KR20170050009A - 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기 - Google Patents

광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기 Download PDF

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KR20170050009A
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waveguide
coupler
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high power
coaxial waveguide
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한재은
최오룡
도희진
장효재
김종원
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기초과학연구원
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    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers

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Abstract

본 발명은 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기를 공개한다. 이 장치는 소정의 직경을 가진 중공의 내부 관; 상기 내부 관의 직경보다 큰 직경을 가지고, 상부에 상호 이격되어 위치하는 제1 및 제2 홀을 구비하며, 상기 내부 관과 동축형인 중공의 외부 관; 상기 제1 홀을 관통하여 장착되어 순방향 RF 진행파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제1 커패시티브 커플러; 및 상기 제2 홀을 관통하여 장착되어 역방향 RF 반사파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제2 커패시티브 커플러;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 순방향의 RF 진행파 및 역방향의 RF 반사파 모두를 측정할 수 있고, 고출력 환경에서도 도파관의 공기 중 절연파괴 현상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 하나의 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 나머지 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되어 격리도가 향상된다.

Description

광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기{A dual directional coupler for wideband high power coaxial waveguide}
본 발명은 고출력 도파관용 결합기에 관한 것으로서, 특히 전송되는 RF 파워와 반사되는 RF 파워를 양방향 측정 가능하고, 동축 구조로 형성되어 고출력으로 인한 도파관의 정전 파괴를 방지할 수 있는 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 관한 것이다.
일반적으로 도파관은 중공(中空)의 금속관으로 이루어진 전송로로서, 단면 형상은 구형, 또는 원형이 일반적이고, 그 소재는 베릴륨 동 등의 도체로 구성된다.
도파관은 평행 2선이나 동축 케이블에 비해 손실(저항손, 방사손, 유전손)이 훨씬 적고, 같은 치수의 동축 케이블보다 훨씬 큰 전력을 보낼 수 있다.
도파관은 일종의 고역 필터로, 관내모드는 일정한 차단 파장을 가지며, 그보다 긴 파장의 전파는 통과시키지 않는다.
즉, 도파관은 도체 하나의 금속관 내에 전자기파를 유기시켜서 그 구조와 차원(dimension)에 의해 결정되는 특정 모드에 에너지를 실어 원하는 곳까지 신호를 전송한다.
그런데, 전송 라인에 비해 높은 전력을 전송할 수 있다는 장점이 있지만 자체 크기가 크다는 단점이 있고, 이러한 자체 크기에 의해 차단 주파수(cutoff frequency)가 정해지며, 차단 주파수 이하의 파워는 전송시킬 수 없는 한계가 있다.
이와 같은 한계를 극복하기 위하여 도파관 자체의 크기를 줄이기 위하여 많은 연구들이 진행되었으나, RF 파워 전원으로부터의 고출력 RF 파워로 인한 절연 파괴(dielectric break down) 현상이 발생할 가능성이 있어 도파관 자체의 크기를 무한정 작게 할 수도 없는 실정이었다.
여기에서, 절연 파괴 현상이란 절연체에 가하는 전압을 차츰 증가시키면 어떤 값 이상의 고전압에서 갑자기 도전성이 증가하는 현상을 의미한다.
따라서, 본 발명자는 고출력 및 저주파수의 전송되는 RF 파워와 반사되는 RF 파워를 양방향 측정할 수 있는 도파관에 대한 이론적 연구와 전산 시뮬레이션으로 검증하고, 최종적 실험을 통하여 확인함으로써 공기 중 절연 파괴 없이 RF 파워 전원으로부터 RF 파워를 손실없이 전송하고, 격리도가 향상된 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기를 착안하기에 이르렀다.
JP 2574926 B2
본 발명의 목적은 도파관 상부에 상호 이격되어 장착되는 2개의 커패시티브 커플러를 통하여 전송되는 RF 파워와 반사되는 RF 파워를 양방향 측정하고, 동축 구조를 형성하여 고출력으로 인한 도파관의 정전 파괴를 방지할 수 있는 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기는 소정의 직경을 가진 중공의 내부 관; 상기 내부 관의 직경보다 큰 직경을 가지고, 상부에 상호 이격되어 위치하는 제1 및 제2 홀을 구비하며, 상기 내부 관과 동축형인 중공의 외부 관; 상기 제1 홀을 관통하여 장착되어 순방향 RF 진행파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제1 커패시티브 커플러; 및 상기 제2 홀을 관통하여 장착되어 역방향 RF 반사파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제2 커패시티브 커플러;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기는 상기 내부 관 및 상기 외부 관은 단면이 원형인 파이프 형태의 도체관인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 상기 도체관은 베릴륨 동 재질인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 상기 도파관은 상기 내부 관 및 상기 외부 관의 반경의 비를 조절하여 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 임피던스는 수학식
Figure pat00001
