KR20190143704A - 펄스 압축기 및 이를 포함하는 펄스 압축 시스템 - Google Patents

펄스 압축기 및 이를 포함하는 펄스 압축 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 펄스 압축 시스템은, 입력 포트에 입력된 임펄스 신호를 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산되어 출력 포트에서 임펄스 응답 신호를 출력하고, 상기 임펄스 응답 신호를 시간-역전하여 상기 입력 포트에 다시 입력받아 상기 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산을 무효화하여 집속된 펄스 신호를 상기 출력 포트에서 출력하는 펄스 압축기; 및 상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호를 상기 입력 포트에 입력할 때, 1-비트 양자화 신호로 변환하여 제공하는 1-비트 아날로그-디지털 컨버터;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 시간-역전 기반의 초광대역의 짧은 펄스를 발생시키는 펄스 압축기를 모듈 구성으로 제공함으로써, 필요에 따라 결합 또는 분리 가능하도록 설계하여 다양한 크기 및 피크 전력이득 값을 제공할 수 있다.

Description

펄스 압축기 및 이를 포함하는 펄스 압축 시스템{PULSE COMPRESSION SYSTEM AND COMPRISING A PULSE COMPRESSOR}
본 발명은 펄스 압축기 및 이를 포함하는 펄스 압축 시스템에 관한 것으로, 특히 시간-역전 기반의 초광대역의 짧은 펄스를 발생시키는 펄스 압축기를 모듈 구성으로 제공함으로써, 필요에 따라 결합 또는 분리 가능하도록 설계하여 다양한 크기 및 피크 전력이득 값을 제공할 수 있는 펄스 압축기 및 이를 포함하는 펄스 압축 시스템에 관한 것이다.
종래의 펄스 압축 기술은 크게 능동 펄스 압축과 수동 펄스 압축으로 구분할 수 있다. 능동 펄스 압축기는 공명하는 캐비티(cavity)에서 생기는 협대역 초고주파 에너지가 저장되어 있을 때, 내장된 스위치가 갑작스럽게 고유모드를 바꾸면 Q-스위칭(switching)이 일어나며 짧고 높은 피크 전력의 펄스가 방출되게 한다.
반면에 수동 펄스 압축기는 분산(dispersive) 도파관 구조를 사용하며, 역분산에 대한 정보를 가지고 있는 입력(input) 펄스를 사용하여 도파관에서의 분산을 무효화하여 기존의 분산된 입력 펄스의 피크를 한 시점에 집중시켜 짧고 높은 피크전력을 갖는 짧은 펄스(short pulse)로 변환한다. 이러한 펄스 압축의 방식은 사용하고자 하는 펄스폭(pulsewidth), 전력 크기(power level), 피크 전력 이득 (peak power gain), 주파수 등에 맞추어 선택할 수 있다.
최근에 시간 역전(Time-Reversal ;TR)기술을 이용하여 초광대역 펄스를 발생시키는 수동 펄스 압축이 제시되었다. TR기반의 펄스 압축은 두 개의 포트를 가진 잔향 캐비티(cavity)에서 일어나는 다중 반사로 인해 시간-분산(time-spread)되며 천천히 감소하는 임펄스 응답을 시간 역전시켜 얻은 신호를 입력신호로 사용하여, 출력 포트(output port)에서 시간-분산을 무효화함으로서 집속된 높은 피크를 가진 짧은 펄스가 생성되게 한다. 즉, 초고주파(microwave) 펄스 압축(pulse compression)은 낮은 진폭의 긴 펄스를 높은 피크(peak)의 짧은 펄스로 변환하는 기술이다.
또한,1-비트 양자화(one-bit quantization)을 적용하여 입력 에너지를 최대화 시켜 입력과 출력간의 피크 전력이득을 향상시킬 수 있다.
이러한 펄스 압축 기술은 입력에 사용되는 제한적인 피크 전력에 비해 출력에서 상당히 높은 피크 전력을 생성할 수 있다는 장점이 있다. 그렇기 때문에 펄스 압축은 입자가속기, 레이더 등 다양한 곳에 사용되어져 왔다.
그러나, 이러한 시간-역전(Time-Reversal ;TR)을 이용한 수동 펄스 압축기는 전압 이득을 낼 수 있기는 하지만 사이즈가 상당히 크기 때문에 활용범위의 한계가 존재하는 문제점이 있다.
