KR20050088999A - 가변 전력분배기 - Google Patents

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KR20050088999A
KR20050088999A KR1020057008253A KR20057008253A KR20050088999A KR 20050088999 A KR20050088999 A KR 20050088999A KR 1020057008253 A KR1020057008253 A KR 1020057008253A KR 20057008253 A KR20057008253 A KR 20057008253A KR 20050088999 A KR20050088999 A KR 20050088999A
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KR1020057008253A
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도날드 엘. 룬욘
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이엠에스테크놀러지스,인코포레이티드
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    • 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

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

본 발명은 가변 전력분배기에 관한 것으로서, 기지국 안테나에서 보내지고 수신된 신호를 제어하는데 사용되는 고전력 및 다중-캐리어 RF 환경에서의 포트 사이의 RF전력을 변경할 수 있으며, 단일-제어 위상 시프터(110)와 하이브리드 전력분배기(115)를 포함하며, 단일-제어 위상 시프터는 1개의 입력포트와 2개의 출력포트를 갖는 3개 포트 장치를 포함할 수 있으며, 상기 단일-제어 위상 시프터는 2개의 RF신호 사이의 위상을 변경 또는 조정할 수 있는 가변 조정기를 더 포함하며, 하이브리드 전력분배기는 2개의 입력포트와 2개의 출력포트를 갖는 4개 포트 장치를 포함할 수 있으며, 상기 단일-제어 위상 시프터와 하이브리드 전력분배기는 고속제조에 적합한 거의 평면구조체를 포함하며, 하이브리드 전력분배기의 출력포트는 안테나 또는 전력흡수부재와 같은 다양한 장치에 결합될 수 있다.

Description

가변 전력분배기{VARIABLE POWER DIVIDER}
기술분야
본 발명은 패시브 네트워크(passive network)를 이용하는 무선통신시스템에 관한 것으로서, 특히 단일 입력 RF 신호를 조정범위 전체에 걸쳐 일정한 위상(constant phase)의 2개의 출력 RF 신호로 변환하도록 인쇄회로기판상에 사용하기 위한 저 패시브 상호변조를 가지지만 가변 전력분배기의 일부분인 단일 위상 시프터의 이동 함수로서의 가변 진폭을 구비하는 평면 가변 전력분배기에 관한 것이다.
배경기술
마이크로파 구성요소의 일반적인 종류는 2개의 위상 시프터와 2개의 고정 전력분배기(조합기)를 조합하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이들 양 구성요소는 비교적 높은 RF 전력값에서 광역주파수대역 이상으로 작동되도록 제조될 수 있으며, 실제 전자전(electronic warfare)에 대한 가변 전력분배기, 스위치 및 고정 서큘레이터(fixed circulator)를 구성하며 위성과 레이더를 통신시키기 위한 안테나 적용에서의 빔생성에 유용하다.
종래기술
도 1 내지 도 5는 가변 전력분배기와 스위치로서 작용하도록 2개의 위상 시프터와 2개의 고정 전력분배기를 통합하는 5개의 종래 구성을 도시한다. 도 1 내지 도 4는 4개의 포트를 갖는 네트워크를 도시하며, 도 5는 3개의 포트를 갖는 네트워크를 도시한다. 3개 또는 4개의 포트를 갖는 다른 네트워크 및 다수의 포트를 갖는 네트워크는 다수의 포트와 추가 위상 시프터를 갖는 고정 전력분배기로 실현될 수 있다. 다수의 포트를 갖는 네트워크는 빌딩 블록(building block)으로서 3개 또는 4개의 포트를 갖는 네트워크를 이용하여 실현될 수 있다. 도 1 내지 도 5에 도시된 3개 또는 4개의 포트 구성은 스위치(2개의 상태를 구비) 또는 가변 전력분배기(연속 상태를 구비)로 실현될 수 있다.
스위치의 경우에 있어서, 위상 시프트의 단지 2개의 값(따라서 2개의 상태)이 이용가능하며: 이들 위상은 상태 0 및 상태 1에 대응하여 설정된다. 가변 전력분배기에 대해, 위상 시프터(φ1, φ2)의 설정은 미리 결정한 범위의 값 이상으로 연속적으로 변할 수 있다. 다른 삽입 위상(insertion phase)을 갖는 쌍의 위상 시프터의 사용은 하나로만 나타나는 것보다 상태 0과 상태 1에 대해 다른 위상값이 얻어질 것이다. 비가역 위상 특성을 갖는 위상 시프터의 사용은 장치를 통한 신호전파를 정(전송) 또는 역(수신)에 대응하는 다른 위상값을 얻을 것이다. 4개의 포트 서큘레이터는 위상 시프터가 비가역 위상 특성을 가질 때 고정 위상 상태를 갖는 4개의 외부 포트로 이루어진 도 1 내지 도 4의 구성을 사용하여 제조될 수 있다.
도 1에 도시된 구성은 0도/180도 하이브리드(hybrid) 전력분배기와 직각(0도/90도) 하이브리드 전력분배기를 이용한다. 도 1에서의 방정식으로 나타낸 포트(3, 4)에서의 출력 전압신호(b3, b4)는 포트 1에서의 입력신호에 대응한다. 포트 1에서의 입력신호는 가변 위상 시프터 (φ1, φ2)에 동등 진폭의 위상신호를 제공한다. 이상적으로, 신호가 포트 1에 공급될 때 포트 2에서 신호가 나타나지 않으면 포트 2는 포트 1에 공급된 신호에 대해 "격리 포트(isolated port)"로서 기술될 수 있다. 유사하게, 포트 2에 공급된 신호는 포트 1에서 나타나지 않는다. 위상차( △φ=φ1-φ2)는 포트 3 과 포트 4에서의 출력신호 진폭에 대한 제어 파라미터이며, 2개의 위상값의 합은 출력신호 위상을 변화시킬 수 있다. 2개의 위상값의 합은 일정한 위상 값을 가지도록 출력신호에 대한 조정범위 전체에 걸쳐 일정한 위상 값에 동등하여야 한다.
상보 패션(complementary fashion)에서의 위상값을 동시에 변경하는 것은 조정범위 전체에 걸쳐 일정한 출력 신호 위상값을 유지하는 동안 가변 전력분배기 출력신호 진폭변화를 달성할 수 있다. 출력신호 진폭을 변화시키는 가변 전력분배기 기능은 다른 위상 시프터의 위상을 고정값으로 유지하는 동안 1개의 위상 시프터의 위상값을 변화시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 출력신호 위상값은 위상 양(φ1+φ2)이 조정범위의 전체에 걸쳐 거의 일정한 값일 때에만 거의 일정한 양이다.
도 1에 도시된 구성에 대한 스위치 상태 사이의 신호 진폭을 제어하기 위한 위상값의 범위는 90도이다. 도 1의 표는 φ1, φ2에 대한 위상값을 나타내며, 스위치 상태 0에 대해 △φ= -90도, 스위치 상태 1에 대해 △φ= +90도이다. 상태 0은 포트 1로의 모든 이용가능한 신호입력이 포트 4에서 나타나는 조건에 대응하다. 상태 1은 포트 1로의 모든 이용가능한 신호입력이 포트 3에서 나타나는 조건에 대응하다. 표에서의 0 이상의 φ1, φ2 위상값은 동일 위상값을 갖는 위상 시프터 φ1, φ2로의 신호입력에 대한 0도값에 대해 더 큰 위상 지연을 나타낸다.
달리 표현하면, φ1 = 0도, φ2 = 90도는 φ2 로부터의 신호출력이 φ1 으로부터의 신호출력에 대해 90도 지연된 조건이다. 달리 표현하면, φ1 = 0도, φ2 = 90도는 φ2 로부터의 신호출력이 90도 지연되고, φ1 으로부터의 신호출력이 90도인 조건이다. 위상제어장치의 삽입손실은 위상제어장치가 소망 진폭 조정범위에 대응하는 최소 위상조정범위를 가질 때 최소화될 수 있다.
3개의 외부 포트를 갖는 도 5의 구성은 입력 분배기가 격리 포트(2)를 갖지 않고, 입력 분배기가 반응형 전력분배기이며 하이브리드 전력분배기가 아닌 것을 제외하고는 도 1의 구성과 동일하다. 도 5의 구성의 작동은 도 1과 동일하다.
도 2에 도시된 구성은 도 1에 도시된 혼합 하이브리드 구성과 비교하여 2개의 직각 하이브리드(quadrature hybrid) 전력분배기를 이용한다. 도 2에서의 스위치 상태 사이의 신호 진폭을 제어하기 위한 위상값의 범위는 180도이며, 위상 시프터의 삽입손실은 도 1의 구성보다 더 클 수 있다.
도 3에 도시된 구성은 혼합 하이브리드(도 1) 또는 직각 하이브리드(도 2)에 대해 0도/180도 하이브리드 전력분배기를 이용한다. 이 구성에 있어서, 180도 위상 시프트가 각 위상 시프터에 요구된다. 포트 3과 4에서의 출력신호는 90도로 다른 위상값을 가진다.
도 4의 구성은 도 2의 구성과 동일하며, 추가 고정 위상 지연(φ0), 전송선 길이(L)를 가지며, 2개의 신호위상은 각각의 가변 위상 시프터(φ1, φ2)로의 입력에 동기한다. 이 구성은 도 1의 구성과 기능적으로 모두 동일하다.
종래기술의 논의
미국특허 제4,485,362호(Campi)에는 3개의 포트, 다른 출력에서 전력출력을 식별가능하게 변경하지 않고 하나의 출력에서 광범위에 걸쳐 가변출력을 갖는 가변 마이크로파 스트립선 전력분배기가 개시되어 있지만, 전력 분할을 변화시키기 위해 전자 패치장치와 회로소자를 요구한다.
미국특허 제5,473,294호(Mizzoni)에는 평면 가변 전력분배기가 개시되어 있지만, 2개의 직각 하이브리드와 2개의 가변 위상 시프터를 요구하며, 도파관을 이용하며, 마이크로스트립 기술은 없으며, 4개의 하이브리드 출력회로를 접속시키기 위한 2개의 슬라이딩 기구의 사용을 요구한다. 도 4에 따른 미조니(Mizzoni)의 블록도와 같이 미조니에 의해 기술된 것과 같은 짧은 슬라이딩을 갖는 직각 하이브리드는 2개의 포트 위상 시프터로서 본 발명이 속하는 기술분야에 공지되어 있다.
가변 전력분배기는 가변 전력조합기를 반대로 작동시켜, 2개의 입력신호는 미리 결정된 전력값에서 단일 출력신호로 조합된다. 이러한 조합기는 미국특허 제6,069,529호(Evans)에 개시되어 있으며, 가변 전력조합기는 제 1 증폭기가 고장난 경우에 증폭된 신호 백업을 제공하기 위한 여분의 스위치로서 사용된다. 그러나, 이는 도파관 경로를 사용하며, 활성 증폭기 회로를 요구하며, 하이브리드내의 기계장치는 금속 벽으로 대체가능한 이동가능한 결합판을 포함한다. 또한, 이 설계는 감소된 신뢰도를 가지며, 도파관 매체 적용에 제한을 받는다.
