KR20130041697A - 고출력 가변 위상변위기, 진단장치 및 이를 구비한 위상 배열 안테나 - Google Patents

고출력 가변 위상변위기, 진단장치 및 이를 구비한 위상 배열 안테나 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 위상 가변 장치는, 고출력의 RF신호가 입력되는 입력도파관과, 상기 입력되는 RF신호를 상대적인 위상이 90도가 되도록 두 개의 RF신호로 전력 분배하는 하이브리드 커플러와, 상기 전력 분배된 RF신호를 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상 가변부 및 상기 가변된 위상의 RF신호가 출력되는 출력 도파관을 포함하고, 상기 위상 가변부는, 제1 위상 도파관과 제2 위상 도파관 및 상기 위상 도파관들 내에 배치되고, 중심 주파수 파장의 일정 배수에 해당하는 물리적 길이를 갖는 슬롯을 형성하는 RF Choke를 포함하고, 상기 제1 위상 도파관과 제2 위상 도파관 내에 형성되는 슬롯은 서로 대칭되도록 형성됨으로써, 수백 MW이상의 고출력 전송시에 발생할 수 있는 정전파괴 및 RF Leakage 문제를 해소할 수 있다.

Description

고출력 가변 위상변위기, 진단장치 및 이를 구비한 위상 배열 안테나{Apparatus of High Power Variable Phase Shifter and Diagnostic, and Phase Array Antenna having the same}
본 발명의 일실시예들은 전송선으로써 도파관을 사용하는 고출력 가변 위상변위기에 관한 것이며, 구체적으로는 도파관의 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상변위기에 관한 것이다.
위상변위기는 전송하는 전자파의 위상을 변화시키는 장치로, 주로 전자적으로 안테나의 빔을 조향하는 위상배열안테나의 개별 복사소자의 위상을 조정하는데 사용되며, 크게 반도체 위상변위기와 도파관 위상변위기로 구분할 수 있다. 반도체 위상변위기는 위상배열안테나를 구성하는 복사소자의 크기가 소형이고, 저출력 전자파의 위상을 조절하는 경우에 사용되며, 도파관 위상변위기는 도파관 형태의 복사소자로 구성되는 위상배열안테나에서 고출력 전자파를 전송하는 경우에 사용되거나, 전자를 가속하는 가속기에서 전자빔 가속을 위해 빔 선로상에 고출력 증폭기(클라이스트론, Klystron)의 위상동기를 제어하는데 사용된다.
최근에는 원거리에서 다수의 고속으로 이동하는 목표(표적)를 동시에 추적할 필요성이 크게 증대되면서, 고출력 위상변위기를 수반한 위상배열안테나의 사용이 크게 증대 되고 있다. 그러나 기계식 회전방식으로 빔을 조향하는 접시안테나의 경우에는 1분에 6회, 최대 12회 회전하여도 좁은 각도(대략 2°정도)의 빔을 방사하므로, 음속 3배 이상의 비행체를 탐지하여 식별, 추적하는 것은 불가능하다.
따라서 고정된 위치에서 위상배열안테나를 구성하는 복사소자의 위상을 제어하여 전자적으로 빔을 조향하는 고출력 위상배열안테나의 사용이 크게 증대되고 있다.
