KR20210035734A - Multi-function commutator for millimeter-wave range - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 무선 공학에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고주파 정류기에 관한 것이다.The present disclosure relates to radio engineering, and more particularly, to a high-frequency rectifier.
현재 5G 및 6G, WiGig, 자동차 레이더 등과 같은 밀리미터 파 네트워크 및 장치가 활발히 개발되고 있다. 밀리미터 파 범위에서 이러한 새로운 응용의 출현은 전자 장치 내에서 새로운 종류의 요소 및 회로 (활성 요소(active element), 안테나, 인쇄 회로 기판(printed circuit board), 피더(feeder) 및 스위칭 장치(switching device))의 개발이 요구된다.Currently, millimeter wave networks and devices such as 5G and 6G, WiGig, and automotive radar are being actively developed. The emergence of these new applications in the millimeter wave range has led to new kinds of elements and circuits (active elements, antennas, printed circuit boards, feeders and switching devices) within electronic devices. ) Development is required.
특히, 많은 어플리케이션(예를 들어, 송/수신 스위칭, 재구성 가능한 안테나(reconfigurable antenna), 편광 제어(control of polarization))을 위해 정류기는 신호 전파 채널(signal propagation channel)의 스위칭을 할 수 있기 때문에 핵심 구성 요소이다.In particular, for many applications (e.g., transmission/reception switching, reconfigurable antenna, control of polarization), the rectifier is a key because it can switch the signal propagation channel. It is a component.
그러나 기존의 밀리미터 파 정류기는 입력 신호가 출력 포트 중 하나에만(1 차 상태에서 1 차 포트로, 2 차 상태에서 2 차로 포트) 전달되는 단극쌍투(SPDT; single pole double throw) 모드에서만 작동할 수 있다. 한편, 위의 응용에 비추어, 이러한 2가지 모드뿐만 아니라 신호가 동시에 두 포트로 전달되는 분배 모드(divider mode)를 갖는 밀리미터 파 정류기를 생성할 필요가 있다. 하나의 정류기에서 두 가지 유형의 모드를 모두 구현하면, 예를 들어 제어 가능한 빔 폭과 게인을 가진 안테나와 편광(polarization)이 제어되는 장치를 만들기 위해 사용 가능성이 확장된다.However, conventional millimeter wave rectifiers can only operate in single pole double throw (SPDT) mode, where the input signal is delivered to only one of the output ports (from the primary state to the primary port, and from the secondary state to the secondary port). have. On the other hand, in light of the above application, there is a need to create a millimeter wave rectifier having not only these two modes, but also a divider mode in which signals are transmitted to both ports at the same time. Implementing both types of modes in one rectifier expands the possibilities of use, for example to create antennas with controllable beamwidth and gain and devices with controlled polarization.
예를 들어, 레이더에서 일반적으로 두 안테나 사이의 동일한 전송 채널에서 신호의 스위칭은 중간 범위(MR; middle range) 및 짧은 범위(SR; short range) 모드 중에서 선택하는 데 사용되고, 이때, 첫 번째 안테나는 MR 용이고 두 번째 안테나는 SR용 일 수 있다. 이를 위해서는 두 번째 안테나를 위한 추가 공간이 필요하며, 이 두 안테나는 시분배 모드(TDM; time division mode)에서만 사용할 수 있다. 따라서, 다중 모드 정류기의 구현을 통해 단일 재구성 가능한 안테나를 사용하고 안테나에 필요한 공간을 감소시킬 수 있다.For example, in radar, switching of signals in the same transmission channel between two antennas is generally used to select between a middle range (MR) and short range (SR) mode, in which case the first antenna is It is for MR and the second antenna may be for SR. This requires additional space for the second antenna, and these two antennas can only be used in a time division mode (TDM). Therefore, through the implementation of a multi-mode rectifier, a single reconfigurable antenna can be used and the space required for the antenna can be reduced.
또한, 주파수가 증가함에 따라, 그러한 장치의 비용이 상당히 증가하므로, 종래 기술에서는 우수한 성능을 갖는 단순하고 저렴한 밀리미터 파 정류기를 생성할 필요가 있다.In addition, as the frequency increases, the cost of such devices increases considerably, so in the prior art there is a need to create a simple and inexpensive millimeter wave rectifier with excellent performance.