에 의해 조절되고, 상기 ε는 상기 도파관의 유전율, 상기 μ는 상기 도파관의 투자율, 상기 a는 상기 내부 관의 직경, 상기 b는 상기 외부 관의 직경인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 상기 임피던스는 40 내지 60 ohm인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 상기 도파관은 20 kW 연속파의 RF 파워를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기는 상기 순방향 RF 진행파의 경우, 상기 제1 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 상기 제2 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 상기 내부 관에서 계측되는 전기장 세기의 최대값은 700 내지 900 V/m인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기는 소정의 직경을 가진 중공의 내부 관; 상기 내부 관의 직경보다 큰 직경을 가지고, 상부에 상호 이격되어 위치하는 제1 및 제2 홀을 구비하며, 상기 내부 관과 동축형인 중공의 외부 관; 상기 제1 홀을 관통하여 장착되어 순방향 RF 진행파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제1 커패시티브 커플러; 및 상기 제2 홀을 관통하여 장착되어 역방향 RF 반사파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제2 커패시티브 커플러;를 구비하고, 상기 순방향 RF 진행파의 경우, 상기 제1 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 상기 제2 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명에 의할 경우, 순방향의 RF 진행파 및 역방향의 RF 반사파 모두를 측정할 수 있고, 고출력 환경에서도 도파관의 공기 중 절연파괴 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 하나의 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 나머지 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되어 격리도가 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 평면도(A), 정면도(B), 우측면도(C)이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 실제 사진이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기 내 제1 커패시티브 커플러의 실제 사진이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 내부 관(110)의 상부(U) 및 하부(D)에서의 전기장 세기 특성을 시뮬레이션한 결과를 색상으로 구분하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 내부 관(110)의 상부(U) 및 하부(D)에서의 전기장 세기 특성의 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 대하여 커플링시 전송 계수(S-parameter) 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 6에 도시된 커플링시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과를 도 5의 시뮬레이션 결과와 비교한 표이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 대하여 격리(isolation)시 전송 계수(S-parameter) 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 8에 도시된 격리(isolation)시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과를 도 5의 시뮬레이션 결과와 비교한 표이다.
도 10은 도 7에 도시된 커플링시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과 및 시뮬레이션 결과와 도 9에 도시된 격리(isolation)시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과의 차이인 방향성(directivity)에 대한 표이다.
도 11은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 대하여 풀 파워(full power) 인가시 전송 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부재", "부", "기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 평면도(A), 정면도(B), 우측면도(C)로서, 내부 관(110), 외부 관(120) 및 제1 및 제2 커패시티브 커플러를 구비한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 실제 사진이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기 내 제1 커패시티브 커플러의 실제 사진이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기(110)의 각 구성요소의 구조 및 기능을 설명하면 다음과 같다.
내부 관(110)은 소정의 직경을 가진 단면이 원형인 파이프 형태의 중공의 도체관으로서, 소재는 베릴륨 동(Beryllium Copper) 등의 도체로 구성된다.
외부 관(120)은 내부 관(110)의 직경보다 큰 직경을 가지고, 중심축이 내부 관(110)과 동일한 동축형이며, 단면이 원형인 파이프 형태의 중공의 도체관으로서, 상부에 상호 이격되어 위치하는 제1 및 제2 홀(122, 124)을 구비하고, 마찬가지로 소재는 베릴륨 동 등의 도체로 구성된다.
제1 커패시티브 커플러(130)는 도파관 상부에서 외부 관(120)의 제1 홀(122)을 관통하여 장착되어 순방향(forward) RF 진행파의 RF 파워 커플링 출력을 계측한다.
제2 커패시티브 커플러(140)는 도파관 상부에서 외부 관(120)의 제2 홀(124)을 관통하여 장착되어 역방향(reverse) RF 반사파의 RF 파워 커플링 출력을 계측한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 도파관은 20 kW 수준의 RF 파워가 도파관의 입구쪽으로 유입되면, 도파관(120) 내에서 전력의 손실없이 출구까지 전달할 수 있도록 동축형으로 제작된다.
만일, 도파관의 단면이 직사각형인 경우에는 350 MHz의 동작 주파수를 가지는 RF 파워가 통과하기 위해서 전계 모드의 최저 모드(Lowest mode)인 TE(transverse electric) 10 모드에서 가로의 최소 길이가 약 50cm 이어야 하고, 80 MHz의 동작 주파수를 가지는 RF 파워가 통과하기 위해서는 가로의 최소 길이가 약 2 m 가량이 되어야 한다.
또한, 도파관의 단면이 단순 원형인 경우에는 350 MHz의 동작 주파수를 가지는 RF 파워가 통과하기 위해서 전계 모드의 최저 모드(Lowest mode)인 TE(transverse electric) 11 모드에서 반경의 최소 길이가 약 25 cm 이어야 하고, 80 MHz의 동작 주파수를 가지는 RF 파워가 통과하기 위해서는 반경의 최소 길이가 약 1 m 가량이 되어야 한다.
이는 고출력으로 인한 도파관의 절연파괴(break down) 현상을 방지하기 위한 것으로서, 도파관의 크기가 소정의 최소값을 가져야 하는 한계 때문이다.