일본특허 제4000902호(Asao)에는 도 1에서의 1개의 격리 포트(2) 대신에 2개의 격리 포트를 가지는 것을 제외하고는 도 1에 따른 블록도를 갖는 스트립선 기술에 설비된 평면 가변 전력분배기가 개시되어 있다. 고정 입력 분배기는 5개의 포트를 포함하는 "랫-레이스(rat-race)" 또는 "링(ring)" 하이브리드이며, 위상 포트는 가변 전력분배기에 입력 (1)로서 사용된다. 2개의 격리 포트는 흡수 부하(absorbing load)로 한정된다. 입력 동상(in-phase) 하이브리드 분배기와 직각 분배기 사이의 평행선은 2차원형상 유전체로 부분적으로 덮혀진다.
평행선의 방향에 횡방향으로 직렬로 유전체를 이동시키는 것은 2개의 라인상에 차동 상보 위상 시프트가 얻어진다. 이 설계는 고정폭 전송선 전도체에 근접하여 유전체 재료의 변경량을 가진다. 전송선의 임피던스는 2개의 기평면(ground plane)과 상기 전송선 사이의 분리 거리가 동시에 변화하는 것과 같이 어떤 다른 기하학 파라미터 이외에는 위상 시프트에 따라 변경될 것이다.
종래기술의 문제점
종래기술의 가변 전력분배기는 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상을 갖는 출력신호를 달성하기 위해 하나 이상의 위상 시프터를 요구하며, 고가의 도파관 전송매체를 사용해야 하는 제한이 따르거나 또는 하이브리드 네트워크의 일부분으로서 복잡한 기계장치를 사용해야 한다. 캄피(Campi)에 따른 1개의 스트립선 전력분배기는 2개의 평면 패치 부재가 요구되는 2개의 출력 사이의 신중한 전력 분할을 달성하기 위해 패치 부재와 지면 사이의 다양한 접촉점의 접속을 요구한다.
따라서, 출력신호에서의 가변 전력분배기에 대한 종래기술에서는 간단하고 단일의 이동가능한 부품에 의해 국부적으로 또는 원격적으로 쉽게 제어할 필요성이 존재한다. 또한, 단일 입력 포트와 2개의 출력 포트를 갖는 마이크로스트립 또는 스트립선 전송선을 이용하는 인쇄회로기판상의 평면 구성에 적합한 가변 전력분배기가 필요하며, 여기에서 2개의 출력신호는 진폭이 가변적이며, 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양의 위상을 가지며, 일정한 출력신호 위상은 고정값과 거의 동등하거나 또는 다르다.
출력신호의 가변 진폭에서의 가변 전력분배기는 2개의 신호 경로에서의 입력신호의 위상을 변화시키는 단일의 이동가능한 부품에 의해 완성될 필요성이 존재하며, 단일의 이동가능한 부품은 국부적 또는 원격적으로 작동될 수 있다.
또한, 종래기술에 있어서, 인쇄회로기판상의 평면 구성에 적합하며, 인쇄회로기판상의 마이크로스트립 또는 스트립선 전송선과 함께 사용된 가변 전력분배기를 제공하는 것이 필요하다.
마지막으로, 저가로 쉽게 구성되며, 통상의 인쇄회로기판 제조기술에 적합하며, 구성부품의 간소함 및 쉽게 변경할 수 있고 반복할 수 있는 신호출력으로 높은 신뢰도를 갖는 가변 전력분배기를 생산할 필요성이 있다.
발명의 요약
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기지국 안테나에 송수신된 신호를 제어하는데 이용되는 고전력 및 다중 캐리어 RF 환경에 있어서 포트 사이의 RF 전력을 변화시킬 수 있는 가변 전력분배기를 제공하는 것이다. 상기 가변 전력분배기는 단일-제어 위상 시프터(phase shifter)와 하이브리드 전력분배기를 포함할 수 있다.
단일-제어 위상 시프터는 단일 입력포트(single input port)와 2개의 출력포트(output port)를 갖는 3개 포트 장치이다. 본 발명의 단일-제어 위상 시프터는 가역적이며, 따라서 종래기술에서와 같은 서큘레이터 기능은 본 발명으로 실현될 수 없다. 또한, 단일-제어 위상 시프터는 2개의 RF신호 사이의 위상을 변경 또는 조정할 수 있는 가변 조정기(variable adjuster)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 가변 조정기는 서로에 대한 위상의 전기 길이(electrical length)를 변경하는 것에 의해 2개의 전기경로를 따라 전파하는 2개의 RF신호 사이의 위상을 변경할 수 있다. 이 방식에 있어서, 제 1 RF신호의 제 1 위상과 제 2 RF신호의 제 2 위상의 합은 3개의 포트 위상 시프터의 출력포트에서 측정된 것과 거의 일정하게 유지될 수 있다.
단일-제어 위상 시프터는 패시브 상호변조를 실질적으로 감소시키기 위해 비접촉 전도성 구조체 사이에 RF신호를 전파할 수 있다. 특히, 단일-제어 위상 시프터의 가변 조정기는 비접촉 전도성 구조체 사이에 RF신호를 용량결합(capacitively couple)시킬 수 있다. 가변 조정기는 수신된 RF신호를 서로에 대해 대향방향으로 전파하는 제 2 전기경로를 따라 다양한 위치로 회전 및 용량결합될 수 있는 이동가능한 제 1 전기경로를 포함할 수 있다.
그러나, 본 발명은 제 2 전기경로를 따라 다양한 위치로 회전 및 용량결합될 수 있는 제 1 전기경로의 이 특정 기계구조체에 한정되는 것은 아니다. 다른 위상 시프터 구조체는 용량결합된 슬라이딩 슬리브, 직렬로 이동하는 유전체, 도파관(waveguide)을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 유사한 구조체는 3개의 포트를 가지며, 위상 시프트의 합이 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이 되도록 RF신호 사이에 위상 시프트를 부여할 수 있다.
한편, 하이브리드 전력분배기(hybrid power divider)는 2개의 입력포트와 2개의 출력포트를 갖는 4개 포트 장치이며, 가역적이다. 하이브리드 전력분배기는 그의 입력포트에서 수신된 RF신호의 위상과 진폭 양쪽을 조종한다. 하이브리드 전력분배기는 입력포트 사이를 흐르는 입력 RF신호를 실질적으로 격리시킬 수 있다. 2개의 입력포트 사이에 매우 작은 신호흐름이 생기기 때문에 하이브리드 전력분배기에서의 주된 RF 신호흐름은 입력포트로부터 출력포트로 흐른다.
1개의 입력포트로부터의 RF신호에 대응하는 위상 시프터의 2개의 출력포트에서의 RF신호 진폭은 통상적으로 거의 동등한 진폭을 가진다. 하이브리드 전력분배기의 입력포트중 하나로부터의 RF신호에 대응하는 하이브리드 전력분배기의 2개의 출력포트에서의 RF신호 위상값은 거의 90도 또는 180도로 다를 수 있다. 1개의 신호가 하이브리드 전력분배기의 각 입력포트에 공급될 때 하이브리드 전력분배기의 각 출력포트에서 2개의 신호가 생성될 수 있다.
하이브리드 전력분배기의 각 출력포트에서의 2개의 RF신호의 추가는 입력 RF신호의 진폭과 위상에 의존하는 진폭과 위상을 갖는 RF신호를 제공할 수 있다. 각 입력 RF신호의 위상은 각각의 출력 RF신호의 각 위상이 조정범위 전체에 걸쳐 거의 동등하도록 조정될 수 있다. 또한, 각 입력 RF신호의 위상은 출력 RF신호의 상대 진폭값이 변하는 동안 각각의 출력 RF신호의 각 위상이 거의 일정한 값이 되도록 조정될 수 있다. 본 발명의 가변 전력분배기는 위상 시프터의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양인 출력신호 위상값으로 특정된다.
일실시예에 따르면, 하이브리드 전력분배기의 제 1 출력포트에서의 제 1 RF신호의 위상과 제 2 출력포트에서의 제 2 RF신호의 위상은 거의 동등하다. 다른 실시예에 따르면, 하이브리드 전력분배기의 제 1 출력포트에서의 제 1 RF신호와 제 2 출력포트에서의 제 2 RF신호 사이에 거의 일정한 양의 위상차가 존재한다.
단일-제어 위상 시프터와 하이브리드 전력분배기 양쪽은 제조비용을 실질적으로 감소시킬 수 있는 고속 제조환경에 적합한 거의 평면 구조체(planar structure)를 포함할 수 있다. 특히, 단일-제어 위상 시프터와 하이브리드 전력분배기 양쪽은 평면 인쇄회로기판 재료로 제조될 수 있다.
가변 전력분배기의 출력포트는 다양한 장치에 결합될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 가변 전력분배기 출력포트는 안테나 방사특성을 변화시키기 위해 안테나 어레이의 안테나 부재에 직접 또는 간접으로 결합될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 가변 전력분배기는 2개의 RF신호 경로에 결합되어 2개의 상태로 작동될 수 있으며, 실질적으로 하나의 출력포트와 각각의 신호경로에 RF 입력신호를 발송하기 위한 RF스위치로서 기능한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 출력포트중의 하나는 RF전력 흡수부재에 결합될 수 있다. 이 방식에 있어서, 다른 출력포트가 안테나와 같은 RF에너지를 보존하는 다른 장치로 RF에너지를 전파하는 동안 1개의 출력포트가 통상 가열형태로 RF에너지를 소모할 수 있기 때문에 가변 전력분배기는 가변 전력감쇠기로서 기능할 수 있다.