예를 들어, US 8,441,964 B2(05/14/2013)에 따른 스마트 안테나를 위한 공급 장치(feeding device)는 2 개의 안테나에 공급 신호(feeding signal)를 출력하기 위해 이용된다. 스위칭 회로는 제어 신호에 따라 전력 분배기의 전기적 연결을 제어하기 위해 스위칭 동작을 수행한다. 이 장치는 수직 편파(VP; vertical polarization) 안테나, 수평 편파(HP; horizontal polarization) 안테나 또는 원형 편파(CP; circular polarization)를 동시에 제공하는 안테나 사이에 입력 전원을 분배할 수 있다. 그러나 이 장치는 복잡한 피더(feeder), 다수의 집중 요소(lumped element) 및 다수의 스위칭 요소(of switching element)로 인해 고주파 어플리케이션(high frequency application)에 적합하지 않을 수 있다.For example, a feeding device for a smart antenna according to US 8,441,964 B2 (05/14/2013) is used to output a feeding signal to two antennas. The switching circuit performs a switching operation to control the electrical connection of the power divider according to the control signal. The device can distribute input power between vertical polarization (VP) antennas, horizontal polarization (HP) antennas, or antennas that simultaneously provide circular polarization (CP). However, the device may not be suitable for high frequency applications due to the complex feeder, multiple lumped elements and multiple of switching elements.
US 2019/0086763 A1 (09/12/2018)에 따른 광학 제어 스위치(optically-controlled switch)는, 상부 층(upper layer)과 하부 층(lower layer)을 포함하는 인쇄 회로 기판 (PCB; printed circuit board)과 상부 층과 하부 층 사이의 유전체 층(dielectric layer), 상부 층 및 하부 층에 전기적으로 연결되고 적어도 2 개의 행에 위치된 복수의 비아(via), 하부 층에 전기적으로 연결되고 유전체 갭에 의해 상부 층으로부터 분리된 션트 비아(shunt via), 및 상부 층과 션트 비아에 전기적으로 연결된 광 전도성 반도체 요소(photoconductive semiconductor element)를 포함하고, 광 전도성 요소는 유전체 상태(dielectric state) 및 도체 상태(conductor state)를 포함하고, 광 제어 스위치에 제공되는 전자기파(electromagnetic wave)는 적어도 2 개의 행 사이에 형성된 도파관(waveguide)을 통해 전파되거나 차단된다. 하지만, 위의 솔루션은 스위치 모드 만 구현할 수 있다.An optically-controlled switch according to US 2019/0086763 A1 (09/12/2018) is a printed circuit board (PCB) comprising an upper layer and a lower layer. ) And a dielectric layer between the upper and lower layers, a plurality of vias electrically connected to the upper and lower layers and located in at least two rows, electrically connected to the lower layer and in the dielectric gap. A shunt via separated from the upper layer by means of a shunt via, and a photoconductive semiconductor element electrically connected to the upper layer and the shunt via, wherein the photoconductive element comprises a dielectric state and a conductor state ( Conductor state), and an electromagnetic wave provided to the optical control switch is propagated or blocked through a waveguide formed between at least two rows. However, the above solution can only implement switch mode.
본 개시는 SPDT 스위치 모드 및 전력 분배 모드 모두에서 동작할 수 있는 고주파 정류기를 제공하는 것에 관한 것이다.The present disclosure is directed to providing a high frequency rectifier capable of operating in both SPDT switch mode and power distribution mode.
일실시예에 따른 다중 모드 정류기는 입력 포트; 제1 출력 포트; 제2 출력 포트; 한쪽 말단(end)이 상기 제1 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점(branch point)에 연결되고 제2 모드에서 단락되는 제1 스위칭 요소(first switching element)를 포함하는 제1 출력 암(first output arm); 한쪽 말단이 상기 제2 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고 제1 모드에서 단락되는 제2 스위칭 요소(second switching element)를 포함하는 제2 출력 암(second output arm); 및 한쪽 말단이 상기 입력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 분배 모드에서 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 요소(matching element)의 형태로 전송 라인(transmission line)에 불연속성(discontinuity)을 도입하도록 구성된 제3 스위칭 요소(third switching element)를 포함하는 상기 입력 암을 포함한다.A multi-mode rectifier according to an embodiment includes an input port; A first output port; A second output port; A first output arm comprising a first switching element with one end connected to the first output port and the other end connected to a branch point and shorted in a second mode. output arm); A second output arm including a second switching element having one end connected to the second output port and the other end connected to the branch point and shorted in a first mode; And one end is connected to the input port and the other end is connected to the branch point, and discontinuity in the transmission line in the form of a matching element to change the impedance of the input arm in the distribution mode. ) The input arm comprising a third switching element configured to introduce a).