상기와 같이 사용되는 고출력 위상배열안테나는 고출력 전자파를 방사하는 수백 개 이상의 복사소자(radiating element)와 각 복사소자를 통해 공급되는 전자파의 위상을 변화시키는 위상변위기(phase shifter) 등으로 구성되며, 전자적 빔 조향을 통해 원거리에서 고속으로 접근하는 표적에 대한 탐지와 다수 표적의 동시추적이 가능하다. 기존의 고출력 도파관 위상변위기는 수 kW의 전자파를 전송하기 위해 자성체인 페라이트를 이용하여 전자파의 위상을 변화시킬 수 있으나, 수백 MW이상의 고출력 전자파를 전송하기 위해서는 도파관 내에서 발생하는 정전파괴(RF Breakdown) 및 RF Leakage 에 따른 전송 손실로 인해 기존의 페라이트를 이용한 도파관 위상변위기를 사용할 수 없다. 따라서 본 발명에서 제안한 도파관의 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상변위기를 통해 정전파괴(RF Breakdown) 및 RF Leakage를 방지할 수 있는 위상변위기를 제작할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 제반적인 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물리적으로는 비접촉식이지만 전기적으로 접촉식역할을 하는 RF Choke가 주기적으로 배치된 위상가변부를 사용하고, 위상가변부를 독립적으로 혹은 동시에 움직여서 위상을 조절하며, 수백 MW이 상의 고출력 전송시에 발생할 수 있는 정전파괴 및 RF Leakage 문제를 해소할 수 있는 고출력 위상변위기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 십자형 슬롯(Cross Slot)구조를 가지는 커플러를 이용하여 고출력에서 정전파괴 및 고진공에 의한 구조의 복잡도 없이 위상 및 출력을 진단하는 장치를 제공하는데 목적이 있다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 위상 가변 장치는, 고출력의 RF신호가 입력되는 입력도파관과, 상기 입력되는 RF신호를 상대적인 위상이 90도가 되도록 두 개의 RF신호로 전력 분배하는 하이브리드 커플러와, 상기 전력 분배된 RF신호를 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상 가변부 및 상기 가변된 위상의 RF신호가 출력되는 출력 도파관을 포함하고, 상기 위상 가변부는, 제1 위상 도파관과 제2 위상 도파관 및 상기 위상 도파관들 내에 배치되고, 중심 주파수 파장의 일정 배수에 해당하는 물리적 길이를 갖는 슬롯을 형성하는 RF Choke를 포함하고, 상기 제1 위상 도파관과 제2 위상 도파관 내에 형성되는 슬롯은 서로 대칭되도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 각 위상 도파관의 길이방향을 따라 RF Choke가 복수(주기적)로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 RF Choke들은 평면 막대에 의해 연결되며, 상기 평면 막대는 일정 방향에 대해 보다 좁은 폭을 갖도록 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 RF Choke의 일단에는 위상 가변을 위한 물리적인 길이의 조절이 가능하게 왕복 운동 가능하게 형성되는 이송장치가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 입력 도파관과 상기 출력 도파관의 전계가 낮은 부분에 근접하여 각각 십자형 슬롯 커플러가 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 십자형 슬롯 커플러는, 진공 상태의 제1 슬롯 도파관과, 대기압 상태의 제2 슬롯 도파관 및 상기 제1 슬롯 도파관과 제2 슬롯 도파관을 전기적으로 연결하는 RF 세라믹 윈도우를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 십자형 슬롯 커플러와 상기 입력 도파관 또는 상기 출력 도파관과 연결되는 부분은 십자형 슬롯 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 커플러는, 서로 연결되는 두 개의 커플러 도파관 및 상기 커플러 도파관의 내측으로 각각 돌출되어 모드 변화에 따라 임피던스 정합을 제공하는 복수의 스텝들을 포함할 수 있다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 고출력의 RF신호가 입력되는 입력도파관과, 상기 입력되는 RF신호를 상대적인 위상이 90도가 되도록 두 개의 RF신호로 전력 분배하는 하이브리드 커플러와, 상기 전력 분배된 RF신호를 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상 가변부와, 상기 가변된 위상의 RF신호가 출력되는 출력 도파관 및 상기 입력 도파관 및 상기 출력 도파관의 전계가 낮은 부분에 근접하여 각각 연결되고, 위상 및 출력을 진단할 수 있도록 도파관 내의 신호를 샘플링하여 측정하는 십자형 슬롯 구조를 구비하는 십자형 슬롯 커플러를 포함하는 위상 가변 장치를 개시한다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 안테나 배열 소자 및 상기 안테나 배열 소자를 통해 방사되는 주파수의 위상을 가변시키도록 형성되는, 상기한 위상 가변 장치를 포함하는 위상 배열안테나를 개시한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 위상 변위 장치는, 물리적으로는 비접촉식이지만 전기적으로 접촉식 역할을 하는 RF Choke를 주기적으로 배치하여, 수백 MW이상의 고출력 전송시에 발생할 수 있는 정전파괴 및 RF Leakage 문제를 해소할 수 있다.