가변 전력분배기의 위상 시프터는 전기모터와 같은 전자기계장치를 포함하는 액츄에이터로 이동될 수 있다. 액츄에이터는 무선 또는 유선형태의 통신매체를 포함하는 제어 링크를 통하여 원격 제어기에 결합될 수 있다. 원격 제어기는 하이브리드 전력분배기의 출력에서 분산하는 전력을 제어하기 위해 위상 시프터가 어떻게 조정되어야 하는지를 결정하는 컴퓨터 실행 소프트웨어를 포함할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 0도/180도 하이브리드 분배기, 2개의 분리 가변 위상 시프터 및 직각(0도/90도) 하이브리드 분배기를 포함하는 종래기술의 가변 전력분배기를 도시하는 도면,
도 2는 2개의 직각(0도/90도) 하이브리드 분배기와 2개의 분리 가변 위상 시프터를 포함하는 종래기술의 가변 전력분배기를 도시하는 도면,
도 3은 2개의 0도/180도 하이브리드 전력분배기와 2개의 분리 가변 위상 시프터를 포함하는 종래기술의 가변 전력분배기를 도시하는 도면,
도 4는 2개의 직각(0도/90도) 하이브리드 전력분배기, 고정 위상 오프셋, 전송선 길이 및 2개의 분리 가변 위상 시프터를 포함하는 종래기술의 가변 전력분배기를 도시하는 도면,
도 5는 반응성 전력분배기, 직각(0도/90도) 하이브리드 분배기에 결합된 2개의 가변 위상 시프터를 포함하는 종래기술의 가변 전력분배기를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 위상 시프트와 진폭조정 뿐만 아니라 가변 전력분배기의 -45도 내지 +45도 범위의 위상(△φ=±90도)를 제어하는 전기경로 길이를 갖는 가변 전력분배기의 블록도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위상 시프트와 진폭조정 뿐만 아니라 가변 전력분배기에 대한 90도의 경로 길이 제어 범위를 갖는 가변 전력분배기의 블록도,
도 8A는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로스트립 가변 위상 시프터의 2개의 출력포트에 대한 단일 와이퍼 부재를 도시하는 도면,
도 8B는 도 8A에 도시된 단일 와이퍼 부재의 저면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 조립된 가변 전력분배기의 등각도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 전력분배기의 다른 가변 위상 시프터의 블록도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 TEM 또는 준-TEM 구조체를 포함하는 하이브리드 전력분배기를 도시하는 블록도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 가변 전력분배기의 스위치로서의 기능을 도시하는 블록도,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 부재에 결합된 가변 전력분배기를 도시하는 블록도,
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 1개의 출력포트가 전력 흡수단말에 결합될 때 가변 전력분배기의 가변 전력 감쇠기로서의 기능을 도시하는 블록도,
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 RF신호의 전력을 제어하고 분배하는 방법을 도시하는 논리흐름도 및
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 전력분배기의 원격 제어를 도시하는 블록도이다.
실시예의 상세한 설명
가변 전력분배기 및 분배방법은 기지국 안테나에 송수신된 신호를 제어하는데 사용되는 것과 같은 고전력 및 다중-캐리어 RF 환경에서의 포트사이의 RF전력을 변화시킬 수 있다. 가변 전력분배기는 단일-제어 위상 시프터와 0도/90도 또는 0도/180도 하이브리드 전력분배기와 같은 하이브리드 전력분배기를 포함할 수 있다.
도면을 참조하여 동일 구성요소에는 동일 참조부호를 병기하며, 본 발명의 관점 및 동작환경에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 동 도면은 미리 규정된 기준위치에 대하여 가변 전력분배기(100)의 -45도 내지 +45도 범위의 위상을 제어하는 전기경로 길이를 갖는 위상 시프터(110)를 도시하는 블록도이다. 이 경로길이 변경은 위상 시프터의 2개의 출력신호에 대한 상대 위상 변경의 △φ=±90도에 대응한다. 또한, 동 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 위상 시프트와 진폭조정을 도시한다. 위상 시프터(110)는 제 1 전기경로(205)에 대해 고정식 제 2 전기경로(210)를 따라 이동가능한 제 1 전기경로(205)에 결합된 단일 입력포트(105)를 포함할 수 있다. 위상 시프터(110)는 1개의 입력포트(105)와 2개의 출력포트(215, 220)를 갖는 3개 포트 장치로서 특징될 수 있다. 또한, 제 1 전기경로(205)는 가변 조정기로서 언급될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 위상 시프터(110)는 마이크로스트립 위상 시프터를 포함한다.
제 1 입력포트(105)에 RF신호가 공급되면, 제 1 전기경로(205)와 제 2 전기경로(210)가 조합하여 제 1 위상 시프터 출력포트(215)와 제 2 위상 시프터 출력포터(220)에서 측정될 수 있는 2개의 상보위상 시프트된 RF신호를 생성한다. 달리 표현하면, 제 1 전기경로 또는 가변 조정기(205)는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)와 제 2 위상 시프터 출력포터(220)쪽으로 2개의 다른 방향으로 제 2 전기경로(210)을 따라 전파되는 2개의 위상 시프트된 RF신호로 RF신호를 분할할 수 있다. 분할 후에 생성된 2개의 RF신호는 거의 동등한 진폭을 가질 수 있지만 가변 조정기(205)의 함수일 수 있는 조정가능한 가변 위상차를 가질 수 있다.
위상 시프터(110)의 한가지 특성은 RF신호를 분할하는 기능과 분할 후의 RF신호를 위상 시프트하는 기능이 가변 조정기(205)와 제 2 전기경로(210)를 포함할 수 있는 단일 구성요소에 의해 서로 일체로 실행되는 것이다. 이 일체 신호 분할과 위상 시프트 기능 때문에, 위상 시프터(110)는 단일-제어 위상 시프터(11)로서 언급될 수 있다.
위상 시프터(110)의 다른 특성은 가변 조정기(205)와 제 2 전기경로(210)가 조합하여 신호 입력포트(105)로부터 수신된 RF신호를 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 동등하게 분배한다. 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 가변 조정기(205)는 규정된 조정 또는 제어 범위를 가질 수 있으며, 분할 후에 생성된 RF신호의 상보위상의 합은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 일정하다.
달리 표현하면, 위상 시프트된 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서의 RF신호의 위상과 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서의 RF신호의 위상의 합은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이다. 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서의 RF신호의 위상은 제 1 전기경로(205)를 제 2 전기경로(210)를 따른 위치로 이동시키는 것에 의해 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서의 RF신호의 위상에 대해 변경되거나 또는 다르게 될 수 있어, 하나의 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에 결합된 제 2 전기경로(210)의 제 1 부분을 따라 전파되며, 다른 RF신호는 제 2 전기경로(210)의 제 1 부분에 대해 더 길거나 또는 더 짧을 수 있는 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에 결합된 제 2 전기경로(210)의 제 2 부분을 따라 전파된다.
예를 들면, 제 2 전기경로(210)가 동등 물리적 길이의 2개 부분으로 이등분되는 중앙 위치에 제 1 전기경로(205)가 위치되면, 생성된 2개의 상보 RF신호는 동상(in-phase)이며, 거의 동등한 전력 진폭을 가진다. 제 1 전기경로(205)가 중앙 위치 이상으로 신호경로 길이에 대응하는 위치 P1에 위치되고, 신호경로 길이가 동작의 공칭 주파수에서 45도 위상일 때, 2개의 상보 RF신호는 동작의 공칭 주파수에서 서로에 대해 90도의 위상차를 가질 것이며, 거의 동등한 전력 진폭을 가질 것이다. 특히, 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 지체된 위상을 가질 것이다.
제 1 전기경로(205)가 중앙 위치 아래로 신호경로 길이에 대응하는 위치 P2에 위치되고, 신호경로 길이가 동작의 공칭 주파수에서 45도 위상일 때, 2개의 상보 RF신호는 또한 서로에 대해 90도의 위상차를 가질 것이며, 거의 동등한 전력 진폭을 가질 것이다. 특히, 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호는 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 지체된 위상을 가질 것이다.
도 6에 도시된 실시예에 있어서, 가변 조정기(205)는 아크형상 제 2 전기경로(210)에 대해 회전가능하다. 그러나, 본 발명은 회전가능한 조정기(205)와 아크형상 제 2 전기경로(210)에 한정되지 않는다. 조정기와 제 2 전기경로(210)의 다른 형태는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 도 10을 참조하여 후술할 것이다.
또한, 제 1 및 제 2 위상 시프터 출력포트(215, 220)는 하이브리드 전력분배기(115)가 이들 포트에서 위상 시프터(110)에 결합되기 때문에 제 1 및 제 2 전력분배기 입력포트(215, 220)로서 언급될 수 있다. 하이브리드 전력분배기(115)는 전형적으로 입력포트(215, 220)와 출력포트(120, 125)를 갖는 4개의 포트 장치를 포함한다. 하이브리드 전력분배기(115)는 전파의 우성 횡단 전자기(dominant transverse electromagnetic)(TEM))(스트립선, 동축(coax), 정사각형 동축, 직사각형 동축)를 갖는 구조체 또는 전파의 준-TEM형 모드를 갖는 구조체를 통상적으로 포함한다. 이들 TEM 또는 준-TEM 구조체는 전파 모드의 전기 및/또는 자기장의 세로(longitudinal) 구성요소를 갖는 것으로 통상적으로 특징되는 종래의 도파관과는 다르다.
바람직한 실시예에 있어서, 하이브리드 전력분배기(115)의 구조는 전형적으로 단일 층 기판으로 제조된 분기선(branch-line) 하이브리드를 포함한다. 이러한 실시예는 부품 수와 재료 양을 감소시키기 때문에 제조가 쉽다. 하이브리드 전력분배기의 부품 및/또는 재료를 감소시키는 것은 다른 형태의 하이브리드 전력분배기(115)에 대한 제조비용을 또한 실질적으로 감소시킨다. 선택적으로, 하이브리드 전력분배기(115)에 대한 구조는 통상적으로 다중층 구조로 언급되는 다중 평면층을 전형적으로 가지는 커플러를 포함할 수 있다. 또한, 하이브리드 전력분배기(115)에 대한 구조는 스트립선 버전, 마이크로스트립 에어 버전, 스트립선 에어 버전, 정사각형 동축 또는 직사각형 동축 등을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에 있어서, 하이브리드 전력분배기(115)는 0도/90도 또는 직각 하이브리드 전력분배기를 포함할 수 있다. 그러나, 후술하는 도 7에 나타낸 바와 같이 본 발명은 0도/90도 또는 직각 하이브리드 전력분배기에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 0도/180도 하이브리드 전력분배기를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 하이브리드 전력분배기(115)는 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정하고 동등한 위상을 가지며 하이브리드 전력분배기(115)의 입력포트(215, 220)에서 수신된 가변 위상 시프트된 RF신호의 함수인 전력 진폭을 갖는 2개의 RF신호를 출력하는 단일-제어 위상 시프터(110)와 조합하여 사용된다. 달리 표현하면, 하이브리드 전력분배기의 출력포트(120, 125)에서 측정된 2개의 RF신호의 전력 진폭은 가변 조정기(205)의 위치 함수이다.
단일-제어 위상 시프터(110)와 조합되어 사용된 하이브리드 전력분배기(115)의 한가지 특성은 출력포트(120, 125)에서 측정된 RF신호가 서로에 대해 상보적이다. 달리 표현하면, 제 1 출력포트(120)에서 측정된 RF신호의 RF 전력과 제 2 출력포트(125)에서 측정된 RF전력의 합은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이다.