이때, 상기 제1 스위칭 요소는 전체 전력을 상기 제2 출력 암으로 전송하는 상기 제2 모드에서, 상기 제1 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되고, 상기 제2 스위칭 요소는, 상기 전체 전력을 상기 제1 출력 암으로 전송하는 상기 제1 모드에서, 상기 제2 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성될 수 있다.At this time, the first switching element is configured to be grounded and short-circuited to change the impedance of the first output arm in the second mode in which the entire power is transmitted to the second output arm, and the second switching element, In the first mode in which the total power is transmitted to the first output arm, it may be configured to be grounded and short-circuited to change the impedance of the second output arm.
이때, 상기 매칭 요소는 상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치(mismatch)에 의해 야기되는 반응성 저항(reactive resistance)과 부호(sign)가 반대(opposite)이고 크기(magnitude)가 동일(equal)한 순수 반응성 저항(purely reactive resistance)을 가질 수 있다.In this case, the matching element is a reactive resistance caused by a mismatch of the output arm in the distribution mode and a sign that is opposite and the magnitude is equal. It can have purely reactive resistance.
이때, 상기 입력 암은 상기 입력 포트 및 상기 매칭 요소에 연결되고 임피던스 Zin을 갖는 전송 라인 세그먼트(transmission line segment)를 포함하고, 상기 제1 출력 암과 상기 제2 출력 암은 각각 2개의 직렬 연결된 전송 라인 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 스위칭 요소는 상기 제1 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제1 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고, 상기 제2 스위칭 요소는 상기 제2 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제2 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제2 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이(electrical length)를 가지고, 상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고, 상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트 및 상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 Zin과 동일한 임피던스를 가질 수 있다.In this case, the input arm includes a transmission line segment connected to the input port and the matching element and having an impedance Z in , and the first output arm and the second output arm are each connected in series with two A transmission line segment, wherein the first switching element has one end of the first switching element connected to a connection point of the two transmission line segments of the first output arm, and the other end of the first switching element is grounded. And the second switching element has one end of the second switching element connected to a connection point of two transmission line segments of the second output arm, and the other end of the second switching element to ground, , The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of the wavelength of the signal passing through the rectifier. And, the transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier. The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point, and the transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point may have an impedance equal to Z in.
이때, 모든 전송 라인 세그먼트는 기판 집적 도파관(SIW; substrate integrated waveguide)을 기반으로 만들어지고, 상기 제1 스위칭 요소 및 제2 스위칭 요소 각각은 상기 SIW의 하부 벽(lower wall)에 전기적으로 연결되고 유전체 갭(dielectric gap)에 의해 SIW의 상부 벽(upper wall)으로부터 분리된 션트 비아(shunt via), 상기 유전체 갭을 완전히 덮고 상기 SIW의 상기 상부 벽을 통해 전기적으로 상기 션트 비아에 연결된 광속(light flux)에 의해 제어되는 광전도성 요소(photoconductive element)를 포함하고, 상기 매칭 요소는 상기 분기점 근처의 상기 SIW의 상기 상부 벽에서 λ/4 미만의 직경(diameter)을 갖는 홀(hole)이고, 상기 제3 스위칭 요소는 상기 SIW의 상기 상부 벽에 전기적으로 연결되고 광속에 의해 제어되는 광전도성 요소로 완전히 덮인 상기 홀을 포함하고, 상기 임피던스 Zλ/4는 Zin과 같을 수 있다.At this time, all the transmission line segments are made based on a substrate integrated waveguide (SIW), and each of the first and second switching elements is electrically connected to a lower wall of the SIW, and A shunt via separated from the upper wall of the SIW by a gap, a light flux completely covering the dielectric gap and electrically connected to the shunt via through the upper wall of the SIW. ) Controlled by a photoconductive element, wherein the matching element is a hole having a diameter of less than λ/4 in the upper wall of the SIW near the branch point, and the second 3 The switching element comprises the hole electrically connected to the upper wall of the SIW and completely covered with a photoconductive element controlled by a light flux, and the impedance Z λ/4 may be equal to Z in.