또한 십자형 슬롯(Cross Slot)구조를 가지는 커플러를 이용하여 고출력에서 정전파괴 및 고진공에 의한 구조의 복잡도 없이 위상 및 출력을 진단하는 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 접촉 도파관 Short Block 횡단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 비접촉 주기적인 도파관 Short Block 횡단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 비접촉 단일 RF Choke를 이용한 도파관 Short Block 횡단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 고출력 가변형 위상 변위 장치 평면도.
도 5는 본 발명의 일실시예와 관련된 입출력 진단부 평면도.
도 6은 도 5의 십자형 슬롯의 개념도.
도 7은 본 발명의 일실시예와 관련된 90도 하이브리드 커플러 평면도.
도 8은 본 발명의 일실시예와 관련된 위상 가변부 평면도.
도 9는 본 발명의 일실시예와 관련된 위상 가변부 횡단면도.
도 10a는 본 발명의 일실시예와 관련된 RF Leakage 특성 그래프.
도 10b는 본 발명의 일실시예와 관련된 최대 전계필드 특성 그래프.
이하, 본 발명의 일실시예에 따르는 위상 가변 장치 및 이를 구비한 위상 배열 안테나에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 일 실시예들은, 상기한 바와 같은 문제점들을 위상가변부의 구조를 개선하여 해결하였고, 또한 고출력 위상진단 방법의 복잡성을 간단한 커플러 구조를 이용하여 해결하였다.
고출력 위상변위기는 빔 조향을 위한 위상배열안테나 및 위상동기 제어를 위한 선형 가속기 등 고주파 전송회로 널리 사용되는 부품이다. 위상변위기는 여러 종류가 있지만 물리적 길이를 조절하여 고출력 상태에서 위상을 가변하는 도파관 위상변위기에 관한 것이다.
종래의 위상변위기의 가변부는 도 1과 같이 접촉식 Short Block 형태로, 도파관 대역 내에서 우수한 RF Short 성능을 제공하지만 마찰에 의한 도파관손실, 위상 불안정성, 도파관과 Short Block 사이의 접촉 불균일성으로 인한 전송손실 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2와 같이 비접촉식 Short Block 형태로, 도파관과 Short Block 사이에 얇은 플라스틱 필름(MYLAR)을 삽입하여 마찰에 의하여 발생되는 전기적 성능문제를 해결하였다. 이러한 비접촉식 Short Block은 전기적 특성을 향상하기 위하여 주기적인 구조를 가진다.
상기 도1과 도2의 구조는 고출력 전송시에 내부도체(Short Block)와 외부도체(도파관)간의 고전압에 의한 정전파괴를 방지하기 위하여 전자파가 전달되는 도파관의 공간을 고압 질소나 SF6 기체로 충전 또는 고진공 상태로 유지하여 사용한다.
그러나 상기 도 1과 도 2의 구조는 수백 MW이상의 고출력 전송시, 도파관 내부를 고진공으로 유지하더라도 내부도체(Short Block)와 외부도체(도파관)사이가 완전한 전기적인 Short 상태가 아니기 때문에 고전압에 의한 정전파괴를 피할 수 없다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 고출력 전송시 물리적으로는 비접촉이지만 전기적으로는 Short인 상기 도 3과 같은 RF Choke 형태의 Short Block이 사용될 수 있다.
그러나 이러한 구조는 수백 MW 고출력 전송시 정전파괴(Breakdown) 문제는 해결할 수 있으나, RF Leakage에 따른 전송손실 문제는 해결할 수 없다.
고출력에서 위상변위기를 진단하기 위해서는 일반적으로 Beathe Hole 커플러와 같은 방향성 커플러(Directional Coupler)을 이용하여 고출력을 저출력으로 샘플링하여 측정한다.