거의 일정한 위상과 상보 및 가변 전력 진폭을 갖는 2개의 출력 RF신호의 이 특성을 달성하기 위해, 하이브리드 전력분배기는(115)는 단일-제어 위상 시프터(110)과 조합되어 사용된다. 단일-제어 위상 시프터(110)는 단일 입력포트(105)에서 RF신호를 수신하고 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 거의 동등한 진폭과 상보위상의 2개의 RF신호를 생성한다. 달리 표현하면, 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호의 위상값과 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RE신호의 위상값의 합은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이다. 그의 입력포트(215, 220)에서 수신된 RF신호 사이에 위상차를 발생시키는 하이브리드 전력분배기는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있다. 또한, 그의 입력포트(215, 220)에서 수신된 RF신호를 분배하고 재조합하는 하이브리드 전력분배기도 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있다.
도 6에 도시된 0도/90도 하이브리드 전력분배기에 대해, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)는 제 1 하이브리드 전력분배기 입력포트(215)에서의 입력신호에 대한 기준위상(0도) 포트를 나타내며, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)는 제 1 하이브리드 전력분배기 입력포트(215)에서의 입력신호에 대한 직각(90도) 포트를 나타낸다. 역으로, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)는 제 2 하이브리드 전력분배기 입력포트(220)에서의 입력신호에 대한 기준위상(0도) 포트를 나타내며, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)는 제 1 하이브리드 전력분배기 입력포트(215)에서의 입력신호에 대한 직각(90도) 포트를 나타낸다.
가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)의 중앙 위치 이상으로 45도의 위치 P1에 있을 때, 이용가능한 모든 RF전력은 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에서 존재하며, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에는 RF전력이 없다. 이는 위치 P1에서, 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정된 2개의 RF신호 사이에 90도의 위상차가 존재하기 때문이다. 특히, 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호는 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 앞서 있다.
역으로, 가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)의 중앙 위치 아래로 45도의 위치 P2에 있을 때, 모든 RF전력은 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)서 존재하며, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에는 RF전력이 없다. 이는 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정된 2개의 RF신호 사이에 90도의 위상차가 존재하기 때문이다. 특히, 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 앞서 있다.
가변 조정기 또는 아암(205)이 재 2 전기경로(210)를 따라 중앙 위치에 있으면, RF전력은 제 1 및 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(120, 125) 사이에 거의 동등하게 분배된다. 특히, 제 1 위상 시프터 출력포트(215)와 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호는 거의 동등한 위상 양을 가진다.
도 7을 참조하면, 동 도면은 가변 전력분배기(115)에 대해 90도의 제어범위를 갖는 위상 시프터(110)의 상세 블록도이다. 또한, 동 도면은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 시프트와 진폭조정을 도시한다. 도 7의 가변 전력분배기(100)가 도 6에 도시된 가변 전력분배기(100)와 다수의 유사한 구성요소을 갖기 때문에 도 6과 도 7의 차이만을 기술할 것이다.
도 7에 도시된 가변 전력분배기(100)의 0도/180도 하이브리드 전력분배기(115)에 대해, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)는 동상 또는 합계 (0도) 포트로서 나타내며, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(205)는 차이(difference) (180도) 포트로서 나타낸다. 가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)에 대한 중앙위치인 위치 P1'에 있을 때 모든 RF전력은 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에 존재하며, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에는 RF전력이 없다.
역으로, 가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)에 대한 중앙위치 아래로 90도인 위치 P3'에 있을 때 모든 RF전력은 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에 존재하며, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에는 RF전력이 없다. 이는 가변 조정기 또는 아암(205)이 제 2 전기경로(210)를 따라 90도 이동되었기 때문이며, 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정된 2개의 RF신호 사이에 180도 위상차가 존재한다. 특히, 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호보다 180도만큼 앞서있다.
가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)에 대한 중앙위치 아래로 45도인 위치 P2'에 있을 때 RF전력은 제 1 및 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(120, 125) 사이에 동등하게 분배된다. 이는 가변 조정기 또는 아암(205)이 제 2 전기경로(210)를 따라 45도 이동되었기 때문이며, 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정된 2개의 RF신호 사이에 90도 위상차가 존재한다. 특히, 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 앞서있다.
그러나, 본 발명은 도 7에 도시된 위치 P1', P2', P3'에 한정되는 것은 아니다. 도 7에 도시된 위상 시프터(110)는 대칭이기 때문에, 위치 P2'와 P3'는 중앙 또는 0도 위치 P1' 이상일 것이며, 비슷한 수율 결과를 얻을 것이다. 위상 시프터(110)의 위상 가변 조정기(205)의 다른 위치는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는다.
도 8A와 도 8B를 참조하면, 이들 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로스트립 위상 시프터(110)의 2개의 출력포트에 대한 가변 조정기(205)를 도시한다. 도 8B는 도 8A에 도시된 가변 조정기(205)의 상세 저면도이다. 도 8A와 도 8B의 가변 전력분배기(100)가 도 6에 도시된 가변 전력분배기(100)와 다수의 구성요소가 유사하기 때문에 도 6과의 차이만을 설한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 도 8A와 도 8B에 도시된 위상 시프터(110)의 특정 기계구조에 한정되지 않는다. 도 8A와 도 8B는 본 발명의 일부분인 위상 시프터(110)에 대한 기계구조체의 실시예를 도시한다. 다른 위상 시프터는 용량결합된 슬라이딩 슬리브(도 10을 참조로 후술함), 직렬로 이동하는 유전체, 도파관 및 다른 유사한 구성에 한정되지 않으며, 3개의 포트(1개의 입력포트와 2개의 출력포트)를 가지며, RF신호 사이의 위상 시프트의 합이 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정하도록 RF신호 사이에 위상 시프트를 부여할 수 있다. 달리 표현하면, 본 발명은 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 상기 위상 특성을 제공하는 위상 시프트 구조의 다양한 형태를 적용할 수 있다.
도 8A를 참조하면, 동 도면에 도시된 위상 시프터(11)는 너트(400), 와셔(405), 스프링(410), 키(415), 가변 조정기(205), 유전체 스페이서(430) 및 샤프트(425)를 포함한다. 너트(400), 와셔(405), 스프링(410), 키(415), 유전체 스페이서(420) 및 샤프트(425)의 상세한 설명은 도 9를 참조하여 후술한다.
도 8A와 도 8B를 참조하면, 가변 조정기(205)는 평면(335)에 회전가능하게 고정되어 있다. 가변 조정기(205)는 커플링 링(310), 와이퍼 부재(300), 중간부(mid-portion)(305), 지지 트레이스(320A) 및 유전체 지지부(340)를 포함할 수 있다. 가변 조정기(205)는 커플링 링(310), 와이퍼 부재(300) 및 전기 길이(L1), 바람직하게는 (람다)/4(여기에서 람다는 회로에서의 전파신호의 파장)를 가질 수 있는 중간부(305)를 포함한다.
회로에서의 전파신호의 1/4파장의 전기 길이(L1)는 구멍(315)의 기하학 중심으로부터 도 8A에 도시된 와이퍼 부재(300)의 중간 지점까지로 측정될 수 있다. 전기 길이는 가변 조정기(205)의 이 거리(L1)에 거의 동등하다. 가변 조정기(205)의 실제 물리적 크기는 통상적으로 가장 많이 적용하는 경험으로 찾아낸다.
이는 가변 조정기(205)가 본 발명의 기술사상의 일탈없이 다른 전기 길이를 가질 수 있는 것을 의미한다. 즉, 전기 길이(L1)는 본 발명으로부터 일탈없이 크기를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 전기 길이를 조정하는 다른 예에서와 같이, 전기 길이(L1)는 작동 무선주파수에서의 파장의 1/2의 전기 길이를 가질 수 있다. 선택적으로, 가변 조정기(205)는 작동 무선주파수에서 파장의 1/4 또는 1/2의 길이(L1)를 가질 수 있다.
또한, 전기 길이(L1)는 파장의 1/2 보다 더 큰 크기를 포함할 수 있지만, 작동 대역폭은 전자 길이가 작동 무선주파수의 파장의 1/2 보다 더 커도록 감소될 수 있다. 또한, 공급선의 크기가 조정되거나 또는 위상 시프터(110)내에 사용된 유전체 재료가 변경되게 되면 전형적인 1/4 파장 크기는 조정(증가 또는 감소)될 수 있다.
와이퍼 부재(300)는 아크형상 부재를 포함한다. 그러나, 다른 형상도 본 발명을 일탈하지 않는 범위내에서 가능하다. 전형적으로, 후술하는 바와 같이 와이퍼 부재(300)의 형상은 와이퍼(300)와 용량결합된 공급선(210)의 형상 함수이다.
일실시예에서의 가변 조정기(205)는 인쇄회로기판(PCB), 플라스틱 또는 세라믹 재료와 같은 경질 재료를 포함할 수 있는 유전체 지지부(340)를 가진다. 유전체 지지부(340)의 바람직한 전형적인 기질 재료는 미국 아리조나 챈들러 소재의 로저 마이크로웨이브 프로덕츠사의 모델 RO-4003인 재료이다. 가변 조정기(205)와 유전체 지지부(340)는 PTFE 기질 재료와 미국 델라웨어 비어 소재의 아론 머티리얼 포 일렉트로닉스사의 모델 DiClad-880 재료를 이용하여 제조된다.
가변 조정기(205)상에 배치된 커플링 링(310), 와이퍼 부재(300), 중간부(305) 및 지지 트레이스(320A)는 구리재료를 포함할 수 있다. 이 구리재료는 에칭된 마이크로스트립 전송선을 포함할 수 있다. 또한, 이 구리재료는 산화 또는 부식에 대한 구리보호층을 제공하도록 도금처리를 통해 주석으로 코팅될 수 있다. 선택적으로, 지지 트레이스(320A)는 유전체 재료로 구성될 수 있다. 그러나, 지지 트레이스(320A)는 커플링 링(310), 와이퍼 부재(300), 중간부(305)와 같은 재료로 구성되는 것이 에칭 제조공정의 효율 및 비용면에서 적합하다.
가변 조정기(205)는 구멍(315), 윙부(wing portion)(345) 및 아암부(arm portion)(350)를 더 포함한다. 윙부(345)는 지지 트레이스(320A)의 제 1 세트와 대응하도록 설계되며, 가변 조정기의 회전범위 전체에 걸쳐 평면(335)에 대해 가변 조정기(205)의 레벨 위치를 유지하기 위한 부가된 지지를 부여한다. 특히, 윙부(345)는 재료를 보존하고 RF 전파로의 어떠한 재료의 악영향을 감소시키기 위해 가변 조정기(205)의 평면 영역의 양을 최소화하기 위해 지지 트레이스(320A)의 형상과 대응하는 형상이다.
커플링 링(310), 와이퍼 부재(300) 및 중간부(305)는 바람직하게는 분산 네크워크(355)를 가로지르는 전체 이동범위에 걸쳐 평탄 또는 거의 평면을 유지하는 평탄 또는 평면부재로서 구성된다. 아암부(350)와 윙부(345)를 포함하는 가변 조정기(205)의 형상은 가변 조정기의 전체 순환회전 범위에 걸쳐 평탄을 유지하면서 부드러운 회전을 허용하도록 가변 조정기(205)의 평형하중을 용이하게 한다.
