KR20160058775A - 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 디바이스 및 상기 디바이스를 사용하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스, 특히, 전력 결합기 및/또는 분배기, 그리고 이 디바이스를 사용하는 방법에 관한 것이고, 이 디바이스는 외면 전도체로서의 박스 형상의 케이싱(casing)(4), 및 RF-전력의 입출력을 위한 커넥터(connector)들(1, 3)을 포함하며, 이 커넥터들(1, 3)은 적어도 하나의 중심 전도체(2)에 전기적으로 연결된다. 커넥터들(1, 3)과 적어도 하나의 중심 전도체(2) 사이의 전기적 연결은 직접적인 전기적 및 기계적 연결이다.
Description
본 발명은 라디오-주파수(radio-frequency) 전력 커플링(coupling)을 위한 디바이스(device), 특히, 전력 결합기 및/또는 분배기, 그리고 이 디바이스를 사용하는 방법에 관한 것이고, 이 디바이스는 외면 전도체로서의 박스(box) 형상의 케이싱(casing), 및 RF-전력의 입출력을 위한 커넥터(connector)들을 포함하며, 이 커넥터들은 적어도 하나의 중심 전도체에 전기적으로 연결된다.
라디오-주파수(RF; radio-frequency) 전력 커플링을 위한 디바이스들은 전력 분배기들 및 전력 결합기들이다. 전력 분배기들은, 단일 RF 발전기들로부터 다수의 수신자들로 RF 전력을 분배하는데 사용된다. 전력 결합기들은, 단일 수신자에 부가의 전력을 피딩(feed)하기 위해, 다수의 소스(source)들로부터의 RF 전력을 결합하는데 사용된다. RF 전력을 수신하는 수신자들은 예컨대 부하들 또는 안테나(antenna)들이다. 전력 분배기 또는 전력 결합기로서 사용되는 대부분의 디바이스들은 또한 작업 상호적(working reciprocal)인데, 즉, 이 디바이스들은 분배기 및 결합기 둘 다로서 사용될 수 있다. 하기에서, 분배기란 용어의 사용은 결합기의 사용을 포함하고, 결합기란 용어의 사용은 분배기의 사용을 포함한다. RF 전력 핸들링(handling) 면에서 결합기/분배기 설계를 위한 주요 파라미터(parameter)들은 열과 항복 전압이다. 사용 시 요건들은, 낮은 삽입 및 리턴(return) 손실을 갖는 RF 전력의 송신이다. 추가의 요건들은 콤팩트함(compactness), 용이한 조립, 그리고 비용 효과적이고 용이한 제조이다.
인쇄 회로 보드(PCB; printed circuit board)들 또는 동축 기반 결합기들/분배기들에 기초하는, 최신 기술분야로부터 알려진 두 개의 주요 유형들의 전력 결합기들/분배기들이 존재한다. PCB 기반 결합기들/분배기들은 주로 저전력 애플리케이션(application)들에서 사용된다. 이 맥락에서의 저전력은, 연속파 레짐(regime)에서 몇 킬로와트(a couple of kilowatts) 내지 펄스형 모드(pulsed mode) 사용 시 대략 10 킬로와트의 범위에 있다. PCB 기반 디바이스들은 상당히 콤팩트(compact)하지만, 고전력에 대해서는 사용되지 않는다. 동축 기반 결합기들/분배기들은 저전력 애플리케이션들에 대해 사용 가능하고, 그리고 특히 최대 수백 킬로와트의 극도로 높은 전력 레벨(level)들에 대해 사용 가능하다. 동축 기반 결합기들/분배기들의 단점은 콤팩트함(compactness)의 결여, 즉, 각각의 큰 부피의 크기이다.