미국공개특허 US 2017/0257084A 호
본 발명은 시간-역전 기반의 초광대역의 짧은 펄스를 발생시키는 펄스 압축기를 모듈 구성으로 제공함으로써, 필요에 따라 결합 또는 분리 가능하도록 설계하여 다양한 크기 및 피크 전력이득 값을 제공할 수 있는 펄스 압축기 및 이를 포함하는 펄스 압축 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 압축 시스템은, 입력 포트에 입력된 임펄스 신호를 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산되어 출력 포트에서 임펄스 응답 신호를 출력하고, 상기 임펄스 응답 신호를 시간-역전하여 상기 입력 포트에 다시 입력받아 상기 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산을 무효화하여 집속된 펄스 신호를 상기 출력 포트에서 출력하는 펄스 압축기; 및 상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호를 상기 입력 포트에 입력할 때, 1-비트 양자화 신호로 변환하여 제공하는 1-비트 아날로그-디지털 컨버터;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 1-비트 아날로그-디지털 컨버터에서 변환하여 제공하는 1-비트 양자화 신호를 증폭하여 상기 펄스 압축기에 출력하는 증폭기를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 1-비트 아날로그-디지털 컨버터는, 상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호에서 0 보다 큰 값을 1, 0 보다 작은 값은 -1 로 1-비트 양자화 신호로 변환하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 펄스 압축기에 입력되는 임펄스 신호는 초광대역의 펄스폭이 짧은 신호인 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 펄스 압축기는, 소정 크기의 잔향 캐비티를 갖는 단위 모듈로 구성하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 펄스 압축기는, 상기 집속된 펄스 신호의 피크 전력 이득값에 대응하여 상기 단위 모듈을 적어도 하나 이상으로 결합 또는 분리하도록 구성하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 단위 모듈의 일 모서리부를 절단된 구조로 형성하여 잔향 캐비티 내부의 임의의 점에서 전파 집속이 가능한 점에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 압축기는, 소정 길이 및 소정 폭을 갖는 평판형의 사방 측벽이 막히도록 형성된 잔향 캐비티; 상기 잔향 캐비티 내에 충진된 유전체; 상기 잔향 캐비티의 외부면의 일 영역에 형성된 입력 포트; 및 상기 잔향 캐비티의 외부면의 타 영역에 상기 입력 포트과 대응하도록 형성된 출력 포트;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 잔향 캐비티의 소정 길이 및 소정 폭은 입력되는 신호의 파장 길이 보다 크게 형성하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 펄스 압축기의 잔향 캐비티에 충진된 유전체는 유전율이 높은 유전체로 충진되어 입력되는 신호의 파장을 감소시키는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 잔향 캐비티는 전도성 금속 물질로 형성되는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 의하면, 시간-역전 기반의 초광대역의 짧은 펄스를 발생시키는 펄스 압축기를 모듈 구성으로 제공함으로써, 필요에 따라 결합 또는 분리 가능하도록 설계하여 다양한 크기 및 피크 전력이득 값을 제공할 수 있다.
또한, 잔향 캐비티내에 높은 유전율을 가진 저손실 유전체를 충진하여 작은 사이즈의 캐비티로도 초광대역 짧은 펄스를 집속할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 압축 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 상기 도 1의 펄스 압축 시스템에서 신호 처리를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 압축기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 상기 도 3의 A - A' 를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 펄스 압축기의 단위 모듈의 제1 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 펄스 압축기의 단위 모듈의 제2 실시 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 펄스 압축기의 단위 모듈의 제3 실시 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 펄스 압축 시스템에 의해 출력되는 신호의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 펄스 압축 시스템에 의해 출력되는 신호의 측정한 결과를 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 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 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 압축 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 상기 도 1의 펄스 압축 시스템에서 신호 처리를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 압축 시스템(10)은, 펄스 압축기(100) 및 1-비트 디지털-아날로그 컨버터(200)를 포함하고, 증폭기(300)를 선택적으로 포함하여 구성될 수 있다.