그러나 이러한 구조는 고출력에 의한 정전파괴 및 고진공을 고려해야 하기 때문에 구조의 복잡성에 의한 제작상 비용을 증가시키는 단점을 가지고 있다.
이러한 문제점들은 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르는 위상변위장치를 고안하였다.
즉, 고출력에서 정전파괴 및 RF Leakage없이 위상 가변이 가능하도록 위상변위기의 위상가변부를 구성함에 있어, 물리적으로 비접촉식이지만 전기적으로 접촉식 역할을 하는 RF Choke를 고안하였다. RF Choke는 주기적으로 형성될 수 있다.
RF Choke 는 'L'자 모양의 Slot을 형성하고, 'L'자 모양의 Slot의 길이는 전자파의 중심파장(λ0)에서 전기적으로 Short가 되도록 중심파장의해 λ0/4로 결정되고, 상기 Slot은 도파관내의 전계의 방향에 따라 상하 대칭적으로 구성되며, 상기의 RF Choke는 전기적인 Short특성, 즉 반사(Reflection)특성 및 RF Leakage 특성을 향상시키기 위해 주기적인 구조로 형성되고, 주기적인 RF choke는 고진공 이송장치를 통하여 외부도체(도파관)와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 위상변위기 진단부를 구성함에 있어, 고출력에서 저출력으로 샘플링하는 커플러를 다음과 같이 고안하였다. 커플러는 위상변위에 따른 안정된 출력을 얻기 위하여 십자형 슬롯(Cross Slot)구조가지고, 상기 십자형 슬롯(Cross Slot)의 가로 및 세로의 비는 출력의 안정도와 커플링계수(Coupling)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예와 관련된 실시예에 따른 비접촉 주기적인 RF Choke를 이용한 고출력 가변 위상변위기 및 진단장치 구성도이다.
상기 도 4와 같이 고출력의 RF 신호가 입력되는 입력도파관(110), 입력된 고출력 RF 신호를 상대적인 위상이 90도를 갖는 두 개의 RF 신호로 동일 전력분배하는 90도 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler, 200), 두 개의 RF 신호를 물리적인 길이를 조정하여 위상을 가변하는 위상가변부(300), 고출력 RF 신호가 위상이 변위되어 출력되는 출력 도파관(120), 고출력의 RF 신호를 저출력으로 샘플링하는 커플러로 이루어진 입/출력 진단부(100)로 구성된다.
도 5는 본 발명의 일실시예와 관련된 입출력 진단부 평면도와, 도 6은 도 5의 십자형 슬롯의 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 입/출력 진단부는 입력도파관(110), 출력도파관(120), 십자형 슬롯(Slot) 커플러(130)구성되고, 상기 입/출력 도파관(110, 120)은 RF 신호의 반사(Reflection)를 줄이기 위해서 Edge부분이 잘려나간 구조(140)로 형성되고, 입/출력 도파관(110, 120)의 끝 부분은 이웃한 도파관 구조와 연결하기 위한 도파관 Flange(50); 도파관 Flange(50)는 전기적인 연결 뿐만아니라, 고진공을 유지할 수 있는 구조를 가진다.