최신 기술분야로부터 알려진, 예컨대, US 4459568에 설명되는 결합기는 에어-스트라이프 커플러(air-stripe coupler)이다. 전력은 두 개의 스트립 라인(strip line)들 사이의 갭(gap)에서 전파된다. 디바이스는 고전압 사용이 가능하지 않은 PCB를 포함한다. US 2012029327로부터, 고전력 신호들을 허용하는 전력 결합기/분배기가 알려져 있다. 이 전력 결합기/분배기는 크기가 비교적 크고 콤팩트하지 않으며, 그리고 그의 원통 형상으로 인해, 랙(rack)들에서 사용될 수 없다. 전력 결합기/분배기의 구조 내에는 과도한 빈 공간이 있다. US 5111166에서는, 다수의 입력들에 대한 전기적 길이 등화 시스템(equalization system)이 특히 전력 결합 애플리케이션들을 이용하여 설명된다. 그가 PCB에 기반한다는 것으로 인해, 이 전기적 길이 등화 시스템은 저전력 애플리케이션들에서만 사용될 수 있다. 추가로, 이 시스템의 핸들링 및 제조는 용이하지 않다. 조립체는 복잡한 구조를 포함한다.
최신 기술분야로부터 알려진, PCB를 갖는 전력 결합기/분배기와 같은 설명된 디바이스들은, 특히 많은 양들의 폐열을 초래하는 높은 손실들로 인해, 고전력에 대해서는 사용될 수 없다. 열과 고전압은, 디바이스들의 비가역적인 손상을 유도할 수 있다. 고전력용 디바이스들은 콤팩트하지 않고 높은 삽입 손실들을 가지며, 이는 저효율을 유도한다.
본 발명의 목적은 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 콤팩트한 디바이스를 제시하는 것이며, 이 디바이스는 저비용들로 제조하기가 용이하고, 그리고 고효율을 갖는 고전력 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. 본 발명의 추가의 목적은, 콤팩트한 방식으로 조립체를 사용하는 방법을 제시하는 것이다. 디바이스의 출력/입력 커넥터로부터 입력/출력 커넥터로의 전기적 길이는 고효율을 위해 조정 가능해야 한다.
상기 목적들은 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 청구항 제 1 항에 따른 디바이스, 그리고 라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스, 특히, 앞서 설명된 디바이스를 사용하는 청구항 제 12 항에 따른 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속 청구항들에서 제공된다. 독립(main) 청구항들의 특징들은 서로, 그리고 종속 청구항들의 특징들과 결합될 수 있고, 그리고 종속 청구항들의 특징들은 서로 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스, 특히, 전력 결합기 및/또는 분배기는 외면 전도체로서의 박스 형상의 케이싱을 포함한다. 추가로, 이 디바이스는, RF-전력의 입출력을 위한 커넥터들을 포함하고, 이 커넥터들은 적어도 하나의 중심 전도체에 전기적으로 연결된다. 커넥터들과 적어도 하나의 중심 전도체 사이의 전기적 연결은 직접적인 전기적 및/또는 기계적 연결이다. 이 내용(content)에서 직접은, 중간에 부가의 전기 또는 기계 부품들이 없는 것으로서 사용된다.
이 디바이스의 구성은 고전력 애플리케이션들을 가능하게 한다. 직접적인 전기적 연결은 전기적 손실들을 감소시킨다. 낮은 전기적 손실들은 낮은 폐열 생성과 동등하다. 이는, 특히, 폐열에 의한 손상 없이, 시간에 따른 안정적인 사용을 가능하게 한다. 디바이스, 특히, 전력 결합기 및/또는 분배기의 단순한 구조는, 저비용들로, 용이한 조립 및 제조를 가능하게 한다.
디바이스는 적어도 하나의 전력 결합 또는 분배 부품(part), 및 적어도 하나의 임피던스(impedance) 변환 부품을 포함할 수 있다. 임피던스 변환 부품은 협대역 또는 광대역 주파수 소자, 특히, RF 전력의 리플렉션(reflection)을 감소시키기 위한 RF 매칭(matching) 소자일 수 있다. 이는 추가로, 전기적 손실들 및 폐열을 감소시킨다.