상기 펄스 압축기(100)는초광대역의 펄스폭이 짧은 신호인 임펄스 신호가 입력 포트에 입력되면, 임펄스 신호를 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산되어 출력 포트에서 임펄스 응답 신호를 출력하고, 상기 임펄스 응답 신호를 시간-역전하여 상기 입력 포트에 다시 입력받아 상기 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산을 무효화하여 집속된 펄스 신호를 상기 출력 포트에서 출력하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 펄스 압축기(100)의 시간-역전을 이용하는 원리는짧은 펄스가입력 포트(input)에서보내지면, 짧은 펄스를 보낸 시간동안 잔향 캐비티(cavity) 내부의 반사에 의해 출력(output) 포트에는 시간분산 된 임펄스 응답 신호가 받아지게 된다. 이러한 임펄스 응답 신호에는 시간분산에 대한 정보가 담겨 있으므로, 이를 시간-역전하게 되면 시간-역전된 임펄스 응답 신호(TR 신호)에는 역 시간분산에 대한 정보가 담기게 된다. 그리고 이러한 시간-역전된 임펄스 응답 신호를 다시 입력 포트(input)에서 잔향 캐비티 내부로 보내지면 시간분산이 무효화되며 출력 포트(output)에는 초광대역 짧은 펄스가 집속되어 출력된다.
상기 1-비트 디지털-아날로그 컨버터(1-bit ADC)(200)는 상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호를 상기 입력 포트에 입력할 때, 1-비트 양자화 신호로 변환하여 제공하게 된다. 보다 구체적으로, 1-비트 양자화 과정은 단일 비트로 상기 파형의 진폭을 미리 설정하기 위한 것으로, 상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호를 양자화하여 전체 파형이 균일한 진폭을 제공함으로써 입력 에너지를 최대화하여 입력과 출력간의 피크 전력이득(peak power gain)을 향상시키게 된다. 여기서, 시간-역전된 신호에서 0 보다 큰 값을 1, 0 보다 작은 값은 -1 로 만드는 양자화를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 증폭기(300)는 상기 1-비트 아날로그-디지털 컨버터(200)에서 변환하여 제공하는 1-비트 양자화 신호를 증폭하여 상기 펄스 압축기(100)에 출력하게 된다. 이때, 상기 증폭기(300)는 신호의 증폭이 필요한 경우로 선택적으로 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 펄스 압축기(100)에 대해 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 압축기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 상기 도 3의 A - A' 를 도시한 도면이다.
먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 상기 펄스 압축기(100)는, 소정 길이(D) 및 소정 폭(W)을 갖는 평판형의 사방 측벽이 막히도록 형성된 잔향 캐비티(110), 상기 잔향 캐비티(110) 내에 충진된 유전체(140), 상기 잔향 캐비티(110)의 외부면의 일 영역에 형성된 입력 포트(120) 및 상기 잔향 캐비티(110)의 외부면의 타 영역에 상기 입력 포트(120)과 대응하도록 형성된 출력 포트(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 입력 포트와 출력 포트의 위치는 임의적으로 도시한 것으로 서로 위치가 변경되어 구성될 수 있다.
상기 잔향 캐비티(reverberant cavity)(110)는 적어도 몇 개의 파장이 들어갈 수 있는 캐비티(cavity)의 사이즈가 요구되고, 캐비티의 사이즈는 주어진 대역폭에 대해 최소크기로 형성될 될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 잔향 캐비티는 소정 길이(D) 및 소정 폭(W)을 갖는 평판형으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서,상기 잔향 캐비티의 소정 길이(D) 및 소정 폭(W)은 입력되는 신호의 파장 길이 보다 크게(W·D >λ) 형성하는 것이 바람직하고, 높이(H)(미도시)는 입력되는 파장보다 극히 작게(H <<λ) 형성하여 세미-2D 형태의 캐비티로 구성하여 최적의 잔향 컨디션(신호의 반사 방향)을 확보할 수 있게된다. 예컨대, 상기 잔향 캐비티가 0.58m x 0.32m x 0.04m(W x D x H)의 내부 용적(0.0074㎥)을 갖게 된다면, 1 - 18 ㎓ 의 주파수 범위를 포함하여 적용될 수 있으며, 이는 캐비티 내부 용적에 따라 주파수 범위가 달라지게 되므로 이에 한정되지 않는다. 여기서, 본 발명에서는 초소형 캐비티를 이용하여 초광대역 신호의 피크 전력이득값을 얻을 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 잔향 캐비티(110)는 전도성 금속 물질(예를 들어, 구리)(112)로 측벽을 형성할 수 있다. 즉, 잔향 캐비티의 측벽의 주변 영역을 둘러 싸도록 전도성 금속 물질(112)로 테이핑(taping) 및 도금으로 형성될 수 있다.