하지만, 본 발명의 도파관처럼 단면이 동축형인 경우에는 TEM(transverse electric and magnetic field) 모드를 사용하기 때문에 컷 오프(cutoff) 주파수가 없으므로, 모든 주파수를 전송시킬 수 있다.
또한, 도파관의 단면이 동축형인 구조는 다음과 같은 수학식에 따라 내부 관(110) 및 외부 관(120)의 반경의 비를 조절하여 임피던스를 조절할 수 있다.
Figure pat00002
여기에서, ε는 도파관의 유전율, μ는 도파관의 투자율, a는 내부 관(110)의 직경, b는 외부 관(120)의 직경을 나타낸다.
본 발명의 도파관은 350 MHz 이하의 주파수를 가지며, 20 kW 연속파(Continuous Wave, CW)의 RF 파워를 전송하는데 있어서, 전송되는 RF 파워와 반사되는 RF 파워를 측정하기 위해서 양방향성 결합기를 구비한다.
이와 같은 양방향성 결합기는 정전 파괴를 피하고, 350 MHz 이하의 주파수를 전송시킬 수 있는 동축 구조로 되어 있으며, RF 파워 전송시 생성되는 전기장과 커플링하여 낮은 RF 파워를 커플링 출력하여 계측하는 구조로 되어 있다.
이때, 커플링 출력 비율은 측정용 계측 장비가 허용하는 출력으로 설정되고, 순방향(forward)의 RF 진행파 및 역방향(reverse)의 RF 반사파 모두를 측정하기 위해 양방향성을 가진다.
즉, 도 1(A)에서 보는 바와 같이, 제1 및 제2 커패시티브 커플러의 간격을 조절하여, 왼쪽에서 오른쪽으로 진행하는 파(W1)와 오른쪽에서 왼쪽으로 진행하는 파(W2) 모두를 측정할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 커패시티브 커플러는 RF의 전기장과 커플링하고, RF 파워 전원의 출력 임피던스는 40 내지 60 ohm, 바람직하게는 50 ohm을 유지한다.
한편, 내부 관(110) 및 외부 관(120)의 RF 접촉(contact) 가능성을 높이기 위하여, 내부 관(110) 및 외부 관(120)의 재질을 베릴륨 동(Beryllium Copper)을 사용하여 탄성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기의 내부 관(110)의 상부(U) 및 하부(D)에서의 전기장 세기 특성을 시뮬레이션한 결과를 색상으로 구분하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 내부 관(110)의 상부(U) 및 하부(D)에서의 전기장 세기 특성의 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 통상적인 전자기적 해석 도구(electromagnetic simulation tool)를 이용하여 1 W, 325 MHz 기준 RF 파워 전송용 동축 도파관의 내부 관(110)의 상부(U) 및 하부(D)에서의 전기장 세기를 시뮬레이션하여 도파관 길이에 따른 전기장 세기를 나타내었다.
즉, 도 4에서 보는 바와 같이, RF가 왼쪽에서 오른쪽으로 전송되었을 때, 제1 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되고, 제2 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 거의 안되는 것을 알 수 있다.
또한, 도 5에서 보는 바와 같이, 내부 관(110)의 상부(U) 및 하부(D)에서 전기장 세기가 모두 700 내지 900 V/m, 바람직하게는 800V/m 이하로 형성되는 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 도파관이 고출력 환경에서도 공기 중 절연파괴(break down) 현상에 안전하다는 것을 의미한다.
도 6은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 대하여 커플링시 전송 계수(S-parameter) 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 6에 도시된 커플링시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과를 도 5의 시뮬레이션 결과와 비교한 표이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 대하여 격리(isolation)시 전송 계수(S-parameter) 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 도 8에 도시된 격리(isolation)시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과를 도 5의 시뮬레이션 결과와 비교한 표이다.
도 10은 도 7에 도시된 커플링시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과 및 시뮬레이션 결과와 도 9에 도시된 격리(isolation)시 전송 계수 특성의 실제로 측정한 결과의 차이인 방향성(directivity)에 대한 표이다.
도 11은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기에 대하여 풀 파워(full power) 인가시 전송 특성을 실제로 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 동작 주파수가 81.25 MHz, 162.5 MHz, 325 MHz 에서 커플링시 전송 계수 특성 실측 결과는 도 5에 도시된 바와 같은 전자기적 해석 도구에 의한 특성과 매우 유사함을 알 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9를 참조하면, 동작 주파수가 81.25 MHz, 162.5 MHz, 325 MHz 에서 격리(isolation)시 전송 계수 특성 실측 결과 역시 도 5에 도시된 바와 같은 전자기적 해석 도구에 의한 특성과 매우 유사함을 알 수 있다.
특히, 제1 커패시티브 커플러에서 커플링하였으면, 제2 커패시티브 커플러에서는 거의 커플링이 되지 않고 격리되어야 하는데, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 격리(isolation)시 제2 커패시티브 커플러에서 측정한 coupling 값은 제1 커패시티브 커플러에서 측정한 커플링 값보다 -20 dB (1%) 작게 나오는 것이 관찰되는바, 격리도가 향상됨을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 도파관 상부에 상호 이격되어 장착되는 2개의 커패시티브 커플러를 통하여 전송되는 RF 파워와 반사되는 RF 파워를 양방향 측정하고, 동축 구조로 형성되어 고출력으로 인한 도파관의 정전 파괴를 방지할 수 있는 광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기를 제공한다.
이를 통하여, 순방향의 RF 진행파 및 역방향의 RF 반사파 모두를 측정할 수 있고, 고출력 환경에서도 도파관의 공기 중 절연파괴 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 하나의 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 나머지 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되어 격리도가 향상된다.
이상, 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 내부 관
120: 외부 관
122: 제1 홀
124: 제2 홀
130: 제1 커패시티브 커플러
140: 제2 커패시티브 커플러

