안테나 사이에 있는 표적 위치(170)에 도달하여 음식, 플라스틱 등의 대상물을 건조하는 등의 산업적 기능을 수행하는바, 그 대상물의 지속적인 공급을 위하여 예를 들어 컨베이어 벨트(180)와 같은 운송 장비가 이용될 수 있다.
이와 같이 중앙집중식 고출력 마이크로파 장비들은 수십 kW에 달하는 대전력 전원공급기(120), 마이크로파를 격리하기 위한 대전력 아이솔레이터, 대전력 분배기뿐만 아니라 전력전달을 위한 도파관, 대전력 방향성 결합기, 모드 매칭을 위한 대전력 도파관 튜너를 필요로 하였다.
JP 2019-197960 A
본 고안은 고상 전력 증폭기(SSPA; solid-state power amplifier)를 이용하여 대전력 분배기, 전력전달용 도파관, 대전력 방향성 결합기, 대전력 아이솔레이터, 매칭용 대전력 도파관 튜너를 필요로 하지 않아 구조적으로 간단하면서도 공간 활용도를 높이는 마이크로파 신호 생성 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하고, 후술하는 본 고안의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 고안의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 고안의 일 태양에 따르면, 고출력 마이크로파 신호를 생성하는 구조체가 제공되는바, 그 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는, 상기 마이크로파 신호를 발생하는, 동일 형상을 가진 2개 이상의 고상 전력 증폭기(SSPA; solid state power amplifier)들; 상기 고상 전력 증폭기들 각각에 결합되는 2개 이상의 입력 포트들, 및 상기 입력 포트들에 입력되는 신호들을 결합한 출력 신호를 출력하는 1개의 출력부를 포함하는 전력 결합기; 및 상기 출력부에 결합되어 신호를 출력하는 출력 도파관을 포함하고, 상기 전력 결합기에 대하여, 상기 고상 전력 증폭기들이 결합된 방향과 같은 방향으로 상기 출력부 및 상기 출력 도파관의 개구부가 향하도록 배치된다.
유리하게는 상기 입력 포트들 각각은 상기 출력 도파관을 향하는 상기 전력 결합기의 일면 상에서 상기 각각의 축이 서로 평행하도록 형성되거나 상기 전력 결합기의 측면에 형성되고, 상기 출력부는 상기 일면 상에 형성되며, 상기 출력부가 형성된 상기 일면 상의 지점은 상기 일면 상에서 상기 입력 포트들에 의하여 둘러싸인 지점에 위치한다.
더 유리하게는 상기 입력 포트들은 전력 결합기의 일면 상에 각각의 축이 서로 평행하도록 형성되고, 상기 출력부는 상기 일면 상에 형성되며, 상기 출력부가 형성된 상기 일면 상의 지점은 상기 입력 포트들이 형성된 상기 일면 상의 지점들을 이은 폐곡선의 내부에 위치한다.
바람직하게는 상기 고상 전력 증폭기들 및 상기 입력 포트들은 상기 출력부의 관축에 대하여 점 대칭성 또는 회전 대칭성을 구비한 위치에 동일 형상으로 배치된다.
상기 고상 전력 증폭기들의 수는 2n개이고, 상기 입력 포트들의 수는 2n개일 수 있다(n은 자연수임).
실시 예에 따라, 상기 출력 도파관은, 상기 출력부에 대향하는 일 측면에 개구부가 형성될 수 있고, 상기 출력부로부터 전달된 신호를 정합하도록 상기 출력부로부터 연장되는 여러 단차를 가지는 스텝 구조(step structure)의 전이부(transition)를 포함할 수 있으며, 정합된 상기 신호를 상기 개구부를 통하여 출력할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 상기 전력 결합기에 일체화되거나 분리되도록 구성되어 상기 전력 결합기를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 상기 고상 전력 증폭기들 중 적어도 하나와 상기 출력 도파관 사이에 배치된 적어도 하나의 방열부를 더 포함할 수 있는바, 상기 방열부는 상기 고상 전력 증폭기들 중 적어도 하나에 열적으로 소통하도록 접촉되거나 상기 고상 전력 증폭기들 중 적어도 하나 및 상기 출력 도파관에 열적으로 소통하도록 접촉된다.