상기 잔향 캐비티(110) 내부의 빈 공간에는 높은 유전율을 가진 저손실 유전체로 충진되는 것이 바람직하다. 여기서, 잔향 캐비티내에 충진된 유전체를 통해 입력되는 신호의 파장을 감소시키게 된다.
보다 구체적으로, 높은 유전율을 갖는 유전체를 사용하면, 잔향 캐비티 내부의 파장의 길이가 유전율에 의해 감소하게 되므로 캐비티의 전기적 크기를 유지하되 물리적 크기를 감소시킬 수 있다. 예컨대, 세라믹(ceramic) 또는 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)과 같은 유전율이 높은 물질 등을 사용하여 초소형 캐비티를 구축할 수 있다.
다시 말해, 잔향 캐비티는 일반적으로 공기가 채워진 캐비티로는 초광대역 주파수의 대역폭을 갖는 신호의 집속이 불가능하므로높은 유전율을 갖는 유전체를 통해 파장(λ)을 줄여줌으로써 주어진 대역폭에서 캐비티(cavity)의 물리적 크기를 대폭 축소시키되 잔향조건을 충족시킬 수 있게 된다.
따라서, 원하는 대역폭에서 훨씬 더 작은 사이즈의 캐비티를 사용하면서도 비슷한 피크 전력 이득으로 시간-역전 기반의 초소형 펄스 압축기를 만들 수 있게 된다.
또한, 상기 잔향 캐비티(100)의 일 모서리부(115)를 절단된 구조로 형성하여 잔향 캐비티 내부의 임의의 점에서도 전파 집속을 높일 수 있다. 예컨대, 캐비티의 형상이 직사각형이라면 주파수가 다른 신호가 복수의 짝수 개가 입력된다면(이븐 모드), 규칙적인 반사가 일어나게 되어 측정이 안될 경우가 생기기 때문에 반사의 불규칙성을 갖도록 하여 신호를 출력하도록 한다.여기서, 상기 모서리가 절단된 구조는 캐비티 내에 불규칙성을 갖도록 형성하는 일 예를 도시하였지만 이에 한정하지 않고 전파 집속의 상황에 따라 다양하게 변경하여 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 펄스 압축기의 단위 모듈의 제1 실시 예를 도시한 도면이고, 도 6는 본 발명의 펄스 압축기의 단위 모듈의 제2 실시 예를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 펄스 압축기의 단위 모듈의 제3 실시 예를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 펄스 압축기(100)는 상기 단위 모듈(100, 400, 700)을 적어도 하나 이상으로 결합 또는 분리하도록 구성할 수 있다. 즉, 소정 크기의 잔향 캐비티를 갖는 하나의 단위 모듈(110)로 구성할 수 있고, 2개의 단위 모듈(410, 420)이 결합된 형태로 구성하거나 4개의 단위 모듈(710, 720, 730, 740)이 결합된 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 단위 모듈의 구성은 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다. 예컨대, 하나의 기준이 되는 단위 모듈의 모양 및 크기에 대응하여 결합하고자 하는 단위 모듈들을 평행하게 배치하도록 하고, 모듈 결합시, 결합되는 측벽의 도체를 제거하여 유전체끼리 접합되도록 한다. 또한, 모듈 분리시에는 노출된 측벽에는 도체를 형성하게 된다.이때, 입력 포트(120,440,750) 및 출력 포트(130, 440,760)는 상기 단위 모듈의 일 부분에 각각 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 펄스 압축기(100)의 단위 모듈의 형태는 상기 집속된 펄스 신호의 피크 전력 이득값에 대응하여 구성될 수 있다. 여기서, 단위 모듈을결합하여 구성할수록 전체적인 전기적 사이즈가 증가하기 때문에 전파의 다중경로가 증가하고, 이는 임펄스 응답의 크기도 커지게 되어결과적으로 펄스 집속의 피크 전력이득도 증가하게 된다. 따라서 복수 개의 단위 모듈을결합 또는 분리하여 다양한 사이즈 및 피크 전력이득의 값을 가질 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의높은 유전율을 갖는 저손실 유전체를 초소형 캐비티에 충진하여 이를 이용한 펄스 압축을 하게 되면, 아주 적은 공간을 차지하면서도 원하는 초광대역 짧은 펄스를 발생시킬 수 있다. 또한,캐비티를 구조를 단위 모듈로 구성할 수 있어 적용되는 주파수 신호에 따라 원하는 피크 전력이득을 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 펄스 압축 시스템에 의해 출력되는 신호의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이고, 도 9는 본 발명의 펄스 압축 시스템에 의해 출력되는 신호의 측정한 결과를 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 초소형 캐비티(cavity)를 이용한 펄스 집속을 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 통해 보여주고 있다. 즉, 입력 파워 레벨(Input power level)을 1로 맞추어 주었을 때, 시뮬레이션과 측정의 결과 에서 적어도 10.2dB의 이득(gain)을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 그러므로 이러한 초소형 잔향 캐비티를 이용한 펄스 압축기는 입력 파워(input power)의 10배에 해당하는 높은 피크를 갖는 펄스를 만들어 낼 수 있다. 또한, 긴 신호가 아주 짧은 펄스 신호로 바뀌는 것도 확인할 수 있다. 그리고, 이러한 결과를 통해 초소형 캐비티 및 유전체를 이용하는 펄스 압축기에 의해 초광대역의 짧은 펄스를 만들어 낼 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명은 시간-역전을 기반을 이용한 펄스압축기의캐비티의 최소크기 한계를 극복하여 적은 공간을 차지하는 초소형 펄스 압축기를 구현할 수 있으며, 이러한 초소형 펄스 압축기는 모듈 구조로 제공되어질 수 있다.