가변 조정기(205)의 전체 형상은 전형적으로 가변 조정기(205)와 상호작용하는 공급선의 수의 함수이며, 커플링 링(310), 와이퍼 부재(300) 및 중간부(305)가 평면(335)상의 대응구조와 용량결합될 때 가변 조정기(205)를 가로지르는 평형하중을 유지하는 형상이다. 또한, 가변 조정기(205)의 형상은 가변 조정기의 순환회전 전체에 걸쳐 평면(335)상의 트레이스에 인접한 유전체 재료 또는 금속제 제료의 양을 감소시키기 위한 설계에 따른다.
평면(planar surface)(335)은 와이퍼 부재(300)와 상호작용하는 공급선(355)의 다양한 세그먼트를 지지한다. 평면(335)은 제 1 공급선(355A)의 일부인 커플링 링(325)을 포함한다. 제 1 공급선(335A)의 커플링 링(325)은 구멍(360)으로부터 이격된 입력포트(105)를 포함한다. 제 1 공급선(335A)의 일부를 형성하는 커플링 링(325)의 기하학은 가변 조정기(205)의 커플링 링(310)의 기하학과 대응한다. 이 유사한 기하학은 가변 조정기(205)가 회전될 때 가변 조정기(205)를 통해 전파되는 입력신호의 RF전력을 최적화하도록 적절한 임피던스 매치를 산출한다. 또한, 이 유사한 기하학은 가변 조정기(205)와 평면(335)상의 각각의 커플링 링(310, 325) 사이의 감소된 접촉영역과 신뢰성을 제공한다.
평면(335)은 가변 조정기(205)의 와이퍼 부재(300)의 형상에 대응하는 형상부(210)를 포함하는 제 2 공급선(355B)을 더 포함한다. 평면(335)상에 배치된 지지 트레이스(320B)의 제 1 세트 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 공급선(355A, 355B)은 인쇄회로기판 재료로부터 에칭된 마이크로스트립 전송선을 포함할 수 있다. 특히, 평면(335)상에 배치된 지지 트레이스(320B) 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 공급선(355A, 355B)은 주석으로 코팅된 구리재료를 포함할 수 있다. 그러나, 지지 트레이스(320B)는 전도성 재료 대신에 유전체 재료를 포함할 수 있다.
가변 조정기(205)와 평면(335)상에 배치된 1 및 제 2 쌍의 지지 트레이스(320A, 320B)는 가변 조정기(205)의 와이퍼 부재(300)가 제 2 공급선(355B) 위를 이동할 때 생성된 힘에 대한 대항력을 제공하는 것에 의해 위상 시프터(110)의 부드러운 회전을 용이하게 한다. 이 부드러운 회전을 용이하게 하는 것에 의해 지지 트레이스(320A, 320B)는 전술한 2개의 용량결합에서 소망의 일정한 공간을 제공하도록 마모를 최소화하는 조건을 제공할 수 있다. 공급선(355)과 가변 조정기(205)가 매우 작은 두께를 가지는 경우 마모 감소는 매우 중요하다.
특히, 전도성 공급선(335)는 이들을 지지하는 평면 이상의 작은 두께와 높이를 가진다. 전형적으로, 마이크로스트립선(355)의 높이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 용어인 1/2 또는 1온스 구리이다. 얇거나 두꺼운 마이크로스트립선(평면에 대한 마이크로스트립선 높이의 작거나 또는 큰 정도)은 전술한 위상 시프터(110)에서 사용될 수 있다. 지지 트레이스(320A, 320B)는 RF에너지가 전파될 때 공급선의 전기특성과 간섭하지 않도록 하는 길이, 폭 및 두께일 수 있다.
평면(355)상에 위치된 지지 트레이스(320B)의 위치는 가변 조정기(205)의 윙(345)상에 배치된 매칭 지지 트레이스(320A)의 위치에 대응된다. 윙(345)상의 지지 트레이스(320A)의 두께와 평면(355)상의 지지 트레이스(320B)의 두께는 가변 조정기(205)와 공급선(355) 사이에 정열된 잔존 트레이스의 두께를 보상한다. 기본적으로, 지지 트레이스(320)는 가변 조정기(205)가 회전동안 평면(355)에 대한 평행을 유지시키며 용량결합된 링(310)의 마모를 감소시킨다. 지지 트레이스(320)의 반회전 설계는 가변 조정기(205)의 순환회전 전체에 걸쳐 매우 안정한 패션으로 평면상에서의 위치를 유지하도록 한다.
와이퍼 부재(300)는 저 패시브 상호변조(PIM) 효과를 달성하기 위해 제 2 공급선(335B)의 공급선 형상부(210)에 용량결합된다. 위상 시프터(110)의 선택된 구성요소에 대한 용량결합 및 비금속제 재료는 고전력, 다중-캐리어 RF 환경에서의 PIM의 생성을 더욱 최소화하기 위해 전도성 금속재료 사이의 직접적인 물리적 접촉을 방지하는데 이용된다.
점선으로 표시된 용량결합(330A, 330B)은 이하의 구조로 형성된다: (1)와이퍼 부재(300), 유전체 스페이서(420),및 제 2 공급선(355B)의 공급선 형상부(210); 및 (2)가변 조정기(205)의 전도성 링(310), 유전체 스페이서(420) 및 제 1 공급선(355A)의 일부인 커플링 링(325)의 조합. 이들 용량결합은 위상 시프터(110)로부터 위상 시프터 출력포트(215, 220)로의 입력 RF신호를 전달을 용이하게 할 수 있다.
위상 시프터(110)의 입력부는 커플링 링(310, 325)에 의해 형성된 제 1 용량결합(330B)으로 나타낼 수 있다. 위상 시프터(110)의 출력부는 와이퍼 부재(300)와 제 2 공급선(355B)의 공급선 형상부(210)의 조합에 의해 형성된 제 2 용량결합(330A)으로 나타낼 수 있다.
위상 시프터(110)는 가변 조정기(205)상의 압축하중을 균일하게 분산시키기 위해 링(310, 325) 사이와 와이퍼 부재(300)와 제 2 공급선(355B)의 형상부(210) 사이의 커패시던스(capacitance)의 미리 결정된 값을 유지하는 콤팩트한 구조를 포함할 수 있다.
가변 전력분배기(100)의 위상 시프터(110)는 비교적 콤팩트한 구조를 포함할 수 있으며, 이 구조는 소망 전기 위상 시프트의 다양한 값을 생성하는데 필요한 완전 이동범위를 달성하기 위한 크기를 가질 수 있다. 마이크로스트립 위상 시프터(110)의 상세한 설명은 2002년 8월 23일에 출원된 미국특허출원 제 10/226,641호 "마이크로스트립 위상 시프터"에 언급되어 있다.
도 9를 참조하면, 동 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 조립된 위상 시프터(110)의 등각도이다. 도 9의 가변 전력분배기(100)는 도 6에 도시된 가변 전력분배기(100)와 유사한 다수의 구성요소를 가지므로, 도 6과 도 9의 차이에 대해서만 설명한다.
전술한 바와 같이, 위상 시프터(110)는 키(415), 스프링(410) 및 와셔(405)를 더 포함한다. 이들 구성요소는 샤프트(425)와 너트(400)를 포함할 수 있는 지지 구조체(420)에 의해 함께 유지된다. 샤프트(425) 또는 너트(400)는 전도성 재료, 다른 구성요소는 비전도성 재료로 제조될 수 있으며, 양쪽 모두 비전도성 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 와셔(405)와 키(415)는 본 발명의 일실시예에 따른 비금속제 재료로 구성된다.
스프링(410)은 가변 조정기(205)의 큰 영역에 걸쳐 힘을 공급하는 얇고 넓은 원통형 구조로 구성될 수 있다. 일실시예에 있어서, 키(415)는 플라스틱 디스크를 포함한다. 그러나, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다른 유전체 재료일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자는 위상 시프터(110)의 다양한 구성요소에 대한 비전도성 재료의 선택이 PIM 문제를 방지하는데 중요하다는 것을 알고 있다. 또한, 위상 시프터(110)의 다양한 구성요소에 대한 비전도성 재료의 선택이 RF신호 전파를 위한 양호한 유전체 특성을 유지하는데 중요하다는 것을 알고 있다.
가변 조정기의 이동은 키(415)와 상호작용하는 샤프트(425)에 의해 실현된다. 전형적으로, 샤프트는 평면(335)에 배치된 구멍(360)(도 8A에 도시)을 통한 삽입에 의해 조립된다. 위상 시프터(110)는 샤프트(425)가 평면(355)를 통과하여 키(415)와 상호작용하여 가변 조정기(205)의 이동을 실현하도록 평면(355)에 배치된 구멍(360) 근처에 위치된다. 지지 구조체(420), 와셔, 스프링(410), 키(415), 유전체 스페이서(420)(도 9에 도시되지 않음) 및 가변 조정기(205)의 조합은 가변 조정기(205)상에 아래쪽으로의 압력을 공급하여 샤프트가 전체 순환운동 범위를 통해 가변 조정기(205)를 회전시키도록 한다.
위상 시프터(110)는 분기선 직각 하이브리드 전력분배기(115)에 결합된다. 이 분기선 직각 하이브리드 전력분배기(115)는 마이크로스트립으로 구성된다. 다른 하이브리드 전력분배기(115)가 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 사용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 동 도면은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 전력분배기(100)에 대한 다른 위상 시프터(110)의 블록도이다. 도 10은 본 발명이 특정 기계구조에 한정되지 않는다는 것을 증명한다. 직렬로 이동하는 유전체, 도파관 및 3개의 포트(1개의 입력포트와 2개의 출력포트)를 가지는 다른 유사한 구조체를 포함하며, RF신호 사이의 위상 시프트의 합이 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 일정하도록 RF신호 사이에 위상 시프트를 부여할 수 있는 다른 위상 시프터 구조(도시되지 않음)가 사용될 수 있다.
도 10의 가변 전력분배기(100)는 도 6에 도시된 가변 전력분배기(100)와 유사한 다수의 구성요소를 가지지 때문에, 도 6과 도 10의 차이점만을 설명한다. 이 실시예의 위상 시프터(110)는 단일 입력포트(105)를 포함한다. 위상 시프터(110)는 위상 시프터의 출력포트에서 신호의 상대 위상을 변경하도록 전기길이(210)를 따라 가변 조정기(205)를 슬라이딩 시키는 것에 의해 기계적으로 조정될 수 있다.