이때, 다중 모드 정류기는 적어도 하나의 추가 출력 포트; 및 한쪽 말단이 상기 추가 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 추가 출력 암의 임피던스를 변경하도록 구성된 추가 스위칭 요소를 포함하는 상기 추가 출력 암을 더 포함할 수 있다.At this time, the multi-mode rectifier includes at least one additional output port; And an additional switching element having one end connected to the additional output port and the other end connected to the branch point, and configured to change the impedance of the additional output arm.
다른 실시예에 따른 다중 모드 정류기는 입력 포트; 제1 출력 포트; 제2 출력 포트; 한쪽 말단이 상기 제1 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고 제2 모드에서 단락되는 제1 스위칭 요소를 포함하는 제1 출력 암; 한쪽 말단이 상기 제2 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고 제1 모드에서 단락되는 제2 스위칭 요소를 포함하는 제2 출력 암; 및 한쪽 말단이 상기 입력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 분배 모드에서 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 회로(matching circuit)의 형태로 전송 라인에 불연속성을 도입하도록 구성된 제3 스위칭 요소를 포함하는 상기 입력 암을 포함한다.A multi-mode rectifier according to another embodiment includes an input port; A first output port; A second output port; A first output arm including a first switching element having one end connected to the first output port and the other end connected to a branch point and shorted in a second mode; A second output arm including a second switching element having one end connected to the second output port and the other end connected to the branch point and shorted in a first mode; And a third end connected to the input port and the other end connected to the branch point, and configured to introduce discontinuities to the transmission line in the form of a matching circuit to change the impedance of the input arm in the distribution mode. And said input arm comprising a switching element.
이때, 상기 제1 스위칭 요소는 전체 전력을 상기 제2 출력 암으로 전송하는 상기 제2 모드에서, 상기 제1 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되고, 상기 제2 스위칭 요소는 상기 전체 전력을 상기 제1 출력 암으로 전송하는 상기 제1 모드에서, 상기 제2 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성될 수 있다.In this case, the first switching element is configured to be grounded and short-circuited to change the impedance of the first output arm in the second mode in which the entire power is transmitted to the second output arm, and the second switching element is In the first mode in which the entire power is transmitted to the first output arm, it may be configured to be shorted by grounding in order to change the impedance of the second output arm.
이때, 상기 매칭 회로는 상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치에 의해 야기되는 반응성 저항과 부호가 반대이고 크기가 동일한 순수 반응성 저항을 가질 수 있다.In this case, the matching circuit may have a pure reactive resistance having the same size and opposite to the reactive resistance caused by the mismatch of the output arm in the distribution mode.
이때, 상기 입력 암은 상기 입력 포트 및 상기 매칭 회로에 연결되고 임피던스 Zin을 갖는 전송 라인 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 출력 암과 상기 제2 출력 암은 각각 2개의 직렬 연결된 전송 라인 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 스위칭 요소는 상기 제1 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제1 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고, 상기 제2 스위칭 요소는 상기 제2 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제2 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제2 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고, 상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고, 상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트 및 상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 Zin과 동일한 임피던스를 가질 수 있다.In this case, the input arm includes a transmission line segment connected to the input port and the matching circuit and having an impedance Z in , and the first output arm and the second output arm each include two serially connected transmission line segments. Wherein, the first switching element has one end of the first switching element connected to a connection point of two transmission line segments of the first output arm, the other end of the first switching element is connected to ground, and the In the second switching element, one end of the second switching element is connected to a connection point of two transmission line segments of the second output arm, the other end of the second switching element is connected to ground, and the first switching The transmission line segment between the connection point of the element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier, and The transmission line segment between the connection point and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier, and the connection point of the first switching element and The transmission line segment between the branch points and the transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point may have an impedance equal to Z in.