임피던스 변환 부품은 바깥쪽의 계단형, 테이퍼형(tapered) 또는 이항(binomial) 형상을 갖는 전기 전도 라인일 수 있다. 이 형상은 애플리케이션들, 그리고 사용되는 주파수 및 전력에 따라 조정될 수 있다. 이 형상은 낮은 전력 손실들을 위해 최적화될 수 있다.
적어도 하나의 전력 결합 또는 분배 부품, 및 적어도 하나의 임피던스 변환 부품은, 직접적으로 또는 특히 바(bar) 형태의 전기 전도성 브릿지(bridge)를 통해, 전기적으로 그리고 기계적으로 연결될 수 있다. 이는, 디바이스의 단순한 조립을 유도하여, 저비용들로 제조하기가 용이하다.
출력 또는 입력 커넥터로부터 입력 또는 출력 커넥터로의 RF 전기적 길이의 등화를 위한 리세스(recess)는, 특히, 전력 결합 또는 분배 부품 내에 포함될 수 있다. 리세스는 디바이스의 RF 특성들을 개선시키고, 그리고 애플리케이션들, 특히, 사용 시 전압, 전력 및 RF 범위에 따라 조정될 수 있다.
박스 형상의 케이싱은, 특히, 실질적으로 19-인치(inch) 랙의 치수를 갖고 그리고/또는 482.6 ㎜의 모듈 전면 패널 폭(module front panel wide)을 갖는 평행육면체, 특히, 직평행 육면체일 수 있다. 이는 콤팩트한 스토리지(storage), 및 랙들에서의 사용을 가능하게 하는데, 여기서 19-인치 랙들은 전자 애플리케이션들에서 가장 흔하게 사용된다.
부품들, 특히, 부품들 전부는 고상 금속편(solid metal piece)들로 만들어질 수 있고, 이 고상 금속편들은 특히, 구리, 알루미늄(aluminum), 및/또는 구리 코팅부(coating)를 갖는 강철로 구성되거나 또는 이를 포함한다. 이들 재료들은 우수한 전기적 특성들, 낮은 저항, 및 높은 열 전달 특성들을 갖는다. 이들 재료들을 사용함으로써, 저손실, 및/또는 폐열의 우수한 전달이 보장될 수 있다. 또한, 낮은 전기적 손실들을 갖는 전도성 폴리머(polymer)들, 금 또는 은과 같은 다른 재료들이 사용될 수 있다. 애플리케이션에 따라, RF 동작, 전기적 손실들, 열 전달 특성들 및 가격을 고려하여, 재료가 선택될 수 있다.
적어도 하나의 유체 냉각 디바이스, 특히, 디바이스로부터 환경으로 열을 전달하기 위해 물 냉각 디바이스가 포함될 수 있다. 특히, 고전력 애플리케이션들의 경우, 적절한 기능을 가능하게 하고 그리고/또는 디바이스의 손상을 막기 위해 열 전달이 필수적일 수 있다.
적어도 하나의 동축, 및/또는 하나의 마이크로스트립(microstrip) 라인, 및/또는 적어도 하나의 직사각형 도파관, 및/또는 적어도 하나의 원형 도파관 커넥터가 포함될 수 있다. 특히, 디바이스의 일 측에 다수의 50 오옴(Ohm) 동축 커넥터들 그리고 다른 일 측에 단일 50 오옴 커넥터가 포함될 수 있다. 애플리케이션에 따라 선택된, 그리고 연결되도록 디바이스들에 매달려 있는 이들 커넥터들은 RF 애플리케이션들에서 우수한 전기적 연결을 제공한다. 특히, 가격, 콤팩트함, 전기적 손실 그리고 RF 전력 및 주파수에 따라, 커넥터들이 선택될 수 있다.