가변 조정기(205)는 와부 슬리브(1005)와 내부 슬리브(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이들 슬리브는 제 2 전기길이(210)의 일부를 형성하는 각 구조체에 용량결합될 수 있다. 예를 들면, 외부 슬리브(1005)는 외부 슬리브(1005)를 따라 슬라이딩하는 외부 전도성 튜브(도시되지 않음)에 용량결합될 수 있다. 또한, 내부 슬리브(도시되지 않음)는 상기 전도성 튜브(도시되지 않음)내에 동축으로 배치된 내부 로드(도시되지 않음)에 용량결합될 수 있다.
이 도면에 있어서 하이브리드 전력분배기(115)는 0도/90도 또는 0도/180도 하이브리드 전력분배기(115)를 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 위상 시프터(110)는 본 발명이 본 명세서에서 상세하게 기술된 기계 구조체에 한정되지 않는다는 것을 증명한다. 달리 표현하면, 위상 시프터(110)에 의해 생성된 RF신호의 위상의 합이 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 일정하도록 RF전력을 균등하게 분배하는 3개의 포트 장치를 포함하는 위상 사프터(110)의 다른 기계 구조체는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는다.
도 11을 참조하면, 동 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 TEM 또는 준-TEM 구조체를 포함하는 하이브리드 전력분배기(115)를 도시하는 블록도이다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 전력분배기(100)의 코어(core) 구성요소를 도시한다. 이 도면의 가변 전력분배기(100)는 RF신호용 신호 입력포트(105)를 포함할 수 있다. 가변 전력분배기(100)는 저 PIM 단일-제어 위상 시프터(110)와 TEM 또는 준-TEM을 포함하는 전력분배기(115)를 더 포함할 수 있다.
가변 전력분배기(100)는 출력포트(120, 125)를 더 포함할 수 있다. 제 2 출력포트(125)와 같은 출력포트중의 하나에 선택적 2개 포트 위상 시프터(127)가 결합될 수 있다. 선택적 2개 포트 위상 시프터(127)는 하이브리드 전력분배기로 채용된 0도/90도 전력분배기 대신에 0도/180도 전력분배기가 채용될 때 출력포트(120, 125)에서 측정된 RF신호 사이의 상대 위상을 조정하는데 사용될 수 있다. 이러한 시나리오에 있어서, 2개 포트 위상 시프터는 하이브리드 전력분배기(115)의 제 1 및 제 2 출력포트(120, 125)에서 측정된 RF신호 사이에 존재하는 어떠한 위상차를 보상할 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 선택적 2개 포트 위상 시프터(127)는 하이브리드 전력분배기(115)의 다른 출력포트에 결합될 수 있다는 것을 알고 있다.
안테나와 같은 가변 전력분배기(100)는 패시브 가역장치로 기술된다. 그의 성능특징은 RF에너지 흐름의 주된 방향의 독립성이다. 따라서, 가변 전력분배기(100)는 RF신호를 전송하고 수신하는데 동등하게 효과적이다.
도 12를 참조하면, 동 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 전력분배기(100)의 RF스위치(800)로서의 기능을 도시하는 블록도이다. 이 실시예에서의 하이브리드 전력분배기(115)는 0도/90도 하이브리드 전력분배기(115)를 포함할 수 있다. 이 형태의 전력분배기(115)와 함께 위상 시프터(110)의 2개 위치는 전력분배기(115)에 대한 작동범위의 2개 단부지점을 제공하는 위상을 생성시킨다.
제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)는 제 1 하이브리드 전력분배기 입력포트(215)에서의 입력신호에 대한 기준위상(0도) 포트를 가리키며, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)는 제 1 하이브리드 전력분배기 입력포트(215)에서의 입력신호에 대한 직각(90도) 포트를 가리킨다. 역으로, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)는 제 2 하이브리드 전력분배기 입력포트(220)에서의 입력신호에 대한 기준위상(0도) 포트를 가리키며, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)는 제 1 하이브리드 전력분배기 입력포트(215)에서의 입력신호에 대한 직각(90도) 포트를 가리킨다.
특히, 가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)에 대한 중앙 위치 이상으로 45도의 위치 P1에 있을 때 거의 모든 RF전력이 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에서 존재하며, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에는 RF전력이 없다. 이는 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정된 2개의 RF신호 사이에 90도의 위상차가 존재하기 때문이다. 특히, 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호는 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 앞서 있다.
역으로, 가변 조정기 또는 아암(205)이 가변 조정기(205)에 대한 중앙 위치 아래로 45도의 위치 P2에 있을 때 거의 모든 RF전력이 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에서 존재하며, 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에는 RF전력이 없다. 이는 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정된 2개의 RF신호 사이에 90도의 위상차가 존재하기 때문이다. 특히, 제 2 위상 시프터 출력포트(220)에서 측정된 RF신호는 제 1 위상 시프터 출력포트(215)에서 측정된 RF신호보다 90도만큼 앞서 있다.
전기스위치로서의 가변 전력분배기(100)의 사용은 위상 시프터(110)의 범위조정동안 모든 시간에서 매치되고 평형을 이룬 부하를 제공한다. 달리 표현하면, 도 12의 위상 시프터(110)는 매치된 임피던스를 제공하며, RF에너지는 위상 시프터(110)의 이동범위 동안 전기경로를 항상 가진다. 2개의 출력포트 장치중 하나의 출력포트에 대해 쪼개지거나 짧은 전기경로일 수 있는 종래의 스위치와 다르게, 본 발명은 양 출력포트(120, 125)에 대한 에너지 충당을 위한 전기경로를 항상 제공한다.
RF스위치로서 사용된 본 발명은 도 12에 도시된 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하이브리드 전력분배기(115)는 0도/90도 전력분배기 대신에 0도/180도 전력분배기를 포함할 수 있다. 0도/180도 전력분배기에 대해, 위상 시프터(110)의 이동범위에 대한 단부위치는 중앙 위치 및 중앙 위치 이상 또는 아래로 90도의 위치를 포함할 수 있다. 중앙 위치 이상 또는 아래로 90도의 위치에 있는 위상 시프터(110)의 조정기(205)로 출력포트(215, 220)에서 측정된 RF신호는 서로에 대해 180도의 위상차를 가진다.
도 13을 참조하면, 동 도면은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 소자(905A, 905B)에 결합된 가변 전력분배기(100)를 도시하는 블록도이다. 이 조합은 방위 또는 수평면에서의 빔폭을 변경시키기 위해 안테나부재(905A, 905B) 사이의 RF전력을 변경시킬 수 있는 가변 빔폭 안테나를 형성한다. 도 13에 도시된 실시예의 각 안테나부재(905A, 905B)는 칼럼(column)형태로 배열된 안테나부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다중 안테나부재를 출력포트(120, 125)에 부착할 수 있다. 달리 표현하면, 출력포트(120, 125)는 3개 킬럼의 안테나부재(905A, 905B)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 제 1 칼럼은 가변 전력분배기(100)의 제 1 출력포트(120)에 결합되며, 2개의 칼럼은 가변 전력분배기(100)의 제 2 출력포트(125)에 결합될 수 있다. 안테나부재(905A, 905B)의 추가적인 구성요소는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는다.
도 14를 참조하면, 동 도면은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 1개의 출력포트(125)가 전력 흡수단말(1015)에 결합될 때 가변 전력분배기(100)의 가변 전력 감쇠기(1000)로서의 기능을 도시하는 블록도이다. 이 실시예에 있어서, RF전력은 전력 흡수단말(1015) 때문에 보존되지 않는다. 이는 제 2 가변 전력분배기 출력포트(125)의 RF전력은 가열에너지로서 소모되고, 가변 전력감쇠기(1000)의 출력포트(120)에서의 RF전력은 전력 흡수단말(1015)에 의해 소모된 RF전력에 보충되는 것을 의미한다. 달리 표현하면, 제 1 가변 전력분배기 출력포트(120)에서의 RF전력과 전력 흡수단말(1015)에 의해 소모된 RF전력의 합은 거의 일정한 양이다.
전력 흡수단말(1015)은 RF전력이 열로 전환될 때 저항기와 같은 저항 부하를 포함할 수 있다. 다른 전력 흡수단말(1015)은 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는다. 가변 전력분배기(100)로 가변 전력출력포트(1005)에서의 전력은 증가하거나 또는 감소될 수 있다.
도 15을 참조하면, 동 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 RF신호의 전력을 제어하고 분배하는 방법을 도시하는 논리흐름도(1500)이다. 기본적으로, 논리흐름도(1500)는 전술한 가변 전력분배기(100)의 기본적인 기능을 요약한 것이다.
후술하는 처리에서의 어떤 단계는 본 발명에 대한 다른 자연적 처리로서 기술된다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 기능을 변경시키지 않는다면 이러한 단계에 제한되는 것은 아니다. 즉, 어떤 단계는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다른 단계의 전후에서 실행될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 가변 전력분배기(100)는 패시브 가역장치로 기술된다. 가변 전력분배기(100)는 RF에너지 흐름의 주된 방향에 독립적이다. 따라서, 가변 전력분배기(100)는 RF에너지를 전송하고 수신하는데 동등한 효과를 가진다. 이하의 처리는 RF에너지가 단일 입력포트(105)로 공급되는 경우의 전송에 대해 기술한다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 RF에너지가 가변 전력분배기(100)의 포트(120, 125)에 공급되었다면 이하의 단계가 반대인 것을 알 수 있다.
단계 1505는 RF공급선의 전력을 제어하고 분배하는 논리흐름도(1500)에서의 제 1 단계이다. 단계 1505에 있어서, 가변 전력분배기(100)의 일부인 3개 포트 위상 시프터(110)의 단일 입력포트(105)로 RF신호를 공급한다.
단계 1510에서, RF신호는 위상 시프터(110)를 통해 전파된다. 특히, RF신호는 제 1 전기경로(205)내로 용량결합될 수 있다. RF신호는 제 2 전기경로(210)에 대해 이동가능한 제 1 전기길이(205)를 따라 이동할 수 있다. 다음에, 단계 1515에서, RF신호는 제 1 이동가능한 전기경로(205)로부터 제 2 고정식 전기경로(210)로 용량결합될 수 있으며, RF신호는 2개의 RF신호로 분배된다. 달리 표현하면, 이 단계에서 RF전력은 2개의 RF신호로 동등하게 분배된다.
단계 1520에서, 위상 시프터에 의해 위상차가 생성된다. 특히, 제 2 전기경로(210)의 불균등 길이의 2개부분을 따라 RF신호를 전파하는 것에 의해 2개의 RF신호 사이에 위상차가 생성될 수 있다. 단일 입력포트(105)에 도입된 RF신호의 평형 분배 및 불균등 길이의 전기경로에 따른 위상차의 생성에 의해, 위상 시프터 출력포트(215, 220)에서 측정되었을 때 제 1 RF신호의 제 1 위상과 제 2 RF신호의 제 2 위상의 합은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 일정한 양이다.