상기 십자형 슬롯 커플러(130)은 입/출력 도파관(110, 120)의 옆면 즉, 도파관 구조의 H면(H-Plane); 도파관에서 전계(E-Field)가 제일 약한면에 형성되어, 고출력 전송에 따른 정전파괴(Breakdown)에 대한 높은 안전도를 제공한다. 출력 및 위상진단을 위해 고출력에서 저출력으로 샘플링은 커플링 슬롯(Slot)에 의해서 이루어지고, 상기 커플링 슬롯(Slot); 위상변위에 따른 안정된 출력을 얻기 위하여 십자형 슬롯(Cross Slot)구조를 가지고, 상기 십자형 슬롯(Cross Slot, 134)의 가로 및 세로의 비는 출력의 안정도와 커플링계수(Coupling)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 십자형 슬롯 커플러(130)에서, RF 세라믹 윈도우(133)는 정전파괴 방지를 위해 고진공이 유지되는 제1 슬롯 도파관(132)과 대기압이 유지되는 제2 슬롯 도파관(131)을 물리적으로 분리하고, 전기적으로는 연결되는 RF 윈도우 역할을 하고, 상기 RF 세라믹 윈도우(133)의 위치는 위상변위에 따른 입/출력 커플링이 일정하게 유지될 수 있는 중심파장에 의해 λ0/4근처에 형성되고, 상기 RF 세라믹 윈도우의 재질은 전기적인특성과 기계적인 특성이 우수한 폴리카보네이트(Polycarbonate) 또는 알루미나(Al2O3)로 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 90도 하이브리드 커플러(200)는 두 개의 인접한 도파관들과, 입력포트(Input Port, 210), 출력포트(Output Port, 230), 커플링된 포트(Coupled Port, 240), 격리된포트(Isolated Port, 220)를 포함한다. 그리고 각 포트(210, 220, 230, 240)들 사이의 H-면(H-Plane)이 내측으로 돌출되어, 스텝(Step)진 슬롯(Slot, 250)형태로 형성되고, 상기 스텝(내측으로 돌출되고 서로 구분되는 부분들)들은 도파관내에 모드(Mode)변화에 따른 임피던스 정합을 제공한다.
H-면의 첫 번째 스텝(251)은 도파관 기본모드인 TE10가 존재하고, 세 번째 스텝(253)은 TE20가 존재한다.
상기 모드 변화에 대한 임피던스 정합을 두 번째 스텝(252)이 제공한다.
상기 스텝(251, 253, 252)의 수는 커플러의 대역폭을 결정; 스텝수가 증가할수록 더욱더 넓은 대역폭을 제공한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 위상가변부는 주기적인 RF Choke(330)가 제1 위상도파관(310)과 제2 위상 도파관(320)내에 삽입되어, 물리적으로는 비접촉이지만 전기적으로는 접촉식인 역할을 하는 Short Circuit를 구성하고, 위상가변을 위한 물리적 길이 조정은 고진공 이송장치(350)를 통해 이루어지고, 상기의 주기적인 RF Choke(330)와 고진공 이송장치는 이송막대(Rod, 340)로 상호 연결되어 물리적 길이 조절 및 전기적인 접지가 가능도록 제공한다.
고진공 이송 장치는 도파관의 길이방향을 따라 왕복운동 가능하게 형성된다.
상기의 Short Circuit 역할을 하는 RF Choke(331, 332); RF Choke(331, 332)는 'L'자 모양의 Slot(333)을 형성하고, 'L' 자 모양의 Slot(333)의 길이는, 전자파의 중심파장(λ0)에 서 전기적으로 Short가 되도록 중심파장의해 λ0/4로 결정되고, 상기 Slot(333)은 도파관내의 전계의 방향에 따라 상하 대칭적으로 구성되며, 상기의 동일한 구조를 가지는 RF Choke(331, 332)는 전기적인 Short특성, 즉 반사(Reflection)특성 및 RF Leakage 특성을 향상시키기 위해 주기적인 구조로 형성되고, 상기의 첫 번째 RF Choke(331)와 두 번째 RF Choke(332)는 H-면(H-Plane) 주기를 형성하도록 E-면(E-plane) 폭이 줄어든 H-면 평면막대(Rod, 334))에 의해서 연결된다.
상기의 H-면 평면막대(334)는 RF Choke(331, 332)에 비해 상대적으로 높은 임피던스를 제공하고, 낮은 임피던스를 가지는 RF Choke(331, 332)와 주기적인 구조를 제공; 도파관 임피던스를 주기적으로 Low-High-Low로 만들어 전기적 Short 특성을 향상시킨다.