적어도 하나의 중심 전도체는, 특히, 외면 전도체로서의 박스 형상의 케이싱의 접지 평면에 평행하게 배열되는 편평한 플레이트(plate)의 형태일 수 있는데, 특히, 중간에 격리 스페이서(spacer)들이 있다. 이는, 콤팩트하고 공간 절약적인 어레인지먼트(arrangement) 및/또는 랙들에서의 사용을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 디바이스, 특히, 위에서 설명된 디바이스를 사용하는 방법은 박스 형상의 케이싱에 배열되는, RF-전력의 입출력을 위한 커넥터들의 적어도 하나의 중심 전도체에 대한 직접적인 전기적 및/또는 기계적 연결을 포함하는데, 여기서 케이싱은 외면 전도체로서의 역할을 한다.
이 방법은, 사용 시 낮은 열 생성 및/또는 저손실들로, 예컨대 랙에서 콤팩트하게 배열되는, 고전력을 이용하는 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 디바이스들의 사용을 가능하게 한다.
RF의 등화를 위해, 적어도 하나의 중심 전도체 내에, 특히, 디바이스의 전력 결합 또는 분배 부품 내에 리세스를 배열함으로써, 출력/입력 커넥터로부터 입력/출력 커넥터로의 전기적 길이가 조정될 수 있다. 이는, 애플리케이션들, 주파수, 뿐만 아니라 사용되는 전력에 대한 용이한 조정을 이용하는 단순한 셋팅(setting)을 가능하게 한다. 이는 추가로, 저비용들로 용이한 설계 및 제조를 가능하게 한다.
리세스의 형태, 크기, 및/또는 위치는 출력/입력 커넥터로부터 입력/출력 커넥터로의 미리정의된 전기적 길이에 따라 선택될 수 있다.
방법은, 특히, 19-인치 랙들에서, 옆에 있는 그리고/또는 하나가 다른 하나 위에 있는 박스 형상의 디바이스들의 적층을 더 포함할 수 있다. 이는, 사용 시 낮은 공간 소모를 갖는 콤팩트한 조립을 가능하게 한다.
본 발명에 따른, 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 디바이스를 사용하는 설명된 방법과 관련된 장점들은 라디오-주파수 전력 커플링을 위한 디바이스와 관련하여 앞서 설명된 장점들과 유사하고, 그리고 그 반대로도 그렇다.
본 발명은 추가로, 첨부된 도면들에서 도시된 예시적 실시예들에 대해 이후에 설명되며, 도면들에서:
도 1은, 내부 부품들에 대한 도시와 함께, 라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 본 발명에 따른 디바이스를 사시도(angular view)로 예시한다.
도 2는 전력 결합 또는 분배 부품(A) 및 임피던스 변환 부품(B)을 갖는, 도 1의 디바이스에 대한 평면도 Ⅰ) 및 측면도 Ⅱ)를 예시한다.
도 3은 부가의 냉각 디바이스를 갖는, 도 1의 디바이스에 대한 평면도를 예시한다.
도 4는 I) 계단형의 형태 및 Ⅱ) 테이퍼형의 형태를 갖는 임피던스 변환 부품(B)을 가지는, 도 1의 디바이스에 대한 평면도를 예시한다.
도 5는 케이싱(4)의 일 측에서 마이크로스트립 라인 형태(9)이고 다른 일 측에서 직사각형 도파관 형태(10)의 커넥터들을 갖는 도 1의 디바이스를 사시도로 예시한다.
도 1은, 내부 부품들에 대한 도시와 함께, 라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 본 발명에 따른 디바이스를 사시도(angular view)로 예시한다.
도 2는 전력 결합 또는 분배 부품(A) 및 임피던스 변환 부품(B)을 갖는, 도 1의 디바이스에 대한 평면도 Ⅰ) 및 측면도 Ⅱ)를 예시한다.
도 3은 부가의 냉각 디바이스를 갖는, 도 1의 디바이스에 대한 평면도를 예시한다.