단계 1525에서, 각 RF신호는 4개 포트 하이브리드 전력분배기(115)의 각 입력포트(215, 220)내로 공급된다. 단계 1530에서, 3개 포트 위상 시프터(110)에 의해 생성된 제 1 및 제 2 RF신호는 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 바와 같이 4개 포트 하이브리드 전력분배기에 의해 분배되고 재조합된다. 제 1 및 제 2 RF신호가 하이브리드 전력분배기(115)내에 분배되고 재조합되면, 2개의 RF신호 사이에 제 2 위상차가 생성된다. 다음에, 단계 1535에서, 제 1 및 제 2 RF신호는 하이브리드 전력분배기(115)로부터 출력포트(120, 125)를 통해 전파되며, 제 1 RF신호는 제 1 전력 진폭을 가지며, 제 2 RF신호는 제 2 전력 진폭을 가진다. 제 1 및 제 2 전력 진폭의 합은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정하며, 또한 각 RF신호의 위상은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이다.
일실시예에 따르면, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에서 측정된 제 1 RF신호의 위상은 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에서 측정된 제 2 RF신호의 위상과 거의 동등하다. 다른 실시에에 따르면, 제 1 하이브리드 전력분배기 출력포트(120)에서 측정된 제 1 RF신호의 위상은 가변 조정기(205)의 조정범위 전체에 걸쳐 제 2 하이브리드 전력분배기 출력포트(125)에서 측정된 제 2 RF신호의 위상에 대해 거의 일정한 양으로 오프셋된다.
도 16을 참조하면, 동 도면은 본 발명의 일실시예에 따른 가변 전력분배기(100)의 원격 제어를 도시하는 블록도이다. 이 실시예에 있어서, 가변 전력분배기(100)의 위상 시프터(110)(도 16에는 도시되지 않지만 도 6에 도시됨)는 액츄에이터(1615)에 결합될 수 있다. 액츄에이터는 위상 시프터(110)(도 16에는 도시되지 않지만 도 6에 도시됨)의 조정기(205)(도 16에는 도시되지 않지만 도 6에 도시됨)의 이동을 부여하는 전자기계장치를 포함할 수 있다. 전자기계장치는 스테퍼 모터와 같은 전기모터를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 액츄에이터(1615)는 기술된 장치에 한정되지 않는다. 다른 형태의 액츄에이터(1615)가 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 사용가능하다.
바람직한 일실시예에서 액츄에이터(1615)는 단일 위상 시프터(11), 특히 위상 시프터(110)의 단일 조정기 아암(205)에 결합된다. 액츄에이터(1615)는 제어 링크(1610)를 통해 원격 제어기(1605)에 의해 작동될 수 있다. 제어 링크(1610)는 적어도 하나의 유선과 무선 링크를 포함한다. 예를 들면, 제어 링크(1610)는 전도성 케이블을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제어 링크(1610)는 가변 전력분배기(100)의 작동을 간섭하지 않는 RF링크, 적외선 링크 또는 다른 유사한 무선통신매체와 같은 무선통신매체와 가변 전력분배기(100)에 결합된 어떠한 출력장치를 포함할 수 있다. 또한, 제어 링크(1016)는 유선과 무선매체의 조합을 포함할 수 있다.
원격 제어기(1605)는 다중 반복이 프로그램된 영구 메모리를 포함하는 컴퓨터실행 소프트웨어 또는 하드웨어를 포함할 수 있다. 원격 제어기(1605)는 프로그램 또는 사용자 입력에 따라 가변 전력분배기(100)의 위상 시프터(110)(도시되지 않음)의 제어범위를 조정할 수 있다. 본 발명은 기술된 원격 제어기(1605)에 한정되지 않는다. 다른 원격 제어기(1605)가 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 사용가능하다.
결론
본 발명의 가변 전력분배기는 출력신호가 간단하고 단일의 이동가능한 부품에 의해 국부적으로 또는 원격으로 쉽게 제어될 수 있는 장치를 제공한다. 본 발명의 가변 전력분배기는 마이크로스트립 또는 스트립선 전송선을 이용하는 인쇄회로기판상의 평면구조에 적합하다. 본 발명의 가변 전력분배기는 1개의 입력포트와 적어도 2개의 출력포트를 가지며, 출력포트에서 나타내는 신호는 넓은 범위에 걸친 진폭으로 변경가능하다. 일실시예에 있어서, 일정한 위상차가 가변 전력분배기의 출력포트에서의 RF신호 사이에 존재할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 가변 전력분배기의 출력포트에서의 RF신호는 가변 조정기의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 동등할 수 있다.
본 발명의 가변 전력분배기에 의해 생성된 출력 RF의 신호의 변경가능한 진폭은 입력신호의 위상을 변경시키는 단일 이동가능부품에 의해 달성되며, 이 단일 이동가능한 부품은 국부적 또는 원격적으로 제어될 수 있다. 본 발명의 가변 전력분배기는 통상의 인쇄회로기판 제조기술에 적용될 수 있기 때문에 저비용으로 쉽게 제조될 수 있다. 또한, 가변 전력분배기는 간단한 구성부품에 의한 높은 신뢰성을 가지며 쉽게 변경할 수 있고 대체가능한 단일 출력을 제공한다.

Claims (77)

  1. 가변 전력분배기에 있어서,
    RF신호를 수신하기 위한 제 1 입력포트 및 2개의 상보 가변 위상 시프트된 RF신호를 출력하기 위한 제 1 및 제 2 출력포트를 구비하는 위상 시프터, 및
    상기 위상 시프터의 상기 제 1 및 제 2 출력포트에 접속된 제 2 및 제 3 입력포트와, 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상을 가지며 상기 가변 위상 시프트된 RF신호의 함수인 진폭을 갖는 2개의 신호를 출력하기 위한 제 3 및 제 4 출력포트를 구비하는 하이브리드 전력분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 액츄에이터에 결합된 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 전자기계장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전자기계장치는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 상기 제 1 입력포트에 용량결합된 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 액츄에이터에 결합된 상기 제 1 입력포트에 용량결합된 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 제 2 전기 경로에 용량결합된 제 1 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 0도/90도 전력분배기를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 3 및 제 4 출력포트로부터 출력된 2개의 신호는 거의 동등 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 0도/180도 전력분배기를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 3 및 제 4 출력포트로부터 출력된 2개의 신호는 거의 90도로 다른 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  11. RF신호를 수신하기 위한 제 1 입력포트 및 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상과 가변 진폭을 갖는 2개의 RF신호를 출력하기 위한 출력포트를 갖는 가변 전력분배기에 있어서,
    RF신호를 수신하기 위한 상기 제 1 입력포트, 2개의 가변 위상, 일정한 진폭의 RF신호를 출력하기 위한 제 1 및 제 2 출력포트, 및 제어 범위를 갖는 1개의 가변 조정기를 포함하는 위상 시프터, 및
    상기 2개의 위상 시프트된 RF신호를 수신하기 위해 상기 위상 시프터의 제 1 및 제 2 출력포트에 각각 접속된 제 2 및 제 3 입력포트와, 상기 가변 조정기의 제어범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상을 가지며 상기 가변 조정기의 설정 함수로서의 변경가능한 상보 진폭을 갖는 2개의 신호를 출력하기 위한 제 3 및 제 4 출력포트를 포함하는 하이브리드 전력분배기를 포함하며,
    상기 가변 조정기는 상기 RF신호를 2개의 RF신호로 분배하고 상기 2개의 RF신호를 위상 시프트하며,
    상기 분배 및 위상 시프트 기능은 상기 가변 조정기에 의해 서로 일체로 실행되며,
    상기 2개의 RF신호는 상기 가변 조정기의 제어범위 전체에 걸쳐 거의 동등하며 일정한 진폭을 가지며 상기 가변 조정기의 위치 함수로서의 조정가능한 상보 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기를 나가는 상기 2개의 RF신호의 위상 합은 상기 가변 조정기의 제어범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양인 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 액츄에이터에 결합된 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 전자기계장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 전자기계장치는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 1개의 회전가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 액츄에이터에 결합된 1개의 회전가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 상기 위상 시프터의 입력포트에 용량결합된 1개의 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 상기 위상 시프터의 입력포트에 용량결합된 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 0도/90도 하이브리드 전력분배기를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 3 및 제 4 출력포트로부터 출력된 2개의 신호는 거의 동등 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 0도/180도 하이브리드 전력분배기를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 3 및 제 4 출력포트로부터 출력된 2개의 신호는 거의 90도로 다른 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  23. RF신호를 수신하기 위한 제 1 포트 및 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상과 가변 진폭을 각각 갖는 2개의 RF신호를 출력하기 위한 출력포트를 갖는 가변 전력분배기에 있어서,
    RF신호를 수신하기 위한 상기 제 1 포트, 제 1 및 제 2 출력포트 및 거의 동일 진폭과 가변 조정기의 함수로서의 조정가능한 가변 위상차를 각각 갖는 2개의 위상 시프트된 RF신호로 상기 RF신호를 분할하기 위한 가변 조정기를 포함하는 위상 시프터, 및
    상기 2개의 위상 시프트된 RF신호를 수신하기 위해 상기 위상 시프터의 제 1 및 제 2 출력포트에 각각 접속된 제 2 및 제 3 입력포트와, 상기 가변 조정기의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상을 가지며 상기 위상 시프터의 상기 가변 조정기의 함수로서의 변경가능한 상보 진폭을 갖는 2개의 RF신호를 출력하기 위한 제 3 및 제 4 출력포트를 포함하는 하이브리드 전력분배기를 포함하며,
    상기 2개의 위상 시프트된 신호는 상기 위상 시프터의 제 1 및 제 2 출력포트로 전달되는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 RF신호의 분할기능과 상기 RF신호 위상 시프트 기능은 단일 구성요소에 의해 서로 일체로 실행되는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 규정된 조정범위를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 3 및 제 4 출력포트에서의 상보 진폭의 합은 상기 가변 조정기의 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양인 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 출력포트에서의 상기 2개의 위상 시프트된 신호의 상보 위상의 합은 상기 가변 조정기의 조정범위 전체에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 가변 조정기는 와이퍼 아암을 포함하며,
    상기 와이퍼 아암은 상기 RF신호의 전송경로 세그먼트이며, 입력부와 출력부를 구비하며, 상기 RF신호가 상기 와이퍼 아암의 입력부와 출력부에 용량결합되는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 직각 하이브리드는 분기선 직각 하이브리드인 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 가변 전력분배기에 입력된 RF신호의 전송경로는 상기 위상 시프터에 의해 생성된 2개의 위상 시프트된 RF신호의 전송경로를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기에서의 RF신호의 전송경로는 인쇄회로기판 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  30. 제 23 항에 있어서,
    모든 RF신호 전송경로는 상기 가변 조정기를 제외하고 거의 평면인 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  31. 제 23 항에 있어서,
    상기 가변 조정기의 제어범위는 RF스위치를 규정하며,
    상기 RF스위치는 상기 제어범위의 제 1 지점 및 제 2 지점을 포함하며,
    거의 모든 가변 신호 입력 전력이 상기 제 3 출력포트에서 나타나고 상기 제 4 출력포트에서는 거의 신호가 존재하지 않도록 상기 가변 조정기를 상기 제 1 지점에 설정하고, 거의 모든 가변 신호 입력 전력이 상기 제 4 출력포트에서 나타나고 상기 제 3 출력포트에서는 거의 신호가 존재하지 않도록 상기 가변 조정기를 상기 제 2 지점에 설정하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  32. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 3 또는 제 4 출력포트중 하나는 흡수성 부하에 접속되며,
    상기 가변 전력분배기가 가변 감쇠기로서 작동하도록 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 위상에서 가변 감쇠된 신호가 다른 제 3 또는 제 4 출력포트에서 나타나는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 가변 감쇠된 신호는 상기 가변 조정기의 상기 제어범위내의 설정 함수인 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  34. 제 23 항에 있어서,
    상기 가변 조정기에 결합된 전자기계 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  35. 제 23 항에 있어서,
    상기 전자기계 액츄에이터는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  36. 제 23 항에 있어서,
    상기 가변 조정기의 이동을 제어하는 원격 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  37. 가변 RF 전력분배기에 있어서,
    주요 RF신호를 제 1 RF신호와 제 2 RF신호로 분할하고, 상기 제 1 및 제 2 RF신호 사이에 위상차를 제공하며, 상기 분할 기능 및 위상차 기능은 서로 일체로 실행되는 위상 시프터, 및
    상기 제 1 및 제 2 RF신호를 수신하고, 상기 전력분배기의 제 1 출력포트에서의 RF신호의 진폭과 상기 전력분배기의 제 2 출력포트에서의 RF신호의 진폭의 합이 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이 되도록 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 분배 및 재조합하기 위한 하이브리드 전력분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 RF신호의 위상과 제 2 RF신호의 위상의 합은 상기 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양인 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 전파하기 위한 고정식 전기 경로에 용량결합된 1개의 이동가능한 전기 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 상기 가변 조정기의 위치 함수로서 상기 제 1 및 제 2 출력포트 사이의 전력을 변화시키는 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 2개의 전기 경로를 포함하며,
    상기 각각의 전기 경로는 각 RF신호를 전파하는 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  42. 제 37 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 0도/90도 하이브리드 전력분배기를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 1 및 제 2 출력포트로부터 출력된 2개의 신호는 거의 동등 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  43. 제 37 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 0도/180도 하이브리드 전력분배기를 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기의 제 1 및 제 2 출력포트로부터 출력된 2개의 신호는 거의 90도로 다른 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  44. 제 37 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 1개의 입력포트와 2개의 출력포트를 갖는 3개의 포트 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 RF 전력분배기.