이때, 모든 전송 라인 세그먼트는 마이크로 스트립 라인(microstrip line)을 기반으로 만들어지고, 상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소는 상기 마이크로 스트립 라인의 갭(gap) 형태로 만들어지고, 상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소 각각의 에지는 광속에 의해 제어되는 광 전도성 요소에 의해 상호 연결되고, 상기 매칭 회로는 Zin의 임피던스 및 약 0.13의 전기 길이를 갖는 전송 라인 세그먼트; 및 2.8Zin의 임피던스와 약 0.113의 전기 길이를 갖는 마이크로 스트립 스터브(microstrip stub)를 포함하고, 상기 매칭 회로의 전송 라인 세그먼트는 한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 상기 매칭 회로의 마이크로 스트립 스터브는 한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 제3 스위칭 요소에 연결되고, 상기 제3 스위칭 요소의 다른 쪽 말단은 지면에 연결되고, 상기 임피던스 Zλ/4는 1.2 Zin과 같을 수 있다.At this time, all the transmission line segments are made based on a microstrip line, the first switching element and the second switching element are made in the form of a gap of the microstrip line, and the first switching The edge of each of the element and the second switching element is interconnected by a photoconductive element controlled by a light flux, and the matching circuit has an impedance of Z in and about 0.13 A transmission line segment having an electrical length of; And an impedance of 2.8Z in and about 0.113 And a microstrip stub having an electrical length of, wherein one end of the transmission line segment of the matching circuit is connected to the transmission line segment of the input arm, the other end is connected to the branch point, and the matching The microstrip stub of the circuit has one end connected to the transmission line segment of the input arm, the other end connected to the third switching element, the other end of the third switching element connected to the ground, and the impedance Z λ/4 can be equal to 1.2 Z in.
이때, 다중 모드 정류기는 적어도 하나의 추가 출력 포트; 및 한쪽 말단이 상기 추가 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 추가 출력 암의 임피던스를 변경하도록 구성된 추가 스위칭 요소를 포함하는 상기 추가 출력 암을 더 포함할 수 있다.At this time, the multi-mode rectifier includes at least one additional output port; And an additional switching element having one end connected to the additional output port and the other end connected to the branch point, and configured to change the impedance of the additional output arm.
일실시예에 따른 다중 쓰로우 정류기는 입력 포트; N개의 출력포트; N개의 출력 암; 및 한쪽 말단이 상기 입력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 분배 모드에서 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 요소(matching element) 또는 매칭 회로의 형태로 전송 라인에 불연속성을 도입하도록 구성된 제3 스위칭 요소를 포함하는 상기 입력 암을 포함하고, 상기 N개의 출력 암 각각은 한쪽 말단이 대응하는 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고 해당하는 출력 암의 임피던스를 변경하기 위한 제1 스위칭 요소를 포함하고, 상기 N은 3보다 크거나 같은 양의 정수일 수 있다.A multi-throw rectifier according to an embodiment includes an input port; N output ports; N output arms; And one end is connected to the input port and the other end is connected to the branch point, and to introduce a discontinuity in the transmission line in the form of a matching element or matching circuit to change the impedance of the input arm in the distribution mode. The input arm comprising a configured third switching element, each of the N output arms being connected at one end to a corresponding output port and at the other end to the branch point and changing the impedance of the corresponding output arm. And a first switching element for, wherein N may be a positive integer greater than or equal to 3.
이때, 상기 제1 스위칭 요소는 전체 전력을 다른 출력 암으로 전송하는 모드에서, 해당하는 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성될 수 있다.In this case, the first switching element may be configured to be grounded and short-circuited in order to change the impedance of a corresponding output arm in a mode in which the entire power is transmitted to another output arm.
이때, 상기 매칭 요소 또는 상기 매칭 회로는 상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치에 의해 야기되는 반응성 저항과 부호가 반대이고 크기가 동일한 순수 반응성 저항을 가질 수 있다.In this case, the matching element or the matching circuit may have a pure reactive resistance having the same magnitude and opposite sign to a reactive resistance caused by a mismatch of the output arm in the distribution mode.
이때, 상기 입력 암은 상기 입력 포트 및 상기 매칭 요소 또는 상기 매칭 회로에 연결되고 임피던스 Zin을 갖는 전송 라인 세그먼트를 포함하고, 상기 N개의 출력 암 각각은 각각 2개의 직렬 연결된 전송 라인 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 스위칭 요소는 해당하는 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제1 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고, 상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 Zin과 동일한 임피던스를 가질 수 있다.In this case, the input arm includes a transmission line segment connected to the input port and the matching element or the matching circuit and having an impedance Z in , and each of the N output arms includes two serially connected transmission line segments, , The first switching element has one end of the first switching element connected to a connection point of two transmission line segments of a corresponding output arm, the other end of the first switching element is connected to ground, and the first The transmission line segment between the connection point of the switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier, and the first switching element The transmission line segment between the connection point of and the branch point may have the same impedance as Z in.