도 4는 I) 계단형의 형태 및 Ⅱ) 테이퍼형의 형태를 갖는 임피던스 변환 부품(B)을 가지는, 도 1의 디바이스에 대한 평면도를 예시한다.
도 5는 케이싱(4)의 일 측에서 마이크로스트립 라인 형태(9)이고 다른 일 측에서 직사각형 도파관 형태(10)의 커넥터들을 갖는 도 1의 디바이스를 사시도로 예시한다.
도 1에서는, 내부 부품들과 함께, 본 발명에 따른 디바이스의 사시도가 도시된다. 디바이스는 외면 전도체로서의 편평한 박스 형상의 케이싱(4), 커넥터들(1 및 3), 그리고 리세스(5)를 갖는 중심 전도체(2)를 갖는 전력 결합기/분배기를 포함한다.
전력 분배기로서 사용 시, 입력 신호를 수신하도록, 커넥터(3)는 디바이스에 전기적으로 연결된다. 커넥터들(1)은 예컨대, 외부 부하들처럼, 연결된 디바이스들에 출력 신호를 제공한다. 전력 결합기로서 사용 시, 커넥터들(1)은 입력 신호들에 전기적으로 연결되고, 그리고 커넥터(3)는 출력 신호를 제공한다. 신호들은 라디오-주파수(RF)의 범위에 있다.
도 2에서, 디바이스의 세로방향 축을 따르는 단면도로서 평면도 I) 및 측면도 Ⅱ)에 도시된 바와 같이, 전력 결합기/분배기는 전력 결합 또는 분배 부품(A), 및 임피던스 변환 부품(B)으로 구성된다. 부품들(A 및 B) 둘 다는 예컨대, 구리, 알루미늄(aluminum), 또는 구리로 도금된 강철로 만들어진 편평한 고상 금속 플레이트의 형태이다. 출력/입력 커넥터(1, 3)로부터 입력/출력 커넥터(1, 3)로의 RF 전기적 길이의 등화를 위해, 부품(A)에서 리세스가 사용된다. 형태 및 크기는, 디바이스가 충족시켜야 하는 전기적 파라미터들에 의해 미리정의된다.
편평한 고상 금속 플레이트 형태의 임피던스 변환 부품(B)은, 특히 둥근 모서리들을 갖는 직사각형의 형상을 갖는다. 이 임피던스 변환 부품(B)은 커넥터(3)와 전기적으로 그리고 기계적으로 직접 연결된다. 케이싱(4)의 반대 측에는, 특히, 플레이트에 대해 노즈(nose)로서 형상화된 고상 금속 브릿지의 형태로, 전력 결합 또는 분배 부품(A)에 대한 전기적 및 기계적 연결이 포함된다. 리세스(5)를 갖는 직사각형 고상 금속 플레이트 형태의 전력 결합 또는 분배 부품(A)이 전기적으로 그리고 기계적으로 커넥터들(1)에 직접 연결되어, 부하들처럼 외부 디바이스들에 전기적으로 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 유체 냉각 디바이스, 특히 물 냉각 디바이스는 본 발명에 따른 디바이스에 또는 그 내부에 포함될 수 있다. 냉각 디바이스 또는 조립체는, 펌프(pump)와 같은 외부 디바이스로부터 나오는 물 또는 에어와 같은 냉각 유체에 대한 주입구(7)를 포함한다. 박스 형상의 케이싱(4)에 있는 주입구(7)는 홀(hole)의 형태이고, 그리고 케이싱(4) 내의 파이프(pipe)(6)에 유체 밀봉되게 연결된다.