본 고안에 따르면, 대전력 전원공급기가 불필요해져 감전 사고가 방지되는 등 안전성이 제고되는 효과가 있다.
또한 본 고안에 따르면, 전력 전달의 경로가 짧아져 전력 전달에 이용되던 도파관의 길이도 줄일 수 있어 앞서 언급된 대전력 전원공급기의 제거와 함께 공간 활용도가 높아지는 효과가 있다. 즉, 마이크로파 신호 생성 구조체의 부품들이 최소화하여 장비 설치에 소요되는 시간도 최소화한다.
그리고 본 고안에 따르면 비교적 짧은 교체 주기를 가진 마그네트론(대략 1년 미만)을 10년 이상의 교체 주기를 가진 고상 전력 증폭기로 대체할 수 있어 그 운용 및 관리에 있어서도 효율성이 배가되는 효과도 있다.
본 고안의 실시 예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 고안의 실시 예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 고안이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 "통상의 기술자"라 함)에게 있어서는 고안에 이르는 노력 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 예시적으로 종래의 고출력 마이크로파 장비들을 상이한 각도에서 도시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 예시적 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타난 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 정면도이다.
도 4는 도 2에 나타난 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 배면도이다.
도 5는 도 2에 나타난 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 평면도이다.
도 6은 도 2에 나타난 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 우측면도이다.
도 7은 본 고안의 일 실시 예에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체에 일체화된 전력 결합기 및 도파관의 내부 구조를 투시한 도면이다.
도 8은 본 고안의 일 실시 예에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체에 방열부가 포함된 경우를 도시한 예시적 사시도이다.
후술하는 본 고안에 대한 상세한 설명은, 본 고안의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 고안이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 통상의 기술자가 본 고안을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.
본 고안의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '포함하다'라는 단어 및 그 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결'되어 있다 거나 '접속'되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결'되어 있다 거나 '직접 접속'되어 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 '~ 사이에'와 '바로 ~ 사이에' 또는 '~에 이웃하는'과 '~에 직접 이웃하는' 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 고안의 개념에 따른 권리범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
통상의 기술자에게 본 고안의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 고안의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 고안을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 더욱이 본 고안은 본 명세서에 표시된 실시 예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 고안의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 고안의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 명세서에서 달리 표시되거나 분명히 문맥에 모순되지 않는 한, 단수로 지칭된 항목은, 그 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 복수의 것을 아우른다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 통상의 기술자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 고안의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 예시적 사시도이다. 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6은 각각 그 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체의 정면도, 배면도, 평면도 및 우측면도이다. 저면도와 좌측면도는 각각 평면도와 우측면도에 대한 대칭성을 가지므로 그 도시를 생략하였다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 고안의 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 상기 마이크로파 신호를 발생하는, 동일 형상을 가진 2개 이상의 고상 전력 증폭기(SSPA; solid state power amplifier; 200)들을 포함한다.
또한, 본 고안의 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 고상 전력 증폭기들(200) 각각에 결합되는 2개 이상의 입력 포트들(320), 및 입력 포트들(320)에 입력되는 신호들을 결합한 출력 신호를 출력하는 1개의 출력부(340)를 포함하는 전력 결합기(300)를 더 포함한다.
도 7은 본 고안의 일 실시 예에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체에 일체화된 전력 결합기(300) 및 도파관(400)의 내부 구조를 투시한 도면이다.
일 실시 예에서, 입력 포트들(320)은 전력 결합기(300)의 일면 상에 각각의 축이 서로 평행하도록 형성되고, 출력부(340)는 상기 일면 상에 형성되며, 출력부(340)가 형성된 상기 일면 상의 지점은 상기 일면 상에서 상기 입력 포트들(320)에 의하여 둘러싸인 지점에 위치한다. 구체적으로, 상기 입력 포트들(320)이 형성된 상기 일면 상의 지점들을 이은 폐곡선의 내부에 위치할 수 있다.