이때, 모든 전송 라인 세그먼트는 기판 집적 도파관을 기반으로 만들어지고, 상기 제1 스위칭 요소 각각은 상기 SIW의 하부 벽에 전기적으로 연결되고 유전체 갭에 의해 SIW의 상부 벽으로부터 분리된 션트 비아, 상기 유전체 갭을 완전히 덮고 상기 SIW의 상기 상부 벽을 통해 전기적으로 상기 션트 비아에 연결된 광속에 의해 제어되는 광전도성 요소를 포함하고, 상기 매칭 요소는 상기 분기점 근처의 상기 SIW의 상기 상부 벽에서 λ/4 미만의 직경을 갖는 홀이고, 상기 제3 스위칭 요소는 상기 SIW의 상기 상부 벽에 전기적으로 연결되고 광속에 의해 제어되는 광전도성 요소로 완전히 덮인 상기 홀을 포함하고, 상기 임피던스 Zλ/4는 Zin과 같을 수 있다.At this time, all the transmission line segments are made based on the substrate integrated waveguide, and each of the first switching elements is electrically connected to the lower wall of the SIW and separated from the upper wall of the SIW by a dielectric gap, the dielectric gap. A photoconductive element that completely covers and is controlled by a light flux electrically connected to the shunt via through the upper wall of the SIW, wherein the matching element is less than λ/4 at the upper wall of the SIW near the branch point. A hole having a diameter, the third switching element comprising the hole electrically connected to the upper wall of the SIW and completely covered with a photoconductive element controlled by a light flux, the impedance Z λ/4 being Z in and It can be the same.
이때, 모든 전송 라인 세그먼트는 마이크로 스트립 라인을 기반으로 만들어지고, 상기 제1 스위칭 요소는 상기 마이크로 스트립 라인의 갭 형태로 만들어지고, 상기 제1 스위칭 요소의 에지는 광속에 의해 제어되는 광 전도성 요소에 의해 상호 연결되고, 상기 매칭 회로는 Zin의 임피던스 및 약 0.13λ의 전기 길이를 갖는 전송 라인 세그먼트; 및 2.8Zin의 임피던스와 약 0.113λ의 전기 길이를 갖는 마이크로 스트립 스터브를 포함하고, 상기 매칭 회로의 전송 라인 세그먼트는 한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 상기 매칭 회로의 마이크로 스트립 스터브는 한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 제3 스위칭 요소에 연결되고, 상기 제3 스위칭 요소의 다른 쪽 말단은 지면에 연결되고, 상기 임피던스 Zλ/4는 1.2 Zin과 같을 수 있다.At this time, all the transmission line segments are made based on the microstrip line, the first switching element is made in the shape of a gap of the microstrip line, and the edge of the first switching element is on the light conductive element controlled by the light flux Interconnected by a transmission line segment having an impedance of Z in and an electrical length of about 0.13λ; And a microstrip stub having an impedance of 2.8Z in and an electric length of about 0.113λ, wherein one end of the transmission line segment of the matching circuit is connected to the transmission line segment of the input arm, and the other end is the branch point. And the microstrip stub of the matching circuit has one end connected to the transmission line segment of the input arm, the other end connected to the third switching element, and the other end of the third switching element is ground Is connected to, and the impedance Z λ/4 may be equal to 1.2 Z in.