파이프(6)는, 디바이스 내에서 자신을 기계적으로 안정화시키기 위해, 파이프 지지부(7)를 이용하여 케이싱(4)에 고정된다. 주입구(7)에 대한 파이프(6)의 반대 측에서, 파이프(6)는 리세스(5)를 갖는 전력 결합 또는 분배 부품(A)의 플레이트에 연결된다. 플레이트 유체 채널(channel)들 내에는, 단순성을 위해 도면에 도시되지 않은 냉각 유체가 제공된다. 파이프(6)로부터 나오는 유체는 이 채널들을 통해 흐를 수 있고, 그리고 플레이트로부터의 열을 수집할 수 있다. 반대 측에서, 지지부(8)의 도움으로 케이싱(4)에 고정된 제2 파이프(6)가 제공되어, 폐열을 갖는 냉각 유체가 케이싱(4)에 있는 홀 형태의 배출구(7)로 수송된다. 냉각 유체는 전력 결합 또는 분배 부품(A)으로부터 본 발명에 따른 디바이스의 밖으로 열을 전달한다.
도 3에서, 단지 예로서 하나의 가능한 실시예가 도시된다. 냉각 디바이스는 부가의 부품들을 포함할 수 있거나, 또는 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 파이프들(6)을 케이싱(4)에 기계적으로 고정시키기 위한 지지부들(8)은, 디바이스 내의 RF 전력에 영향을 끼치지 않도록, 다른 위치에 있을 수 있다. 또한, 상이한 개수의, 그리고/또는 상이한 형태의 지지부들(8)이 사용될 수 있다. 냉각 유체 주입구들/배출구들은, 전기 부품들을 간섭하지 않도록, 케이싱(4) 내에서 다른 위치들에 배열될 수 있다. 냉각 디바이스 부품들에 대해 상이한 재료들이 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 디바이스 내의 RF 전력에 영향을 끼치지 않도록, 플라스틱(plastic) 재료가 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 임피던스 변환 부품(B)은, 본 발명에 따른 디바이스의 사용 시, 애플리케이션 및 전력, 뿐만 아니라 주파수에 따라, 상이한 형상들을 가질 수 있다. 임피던스 변환 부품(B)은 협대역 또는 광대역 주파수 소자일 수 있다. 그것은 RF 전력의 리플렉션을 감소시키기 위한 RF 매칭 소자이다.
도 4에서, 단지 예로서 두 개의 실시예들이 도시된다. 도 4의 I)에서, 계단형의 형상의 임피던스 변환 부품(B)이 도시된다. 도 4의 Ⅱ)에서, 테이퍼형의 형상의 임피던스 변환 부품(B)이 도시된다. 임피던스 변환 부품(B)은 양쪽 예들 모두에서 편평한 고상 플레이트의 형태인데, 단지 계단형 또는 테이퍼형 형태의 베이스(base) 영역을 갖는다. 도 4의 Ⅱ)의 실시예에 도시된 바와 같이, 임피던스 변환 부품(B)은 전력 결합 또는 분배 부품(A)에 직접 합쳐질 수 있는데, 예컨대, 중간에 노즈 없이, 전력 결합 또는 분배 부품(A)의 하나의 전체 면을 따라서 직접 연결될 수 있다. 아마도, 다른 연결들이 역시 이루어지는데, 예컨대, 전력 결합 또는 분배 부품(A)과 임피던스 변환 부품(B)이 일체형(one piece)으로 만들어진다.