도 9은 본 발명의 일실시예와 관련된 실시예에 따른 도 4를 이용하여 전산 모사한 동작 주파수별 RF Leakage 특성 및 최대 전계필드 특성을 나타내는 그래프이다. 도 10a에서 세로축에 나타낸 값은 주파수에 따른 RF Leakage 특성을 데시벨(dB) 스케일로 나타낸 값으로서 절대값이 커질수록 높은 RF Leakage 억제 특성을 나타내며, 도 10b를 참조하면, 위상가변에 따른 도파관내에 최대 전계필드 세기(300MW 입력시)가 고진공에서 정전파괴를 일으키는 46MV/m 이내로 정전파괴에 대한 안전도 1.8 이상을 가짐을 알 수 있다.
상기와 같이 설명된 위상 가변 장치 및 이를 구비한 위상 배열 안테나는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 입/출력 진단부
130 : 십자형 슬롯 커플러
200 : 90도 하이브리드 커플러
300 : 위상가변부
330 : 비접촉 주기적인 RF Choke

Claims (10)

  1. 고출력의 RF신호가 입력되는 입력도파관;
    상기 입력되는 RF신호를 상대적인 위상이 90도가 되도록 두 개의 RF신호로 전력 분배하는 하이브리드 커플러;
    상기 전력 분배된 RF신호를 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상 가변부; 및
    상기 가변된 위상의 RF신호가 출력되는 출력 도파관을 포함하고,
    상기 위상 가변부는,
    제1 위상 도파관과 제2 위상 도파관; 및
    상기 위상 도파관들 내에 배치되고, 중심 주파수 파장의 일정 배수에 해당하는 물리적 길이를 갖는 슬롯을 형성하는 RF Choke를 포함하고,
    상기 제1 위상 도파관과 제2 위상 도파관 내에 형성되는 슬롯은 서로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 위상 도파관의 길이방향을 따라 RF Choke가 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 RF Choke들은 평면 막대에 의해 연결되며,
    상기 평면 막대는 일정 방향에 대해 보다 좁은 폭을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 RF Choke의 일단에는 위상 가변을 위한 물리적인 길이의 조절이 가능하게 왕복 운동 가능하게 형성되는 이송장치가 배치되는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입력 도파관과 상기 출력 도파관의 전계가 낮은 부분에 근접하여 각각 십자형 슬롯 커플러가 연결되는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 십자형 슬롯 커플러는,
    진공 상태의 제1 슬롯 도파관;
    대기압 상태의 제2 슬롯 도파관; 및
    상기 제1 슬롯 도파관과 제2 슬롯 도파관을 전기적으로 연결하는 RF 세라믹 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 십자형 슬롯 커플러와 상기 입력 도파관 또는 상기 출력 도파관과 연결되는 부분은 십자형 슬롯 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 커플러는,
    서로 연결되는 두 개의 커플러 도파관; 및
    상기 커플러 도파관의 내측으로 각각 돌출되어 모드 변화에 따라 임피던스 정합을 제공하는 복수의 스텝들을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 가변 장치.
  9. 고출력의 RF신호가 입력되는 입력도파관;
    상기 입력되는 RF신호를 상대적인 위상이 90도가 되도록 두 개의 RF신호로 전력 분배하는 하이브리드 커플러;
    상기 전력 분배된 RF신호를 물리적인 길이를 조절하여 위상을 가변시키는 위상 가변부;
    상기 가변된 위상의 RF신호가 출력되는 출력 도파관; 및
    상기 입력 도파관 및 상기 출력 도파관의 전계가 낮은 부분에 근접하여 각각 연결되고, 위상 및 출력을 진단할 수 있도록 도파관 내의 신호를 샘플링하여 측정하는 십자형 슬롯 구조를 구비하는 십자형 슬롯 커플러를 포함하는 위상 가변 장치.
  10. 안테나 배열 소자; 및
    상기 안테나 배열 소자를 통해 방사되는 주파수의 위상을 가변시키도록 형성되는, 상기 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항을 따르는 위상 가변 장치를 포함하는 위상 배열 안테나.
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