  45. 가변 전력분배기에 있어서,
    RF신호를 수신하기 위한 단일 입력포트;
    상기 단일 입력포트를 포함하며, 상기 RF신호를 제 1 RF신호와 제 2 RF신호로 분배하고, 상기 제 1 RF신호에 대한 제 1 위상과 상기 제 2 RF신호에 대한 제 2 위상을 생성하기 위한 단일-제어 위상 시프터;
    상기 제 1 및 제 2 RF신호를 처리하기 위해 상기 단일-제어 위상 시프터에 작동링크된 하이브리드 전력분배기;
    제 1 진폭을 갖는 상기 제 1 RF 출력신호를 전파하기 위한 전력분배기의 제 1 출력포트; 및
    제 2 진폭을 갖는 상기 제 2 RF 출력신호를 전파하기 위한 전력분배기의 제 2 출력포트를 포함하며,
    상기 제 1 진폭과 제 2 진폭의 합은 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이며,
    상기 제 1 및 제 2 위상은 상기 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양인 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 단일-제어 위상 시프터는 상기 제 1 및 제 2 위상의 합이 상기 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이 되도록 상기 제 1 위상과 제 2 위상을 생성하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  47. 제 45 항에 있어서,
    상기 단일-제어 위상 시프터는 비접촉 전도성 구조체를 포함하며,
    상기 RF신호는 용량결합에 의해 상기 비접촉 전도성 구조체를 가로질러 흐르는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 평면 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  49. 제 45 항에 있어서,
    상기 위상 시프터는 인쇄회로기판 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  50. 제 45 항에 있어서,
    상기 하이브리드 전력분배기는 평면 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  51. 제 45 항에 있어서,
    상기 단일-제어 가변 전력분배기는 상기 제 1 및 제 2 출력포트에서의 상기 RF 출력 전력의 합이 상기 출력포트중의 하나에서 나타나고, 다른 출력포트에서는 RF 전력이 거의 없도록 하는 조정범위를 가지며, 이에 의해 가변 전력분배기는 상기 제 1 및 제 2 출력포트 사이의 입력 RF신호를 전환하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  52. 제 45 항에 있어서,
    상기 가변 조정기에 결합된 전자기계 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 전자기계 액츄에이터는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  54. 제 45 항에 있어서,
    상기 가변 조정기의 이동을 제어하는 원격 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 전력분배기.
  55. 2개의 입력포트사이에 가변 출력 RF전력을 생성하는 방법에 있어서,
    입력포트에 주요 RF신호를 삽입하는 단계;
    상기 주요 RF신호를 제 1 및 제 2 RF신호로 분배하는 단계;
    미리 결정된 길이범위를 갖는 가변 전기 길이의 2개의 다른 전기 경로를 따라 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 전파하는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2 RF신호 사이에 제 1 위상차를 생성시키는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 RF신호 사이에 제 2 위상차를 생성시키는 단계;
    제 1 전력을 갖는 제 1 출력 RF신호와 제 2 전력을 갖는 제 2 출력 RF신호를 생성하도록 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 분배하고 재조합하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 전력의 합은 상기 범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이며,
    상기 전기 길이의 변화로 2개의 출력포트 사이에 가변 출력 전력을 생성하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 주요 RF신호를 분배하는 단계는 상기 제 1 RF신호의 위상과 상기 제 2 RF신호의 위상의 합이 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이 되도록 상기 주요 RF신호를 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  57. 제 55 항에 있어서,
    상기 주요 RF신호를 분배하는 단계는 상기 2개의 전기 길이를 따라 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 출력하는 단일 전기 경로로 상기 주요 RF신호를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  58. 제 55 항에 있어서,
    상기 주요 RF신호를 단일 전기 경로로 공급하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 RF신호 사이의 제 1 위상차를 변경하도록 상기 단일 전기 경로를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  59. 제 55 항에 있어서,
    상기 주요 RF신호를 단일 전기 경로로 공급하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 RF신호 사이의 제 1 위상차를 변경하도록 상기 단일 전기 경로를 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  60. 제 55 항에 있어서,
    상기 주요 RF신호를 분배하는 단계는 상기 주요 RF신호를 전기 경로에 용량결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  61. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 1 위상차를 생성시키는 단계는 상기 제 1 RF신호와 제 2 RF신호를 2개의 다른 전기 경로에 용량결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  62. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 2 위상차를 생성시키고, 분배 및 재조합하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 하이브리드 전력분배기에 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  63. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 2 위상차를 생성시키고, 분배 및 재조합하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 0도/90도 하이브리드 전력분배기에 공급하는 단계를 더 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기로부터 출력된 상기 제 1 및 제 2 RF신호는 거의 동등 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  64. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 2 위상차를 생성시키고, 분배 및 재조합하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 RF신호를 0도/180도 하이브리드 전력분배기에 공급하는 단계를 더 포함하며,
    상기 하이브리드 전력분배기로부터 출력된 상기 제 1 및 제 2 RF신호는 거의 90도로 다른 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 출력 RF전력 생성방법.
  65. RF전력을 가변 및 분배하는 방법에 있어서,
    RF신호를 수신하는 단계;
    상기 RF신호의 전력을 동등하게 분배하는 단계;
    제 1 포트에서의 제 1 RF신호와 제 2 포트에서의 제 2 RF신호 사이에 위상차가 존재하도록 상기 분배된 전력을 다른 전기 경로의 2개의 전기 경로를 따라 상기 제 1 포트와 제 2 포트로 분산하는 단계;
    제 3 포트에서의 RF신호의 위상과 제 4 포트에서의 RF신호의 위상이 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이 되도록 상기 전력을 재조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 전력을 재조합하는 단계는 상기 제 3 포트에서의 RF신호의 전력과 상기 제 4 포트에서의 RF신호의 전력의 합이 상기 조정범위 전체에 걸쳐 거의 일정한 양이 되도록 상기 전력을 재조합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  67. 제 65 항에 있어서,
    상기 전력을 동등하게 분배하는 단계에서 얻어진 상기 제 3 및 제 4 포트 사이의 전력을 가변시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  68. 제 65 항에 있어서,
    상기 분배된 전력을 분산시키는 단계는 상기 2개의 전기 경로를 공급하는 전기 경로를 이동시키는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2 RF신호 사이의 위상차를 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  69. 제 65 항에 있어서,
    상기 RF신호의 전력을 동등하게 분배하는 단계는 상기 RF신호를 이동가능한 전기 경로로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  70. 제 65 항에 있어서,
    상기 RF신호의 전력을 동등하게 분배하는 단계는 상기 RF신호를 유전매체를 가로질러 이동가능한 전기 경로에 전기결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  71. 제 65 항에 있어서,
    상기 2개의 전기 경로를 따라 상기 분배된 전력을 분산시키는 단계는 위상차에 대응하는 미리 규정된 길이를 갖는 2개의 전기 경로를 따라 상기 분배된 전력을 분산시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  72. 제 65 항에 있어서,
    상기 2개의 전기 경로를 따라 상기 분배된 전력을 분산시키는 단계는 상기 분배된 전력을 상기 2개의 전기 경로에 용량결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  73. 제 65 항에 있어서,
    상기 전력을 재조합하는 단계는 상기 전력을 분배하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  74. 제 65 항에 있어서,
    상기 전력을 재조합하는 단계는 상기 제 1 RF신호와 상기 제 2 RF신호를 하이브리드 전력분배기로 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  75. 제 65 항에 있어서,
    상기 전력을 재조합하는 단계는 상기 제 1 RF신호와 상기 제 2 RF신호를 0도/90도 하이브리드 전력분배기로 처리하고, 상기 하이브리드 전력분배기로부터 출력된 상기 제 1 및 제 2 RF신호는 거의 동등한 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  76. 제 65 항에 있어서,
    상기 전력을 재조합하는 단계는 상기 제 1 RF신호와 상기 제 2 RF신호를 0도/180도 하이브리드 전력분배기로 처리하고, 상기 하이브리드 전력분배기로부터 출력된 상기 제 1 및 제 2 RF신호는 거의 90도로 다른 위상을 가지는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
  77. 제 65 항에 있어서,
    RF전력의 분배와 분산을 제어하는 원격 제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF전력 가변 및 분배방법.
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