대안으로서, 도 2에 예시된 바와 같이, 입력 포트들(320')은 전력 결합기(300)의 측면에 형성될 수도 있다. 이 경우, 고상 전력 증폭기들(200)은 직각 N 커넥터(right angle n type connector)와 같은 각진 커넥터(angle connector)를 이용하여 입력 포트들(320')을 통하여 전력 결합기(300)와 연결될 수 있다. 따라서 측면에 형성된 입력 포트들(320')에 연결된 고상 전력 증폭기들(200)도 출력 도파관(400)의 개구부(410)가 향하는 방향과 나란하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 고상 전력 증폭기들(200) 및 상기 입력 포트들(320)은, 상기 출력부(340)의 관축으로서 상기 일면의 법선에 평행한 축에 대하여 점 대칭성 또는 회전 대칭성을 구비한 위치에 동일 형상으로 배치될 수 있다. 그 예시는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같은바, 상기 고상 전력 증폭기들의 수는 2n개, 상기 입력 포트들의 수는 2n개일 수 있다(n은 자연수임).
도 7에 나타난 실시 예에서는, 고상 전력 증폭기들(200)뿐만 아니라 이에 대응되는 입력 포트들(320)의 개수가 4개이므로 전력 결합기(300)는 4 웨이 방사형 결합기(4-way radial combiner)라고 지칭할 수 있다. 이 형태의 전력 결합기(300)는 T자 형 구조를 가지는 2 웨이 전력 결합기에 대비할 때 그 격리도가 2배 이상 향상되는 장점이 있다. 본 개시서에 따라 4 웨이 방사형 결합기로 구성된 전력 결합기(300)는 일반적으로 약 6dB의 격리도를 가질 수 있다.
고상 전력 증폭기들(200)과 전력 결합기의 입력 포트들(320) 간의 결합에는 RF 커넥터(radio frequency connector)가 이용될 수 있다. 예를 들어, N 커넥터가 이용될 수 있다. 고상 전력 증폭기들(200) 각각과 입력 포트들(320) 각각이 RF 커넥터의 암수 조합을 통하여 서로 직접 체결될 수도 있고, 케이블로 매개하여 서로 연결될 수도 있다.
그리고 본 고안의 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 출력부(340)에 결합되어 신호를 출력하는 출력 도파관(400)을 더 포함하는바, 전술된 구성요소들은, 전력 결합기(300)에 대하여, 고상 전력 증폭기들(200)이 결합된 방향과 동일한 방향으로 상기 출력부(340) 및 상기 출력 도파관(400)의 개구부(410)가 향하도록 배치된다.
도 7을 참조하면, 출력 도파관(400)에는 출력부(340)에 대향하는 일 측면, 즉 반대쪽에 개구부(410)가 형성될 수 있고, 출력부(340)로부터 전달된 신호를 정합하도록 출력부(340)로부터 연장되는 여러 단차를 가지는 스텝 구조(step structure)로 된 전이부(transition; 420)를 포함할 수 있으며, 정합된 상기 신호를 개구부(410)를 통하여 출력할 수 있다.
고상 전력 증폭기(200) 및 이에 연결된 입력 포트(320)로부터 연장되는 선로의 내부 도체, 출력부(340)와 도파관(400) 간의 전기적 접촉은 정확하게 구현되어야 하는데, 그 구현성 문제 및 이로 인한 정밀한 가공의 필요성으로 인하여 고비용의 문제점이 생긴다. 따라서 마이크로파 대역에서 출력부의 선로(340)와 도파관 간의 전이 구조가 필요하게 되었다.
본 개시서에 따른 전이부(420)는 그러한 전이 구조로서, 서로 다른 종류의 진행파를 모드 변환하는바, 도파관(400)의 임피던스와 출력부(340)의 임피던스를 정합(match)하는 역할을 수행한다. 전이부(420)의 주된 목적은 서로 다른 임피던스를 가지는 두 구조물, 즉, 전력 결합기(300)의 출력부(340)와 도파관(400)의 임피던스를 정합하여 낮은 손실로 신호를 전달해주는 것이다. 그렇기 때문에 임피던스의 차이는 전이부(420)의 설계에 반영된다. 전이부(420)는 엔드론치(end launch) 전이부에 해당하며, 본 고안에서와 같이 엔드론치로서 직각 구조를 채용하는 경우에는 도파관(400)의 신호 출력의 방향이 90도만큼 꺾이므로 구성이 더 복잡해진다. 이와 같은 엔드론치 전이부에 있어서 광대역 특성을 구현하기 위하여 여러 단차를 가진 구조, 즉, 스텝 구조의 임피던스 전송선로를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 개구부(410)는 도파관(400)이 안테나의 역할을 수행할 수 있도록 원기둥, 각기둥, 원뿔, 각뿔, 원뿔대, 각뿔대 및 이들을 사영 변환한 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 개구부(410)는 소정의 길이로 연장된 림(rim)과 같이 부가적인 구조를 가질 수도 있다.