상이한 커넥터들(1 및 3)이 사용될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 전기 신호들의 입출력을 위해 동축 커넥터들(1 및 3)이 사용된다. 예컨대, 50 오옴 동축 커넥터들이 사용될 수 있다. 도 5에서, 커넥터(1)로서 마이크로스트립 라인(9)을 갖고 커넥터(3)로서 직사각형 도파관(10)을 갖는 실시예가 도시된다. 추가로, 단순성을 위해 도면에 도시되지 않은 커넥터들, 예컨대, 원형 도파관 커넥터들이 입력 및/또는 출력 신호들에 대해 사용될 수 있다. 커넥터들(1)은 도 1에 도시된 것처럼 케이싱(4)의 일 측을 따르는 행으로 배열될 수 있다. 애플리케이션 및 필요한 입력들/출력들의 개수, 뿐만 아니라 디바이스의 크기에 따라, 다른 어레인지먼트들이 가능하다. 예컨대, 특히, 케이싱(4)의 상이한 면들에서, 서로의 옆에 있는 또는 서로의 위에 있는 또는 행들, 구부러진 라인들, 스택(stack)들 등의 평행한 행들의 커넥터들(1)이 사용될 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 편평한 중심 전도체(2)는 박스 형상의 케이싱(4)의 접지 평면에 평행하게 배열된다. 케이싱(4)의 필요한 콤팩트함 및 형태에 따라, 다른 형태들의 중심 전도체(2)가 사용될 수 있다. 박스 형상의 케이싱(4)은 전기 전도성일 수 있다. 외면 전도체(4), 뿐만 아니라 본 발명에 따른 디바이스의 다른 부품들이 금속 시트(sheet)로, 특히, 구리, 알루미늄, 또는 구리로 도금된 강철로 만들어질 수 있다. 외면(4) 및 내면(2) 전도체들은, 특히, 거리 피스들, 격리 층들 및/또는 에어 갭들에 의해, 전기적으로 분리될 수 있다.
위에서 설명된 특징들은 단독으로 또는 결합하여 사용될 수 있고, 그리고 최신 기술분야로부터 알려진 실시예들과 결합하여 사용될 수 있다. 금 또는 은과 같은 금속들, 반도체들, 또는 전도성 폴리머들과 같은 다른 재료들이, RF-전력용 커넥터들(1), 중심 전도체(2), RF-전력용 커넥터(3), 및 박스 형상의 케이싱(4) 형태의 외면 전도체와 같은 소자들 전부에 대해 사용될 수 있다. 소자들은 동일한 또는 상이한 재료들로 만들어질 수 있다.
박스(4)는 직평행 육면체의 형태, 평행육면체, 또는 평탄화된 코너스(conus)와 같은 다른 형태들을 가질 수 있다. 단순성을 위해 도면에 도시되지 않은 소자들이, 부품들을 함께 고정시키고 배열시키기 위해 있을 수 있다. 디바이스들은, 랙에 용이하게 배열되도록 하는 외부 형상을 가질 수 있다. 전자 애플리케이션들에서는, 19-인치 랙들이 흔하다.
본 발명에 따른 디바이스의 장점들은, 특히, 이 디바이스의 콤팩트함, 낮은 전기적 손실들을 갖는 RF 전력 전달의 고효율, 및/또는 사용 시 낮은 폐열 생성이다.
1
커넥터
2 중심 전도체
3 커넥터
4 외면 전도체로서의 박스 형상의 케이싱
5 리세스
6 유체 파이프
7 냉각 유체 주입구/배출구
8 파이프 지지부
9 마이크로스트립 라인 커넥터
10 직사각형 도파관 커넥터
RF 라디오-주파수
A 전력 결합 또는 분배 부품
B 임피던스 변환 부품
2 중심 전도체
3 커넥터
4 외면 전도체로서의 박스 형상의 케이싱
5 리세스
6 유체 파이프
7 냉각 유체 주입구/배출구
8 파이프 지지부
9 마이크로스트립 라인 커넥터
10 직사각형 도파관 커넥터
RF 라디오-주파수
A 전력 결합 또는 분배 부품
B 임피던스 변환 부품
Claims (15)
- 라디오-주파수(RF; radio-frequency) 전력 커플링(coupling)을 위한 디바이스(device), 특히, 전력 결합기 및/또는 분배기로서,
외면 전도체로서의 박스(box) 형상의 케이싱(casing)(4), 및
RF-전력의 입출력을 위한 커넥터(connector)들(1, 3)
을 포함하고,
상기 커넥터들(1, 3)은 적어도 하나의 중심 전도체(2)에 전기적으로 연결되며,
상기 커넥터들(1, 3)과 상기 적어도 하나의 중심 전도체(2) 사이의 전기적 연결은 직접적인 전기적 및 기계적 연결인,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 전력 결합 또는 분배 부품(part)(A), 및 적어도 하나의 임피던스(impedance) 변환 부품(B)이 포함되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