이러한, 초소형 펄스 압축기는 작은폼 팩터(form factor)가 요구되는 시스템, 예를 들어,초광대역 레이다(radar), 초광대역 통신(communications), 생체의학(biomedical) 및무선전력전송(WPT) 등의 여러 분야에 폭 넓게 활용될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 펄스 압축기 200: 1-비트 디지털-아날로그 컨버터
300: 증폭기 110 : 잔향 캐비티
120, 130: 입출력 포트 115: 모서리부

Claims (11)

  1. 입력 포트에 입력된 임펄스 신호를 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산되어 출력 포트에서 임펄스 응답 신호를 출력하고,
    상기 임펄스 응답 신호를 시간-역전하여 상기 입력 포트에 다시 입력받아 상기 잔향 캐비티 및 잔향 캐비티에 충진된 유전체를 통해 시간 분산을 무효화하여 집속된 펄스 신호를상기 출력 포트에서 출력하는 펄스 압축기; 및
    상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호를 상기 입력 포트에 입력할 때, 1-비트 양자화 신호로 변환하여 제공하는 1-비트 아날로그-디지털 컨버터;
    를 포함하는 펄스 압축 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1-비트 아날로그-디지털 컨버터에서 변환하여 제공하는1-비트 양자화 신호를 증폭하여 상기 펄스 압축기에 출력하는 증폭기를 더 포함하는 펄스 압축기 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1-비트 아날로그-디지털 컨버터는,
    상기 시간-역전된 임펄스 응답 신호에서 0 보다 큰 값을 1, 0 보다 작은 값은 -1 로 1-비트 양자화 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 펄스 압축 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 압축기에 입력되는 임펄스 신호는 초광대역의 펄스폭이 짧은 신호인 것을 특징으로 하는 펄스 압축 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 압축기는,
    소정 크기의 잔향 캐비티를 갖는 단위 모듈로 구성하는 것을 특징으로 하는 펄스 압축 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 펄스 압축기는,
    상기 집속된 펄스 신호의 피크 전력 이득값에 대응하여 상기 단위 모듈을 적어도 하나 이상으로 결합 또는 분리하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 펄스 압축 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단위 모듈의 일 모서리부를 절단된 구조로 형성하여 잔향 캐비티 내부의 임의의 점에서 전파 집속이 가능한 것을 특징으로 하는 펄스 압축 시스템.
  8. 소정 길이 및 소정 폭을 갖는 평판형의 사방 측벽이 막히도록 형성된 잔향 캐비티;
    상기 잔향 캐비티 내에 충진된 유전체;
    상기 잔향 캐비티의 외부면의 일영역에 형성된 입력 포트; 및
    상기 잔향 캐비티의 외부면의 타 영역에 상기 입력 포트과 대응하도록형성된 출력 포트;를 포함하는 펄스 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 잔향 캐비티의 소정 길이 및 소정 폭은 입력되는 신호의 파장 길이 보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 펄스 압축기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 펄스 압축기의 잔향 캐비티에 충진된 유전체는 유전율이 높은 유전체로 충진되어 입력되는 신호의 파장을 감소시키는 것을 특징으로 하는 펄스 압축기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 잔향 캐비티는 전도성 금속 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 펄스 압축기.
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