또 다른 실시예에 따른 다중 모드 정류기는 입력 포트; 제1 출력 포트; 제2 출력 포트; 한쪽 말단이 상기 제1 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고, 제1 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해 구성된 제1 스위칭 요소를 포함하는 상기 제1 출력 암; 한쪽 말단이 상기 제2 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고, 제2 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해 구성된 제2 스위칭 요소를 포함하는 상기 제2 출력 암; 및 상기 입력 포트 및 상기 분기점에 입력 암의 말단이 연결되고, 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 구성된 제3 스위칭 요소를 포함하는 상기 입력 암을 포함하고, 상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소는 전체 전력을 다른 출력 암으로 전송하는 모드에서 대응하는 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해 접지하여 단락되도록 구성되고, 상기 제3 스위칭 요소는 분배 모드에서 상기 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 요소 또는 매칭 회로의 형태로 전송 라인에 불연속성을 도입하도록 구성되고, 상기 매칭 요소 또는 상기 매칭 회로는 상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치에 의해 야기되는 반응 저항과 부호가 반대이고 크기가 동일한 순수 반응 저항을 가진다.A multi-mode rectifier according to another embodiment includes an input port; A first output port; A second output port; The first output arm including a first switching element having one end connected to the first output port and the other end connected to a branch point, and configured to change the impedance of the first output arm; The second output arm including a second switching element having one end connected to the second output port and the other end connected to a branch point, and configured to change the impedance of the second output arm; And a third switching element having an end of the input arm connected to the input port and the branch point and configured to change an impedance of the input arm, wherein the first switching element and the second switching element Is configured to be shorted to ground to change the impedance of the corresponding output arm in a mode in which the entire power is transmitted to another output arm, and the third switching element is a matching element or a matching element to change the impedance of the input arm in the distribution mode It is configured to introduce discontinuity to the transmission line in the form of a matching circuit, and the matching element or the matching circuit is a pure reaction resistance having the same magnitude and opposite reaction resistance as a reaction resistance caused by a mismatch of the output arm in the distribution mode. Have.
도 1은 일 실시 예에 따른 SIW에 기초한 정류기를 도시한다.
도 2a-2b는 SIW에 기초한 정류기의 출력 암에 위치된 광 스위칭 요소의 구조를 도시한다.
도 3a-3b는 SIW에 기초하여 정류기의 입력 암에 위치된 매칭 스위칭 요소의 구조를 도시한다.
도 4a-4b는 전체 전력을 포트 1로 전송하는 모드에서 정류기의 작동 원리와 등가 회로를 도시한다.
도 5a-5b는 분배 모드에서 정류기의 작동 원리와 등가 회로를 도시한다.
도 6은 분배 모드에서 매칭 스위칭 요소의 영역에서 전자기장 분포를 도시한다.
도 7a-7b는 매칭 홀의 크기와 분기점으로부터의 거리에 대한 입력 포트의 임피던스와 반사 계수의 의존성을 도시한다.
도 8a-8b는 79GHz ± 3GHz의 주파수에서 다중 모드 정류기의 S- 파라미터를 시뮬레이션 한 결과를 도시한다.
도 9a는 종래의 2-안테나 레이더를 도시한다.
도 9b는 일 실시예에 따른 정류기를 이용한 단일 안테나 레이더를 도시한다.
도 10a-10c는 일 실시예에 따른 정류기를 이용한 방사선 편광 제어의 예를 도시한다.
도 11a-11c는 일 실시예에 따른 정류기를 사용하는 기지국에서의 안테나 패턴 제어의 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 다중 쓰로우 정류기를 도시한다.
도 13a-13b는 일 실시예에 따른 마이크로 스트립 기반 정류기를 도시한다.1 shows a rectifier based on SIW according to an embodiment.
Figures 2a-2b show the structure of an optical switching element located on the output arm of a rectifier based on SIW.
3A-3B show the structure of a matching switching element located on the input arm of the rectifier based on the SIW.
Figures 4a-4b show the principle of operation and equivalent circuit of the rectifier in the mode of transferring full power to
Figures 5a-5b show the principle of operation and equivalent circuit of the rectifier in the distribution mode.
6 shows the electromagnetic field distribution in the region of the matching switching element in the distribution mode.
7A-7B show the dependence of the impedance of the input port and the reflection coefficient on the size of the matching hole and the distance from the branch point.
8A-8B show simulation results of S-parameters of a multi-mode rectifier at a frequency of 79 GHz ± 3 GHz.
9A shows a conventional two-antenna radar.
9B shows a single antenna radar using a rectifier according to an embodiment.
10A-10C illustrate an example of radiation polarization control using a rectifier according to an embodiment.
11A-11C illustrate an example of antenna pattern control in a base station using a rectifier according to an embodiment.
12 shows a multi-throw rectifier according to one embodiment.
13A-13B illustrate a microstrip based rectifier according to an embodiment.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the constituent elements of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and the nature, order, or order of the constituent element is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless otherwise stated, the description in one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapping range.