다음으로, 본 고안의 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 실시 예에 따라 전력 결합기(200)에 일체화되거나, 분리되어 전기적으로 연결되도록 구성되어 전력 결합기(200)를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 원하는 대역의 주파수 신호를 고상 전력 증폭기(200)로 하여금 발생하도록 제어하는 기능을 한다. 예를 들어, 원하는 대역의 주파수는 900Mhz 내지 930Mhz일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 종래의 대형 마그네트론을 본 고안에 따라 고상 전력 증폭기(200)로 대체하면 편리한 사용자 인터페이스(예컨대, 그래픽 사용자 인터페이스)를 통하여 주파수를 용이하게 변경할 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 제어부는 고상 전력 증폭기(200)가 발생하는 신호의 모드를 제어할 수도 있는데, 예를 들어, 연속파(CW) 모드뿐만 아니라 펄스 듀티(pulse duty)가 1%에 달하는 펄스 폭 모드에 이르는 제어도 가능하다. 그리고 고상 전력 증폭기(200)가 여러 개이므로 발생하는 신호들의 위상을 제어하여 최고 효율을 낼 수 있도록 상기 제어부는 위상 천이기(phase shifter)를 포함할 수도 있다. 상기 제어부는 그 내부에 디지털 감쇠기(digital attenuator)를 포함함으로써 고상 전력 증폭기(200)에 대해 원하는 출력을 얻을 수 있도록 제어하는 역할도 수행할 수 있다.
제어부는 본 고안에 따른 마이크로파 신호 생성 구조체의 전원 온오프 기능뿐만 아니라 과온도 차단, 과출력 셧다운 등의 보호 기능을 수행할 수도 있는바, 이와 같은 제어부의 기능들은 마그네트론을 고상 전력 증폭기로 대체함으로써 취할 수 있는 장점이다.
전력 공급에 있어서 고상 전력 증폭기들(200)에는 제어부(미도시)로부터 전력이 공급될 수도 있고, 외부의 전력 공급 장치(미도시)로부터 전력이 공급될 수도 있다.
도 8은 본 고안의 일 실시 예에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체에 방열부가 포함된 경우를 도시한 예시적 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 고안에 따른 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체는 고상 전력 증폭기들(200)과 출력 도파관(400) 사이에 배치된 적어도 하나의 방열부(500)를 더 포함할 수 있다.
방열부(500)는 고상 전력 증폭기들(200) 중 적어도 하나에 열적으로 소통하도록 접촉되거나 고상 전력 증폭기들(200) 중 적어도 하나 및 출력 도파관(400)에 열적으로 소통하도록 접촉된다. 이는 고상 전력 증폭기(200)와 출력 도파관(400)에서 발생하는 열을 냉각하기 위함인데, 방열부(500)는 예를 들어 수냉식으로 작동될 수 있다.
방열부(500)는 그 일면에서 도파관(400)과 일체로 형성될 수 있다.
이상, 본 고안의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 기재된 모든 실시 예들에 걸쳐, 대전력 전원공급기가 불필요해져 감전 사고가 방지되는 등 안전성이 제고되고, 전력 전달의 경로가 짧아져 전력 전달에 이용되던 도파관의 길이를 줄이면서 종래 기술에 따른 다수의 연결 구조물을 제거함으로써 공간 활용도가 높아지는 장점이 있으며, 마이크로파 신호 생성 구조체의 부품들이 최소화하여 장비 설치에 소요되는 시간도 최소화하는 한편, 비교적 짧은 교체 주기를 가진 마그네트론(대략 1년 미만)을 10년 이상의 교체 주기를 가진 고상 전력 증폭기로 대체하여 그 운용 및 관리에 있어서도 효율성이 배가되는 효과도 있다.