Claims (10)

  1. 소정의 직경을 가진 중공의 내부 관;
    상기 내부 관의 직경보다 큰 직경을 가지고, 상부에 상호 이격되어 위치하는 제1 및 제2 홀을 구비하며, 상기 내부 관과 동축형인 중공의 외부 관;
    상기 제1 홀을 관통하여 장착되어 순방향 RF 진행파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제1 커패시티브 커플러; 및
    상기 제2 홀을 관통하여 장착되어 역방향 RF 반사파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제2 커패시티브 커플러;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 관 및 상기 외부 관은
    단면이 원형인 파이프 형태의 도체관인 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도체관은
    베릴륨 동 재질인 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도파관은
    상기 내부 관 및 상기 외부 관의 반경의 비를 조절하여 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임피던스는
    수학식
    Figure pat00003
    에 의해 조절되고, 상기 ε는 상기 도파관의 유전율, 상기 μ는 상기 도파관의 투자율, 상기 a는 상기 내부 관의 직경, 상기 b는 상기 외부 관의 직경인 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 임피던스는
    40 내지 60 ohm인 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도파관은
    20 kW 연속파의 RF 파워를 전송하는 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 순방향 RF 진행파의 경우,
    상기 제1 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 상기 제2 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되는 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 관에서 계측되는 전기장 세기의 최대값은
    700 내지 900 V/m인 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
  10. 소정의 직경을 가진 중공의 내부 관;
    상기 내부 관의 직경보다 큰 직경을 가지고, 상부에 상호 이격되어 위치하는 제1 및 제2 홀을 구비하며, 상기 내부 관과 동축형인 중공의 외부 관;
    상기 제1 홀을 관통하여 장착되어 순방향 RF 진행파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제1 커패시티브 커플러; 및
    상기 제2 홀을 관통하여 장착되어 역방향 RF 반사파의 RF 파워 커플링 출력을 계측하는 제2 커패시티브 커플러;
    를 구비하고,
    상기 순방향 RF 진행파의 경우,
    상기 제1 커패시티브 커플러에서만 커플링 출력이 되고, 상기 제2 커패시티브 커플러에서는 커플링 출력이 되지 않고 격리되는 것을 특징으로 하는,
    광대역 고출력 동축 도파관용 양방향성 결합기.
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CN107331931A (zh) * 2017-09-04 2017-11-07 江苏贝孚德通讯科技股份有限公司 一种波导探针耦合器
CN111029704A (zh) * 2019-12-17 2020-04-17 电子科技大学 一种紧凑型波导双向耦合器
KR20230071284A (ko) 2021-11-16 2023-05-23 (주)에드모텍 가변 부하를 가진 이중 방향성 결합기

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