상기 임피던스 변환 부품(B)은 협대역 또는 광대역 주파수 소자, 특히, RF 전력의 리플렉션(reflection)을 감소시키기 위한 RF 매칭(matching) 소자인,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 임피던스 변환 부품(B)은 외부의 계단형, 테이퍼형(tapered) 또는 이항(binomial) 형상을 갖는 전기적 전도 라인(line)인,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 전력 결합 또는 분배 부품(A), 및 적어도 하나의 임피던스 변환 부품(B)은, 직접적으로 또는 특히 바(bar) 형태의 전기 전도성 브릿지(bridge)를 통해, 전기적으로 그리고 기계적으로 서로 연결되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
출력/입력 커넥터(1, 3)로부터 입력/출력 커넥터(1, 3)로의 RF 전기적 길이의 등화를 위한 리세스(recess)(5)가 특히 상기 전력 결합 또는 분배 부품(A) 내에 포함되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박스 형상의 케이싱은, 특히, 실질적으로 19-인치(inch) 랙(rack) 부품의 치수를 갖고 그리고/또는 482.6 ㎜의 모듈 전면 패널 폭(module front panel wide)을 갖는 평행육면체, 특히, 직평행 육면체인,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
부품들, 특히, 부품들 전부는 고상 금속편(solid metal piece)들로 만들어지고, 상기 고상 금속편들은 특히 구리, 알루미늄(aluminum), 및/또는 구리 코팅부(coating)를 갖는 강철로 구성되거나 또는 이를 포함하는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스로부터 환경으로 열을 전달하기 위해, 적어도 하나의 유체 냉각 디바이스, 특히, 물 냉각 디바이스가 포함되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 동축, 및/또는 하나의 마이크로스트립(microstrip) 라인, 및/또는 적어도 하나의 직사각형 도파관, 및/또는 적어도 하나의 원형 도파관 커넥터(1, 3), 특히, 상기 디바이스의 일 측에 다수의 50 오옴(Ohm) 동축 커넥터들 그리고 다른 일 측에 단일 50 오옴 커넥터가 포함되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중심 전도체(2)는 특히 상기 박스 형상의 케이싱(4)의 접지 평면에 평행하게 배열되는 편평한 플레이트(plate)의 형태이고, 특히 중간에 격리 스페이서(spacer)들이 있는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스. - 라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스, 특히, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 사용하는 방법으로서,
RF-전력의 입출력을 위한 커넥터들(1, 3)이 전기적으로 그리고/또는 기계적으로 적어도 하나의 중심 전도체(2)에 직접 연결되고, 상기 적어도 하나의 중심 전도체(2)는 외면 전도체로서의 박스 형상의 케이싱(4)에 배열되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스를 사용하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
RF 등화를 위해, 출력/입력 커넥터(1, 3)로부터 입력/출력 커넥터(1, 3)로의 전기적 길이는 상기 적어도 하나의 중심 전도체(2) 내에, 특히, 상기 디바이스의 전력 결합 또는 분배 부품(A) 내에 리세스(5)를 배열함으로써 조정되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스를 사용하는 방법. - 제 12 항에 있어서,
리세스(5)의 형태, 크기, 및/또는 위치는 출력/입력 커넥터(1, 3)로부터 입력/출력 커넥터(1, 3)로의 미리정의된 전기적 길이에 따라 선택되는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스를 사용하는 방법. - 제 12 항 또는 제 14 항에 있어서,
특히, 19-인치 랙들에서, 서로 옆에 있는 그리고/또는 하나가 다른 하나의 위에 있는, 박스 형상의 디바이스들의 적층을 포함하는,
라디오-주파수(RF) 전력 커플링을 위한 디바이스를 사용하는 방법.
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