본 고안이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 고안의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 고안이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 사람이라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 고안의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 실용신안등록청구범위뿐만 아니라 이 실용신안등록청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 고안의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 마그네트론 및 아이솔레이터 120: 전력 공급 장치(PSU)
130: 방향성 결합기 140: 도파관
150: 결합기 160: 안테나
170: 표적 위치 180: 컨베이어 벨트
200: 고상 전력 증폭기 300: 전력 결합기
320, 320': 입력 포트 340: 출력부
400: 출력 도파관 410: 개구부
420: 전이부 500: 방열부

Claims (7)

  1. 고출력 마이크로파 신호를 생성하는 구조체로서,
    상기 마이크로파 신호를 발생하는, 동일 형상을 가진 2개 이상의 고상 전력 증폭기(SSPA; solid state power amplifier)들;
    상기 고상 전력 증폭기들 각각에 결합되는 2개 이상의 입력 포트들, 및 상기 입력 포트들에 입력되는 신호들을 결합한 출력 신호를 출력하는 1개의 출력부를 포함하는 전력 결합기; 및
    상기 출력부에 결합되어 신호를 출력하는 출력 도파관
    을 포함하되,
    상기 전력 결합기에 대하여, 상기 고상 전력 증폭기들이 결합된 방향과 같은 방향으로 상기 출력부 및 상기 출력 도파관의 개구부가 향하도록 배치되며,
    상기 입력 포트들 각각은 상기 출력 도파관을 향하는 상기 전력 결합기의 일면 상에서 상기 각각의 축이 서로 평행하도록 형성되거나 상기 전력 결합기의 측면에 형성되고, 상기 출력부는 상기 일면 상에 형성되며, 상기 출력부가 형성된 상기 일면 상의 지점은 상기 일면 상에서 상기 입력 포트들에 의하여 둘러싸인 지점에 위치하고,
    상기 2개 이상의 고상 전력 증폭기들의 길이 방향이 서로 평행하도록 상기 고상 전력 증폭기들이 각진 커넥터를 이용하여 상기 입력 포트들에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는, 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고상 전력 증폭기들 및 상기 입력 포트들은 상기 출력부의 관축에 대하여 점 대칭성 또는 회전 대칭성을 구비한 위치에 동일 형상으로 배치되는, 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고상 전력 증폭기들의 수는 2n개(n은 자연수)이고, 상기 입력 포트들의 수는 2n개인, 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력 도파관은,
    상기 출력부에 대향하는 일 측면에 개구부가 형성되고,
    상기 출력부로부터 전달된 신호를 정합하도록 상기 출력부로부터 연장되는 여러 단차를 가지는 스텝 구조(step structure)의 전이부(transition)를 포함하며,
    정합된 상기 신호를 상기 개구부를 통하여 출력하는, 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 전력 결합기에 일체화되거나 분리되도록 구성되어 상기 전력 결합기를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 고상 전력 증폭기들로 하여금 원하는 대역의 주파수, 출력 및 위상을 가진 신호를 발생하도록 제어하는, 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고상 전력 증폭기들 중 적어도 하나와 상기 출력 도파관 사이에 배치된 적어도 하나의 방열부를 더 포함하고,
    상기 방열부는 상기 고상 전력 증폭기들 중 적어도 하나에 열적으로 소통하도록 접촉되거나 상기 고상 전력 증폭기들 중 적어도 하나 및 상기 출력 도파관에 열적으로 소통하도록 접촉된, 고출력 마이크로파 신호 생성 구조체.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09246816A (ja) * 1996-03-14 1997-09-19 Nec Corp 導波管−マイクロストリップ線路変換器
KR101734903B1 (ko) * 2017-04-07 2017-05-12 한국기초과학지원연구원 고효율 결합 특성을 갖는 N-way 고출력 ｒｆ 공간 결합기
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JP2019197960A (ja) 2018-05-08 2019-11-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 方向性結合器およびそれを用いたマイクロ波加熱装置

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