밀리미터 파(millimeter-wave) 범위(예를 들어, 40 GHz 보다 큰)에서 동작하기 위한 다중 쓰로우 다중 모드 정류기(multi-throw multi-mode commutator)가 여기에 일반적으로 개시된다.A multi-throw multi-mode commutator for operation in the millimeter-wave range (eg, greater than 40 GHz) is generally disclosed herein.
SIW의 SPDT정류기SIW's SPDT rectifier
도 1은 일 실시 예에 따른, 다음과 같은 3 가지 모드를 갖는 정류기를 도시한다. 입력 신호가 제1 출력 포트에만 도착하는 제1 모드, 입력 신호가 제2 출력 포트에만 도착하는 제2 모드, 입력 신호가 양쪽 출력 포트에 도달하는 분배 모드.1 shows a rectifier having the following three modes according to an embodiment. A first mode in which an input signal arrives only at a first output port, a second mode in which an input signal arrives only at a second output port, and a distribution mode in which an input signal arrives at both output ports.
도 1에 도시 된 정류기(100)는 2 개의 출력 포트(1, 2)와 하나의 입력 포트(3)를 가지며 기판 집적 도파관(SIW; substrate integrated waveguide)(4)를 기반으로 한다. 정류기(100)의 제1 출력 암은 그 말단(end)이 제1 출력 포트(1) 및 분기점에 연결되어 있고 제1 스위칭 요소(5-1)를 포함한다. 정류기(100)의 제2 출력 암은 그 말단이 제2 출력 포트(2) 및 분기점에 연결되어 있고 제2 스위칭 요소(5-2)를 포함한다. 입력 암은 그 말단이 입력 포트(3)에 연결되고 분기점과 함께 제어된 매칭 요소(5-3)(이하, 일반적으로 스위칭 요소(5-3)라고도 함)를 포함한다. 본 실시 예에서 3 개의 요소(5-1, 5-2, 5-3)는 모두 광 전도성 요소(PE; photoconductive element)에 기초한 광 스위칭 요소(optical switching element)의 형태로 만들어 진다. 이 경우, 스위칭 요소에 대한 제어 신호는 광속(light flux)이고, 이는 LED 또는 레이저 다이오드와 같은 광원(7-1, 7-2, 7-3)으로부터 이들로 공급된다. 광원(light source)은 별개의 구성 요소 일 수 있거나 정류기(100)의 일부일 수 있다. 각각의 스위칭 요소는 본 명세서에서 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 활성화/비활성화(ON/OFF) 동안 위치하는 대응 암의 임피던스를 변경하도록 구성된다.The
광 전도성 요소(PE) 및 광원으로부터의 광속에 의한 제어에 기초하여 스위칭 요소를 제조하는 일반적인 원리는 당업자에게 공지되어 있으므로 이 문서에서는 자세히 설명하지 않는다. 마찬가지로, 기판 집적 도파관(SIW; substrate integrated waveguide)은 잘 알려진 구조이며 이 문서에서는 설계 원리에 대해 자세히 설명하지 않는다.The general principle of manufacturing the switching element based on the control of the light-conducting element (PE) and the light flux from the light source is known to the person skilled in the art and is not described in detail in this document. Similarly, a substrate integrated waveguide (SIW) is a well-known structure and the design principle is not described in detail in this document.
상술한 바와 같이, 본 실시 예에서 3 개의 스위칭 요소는 모두 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 기초로 하여 실리콘, 갈륨- 인듐 비소 등을 기반으로 하는 반도체 광 전도성 요소(semiconductor photoconductive element)와 같은 광 전도성 요소(PE)에 기초한 광 스위칭 요소의 형태로 만들어진다. 광 전도성 요소는 적어도 두 가지 상태가 있다. 즉, 제어 광속이 없는 경우 고유 전기 전도성이 낮은 절연체 상태(dielectric state)(OFF 상태)와 제어 광속이 존재하는 경우 비교적 높은 전기 전도성을 갖는 도체 상태(conductor state)(ON 상태)를 갖는다.As described above, in the present embodiment, all three switching elements are based on a printed circuit board, such as a semiconductor photoconductive element based on silicon, gallium-indium arsenic, etc. It is made in the form of an optical switching element based on a conductive element (PE). The photoconductive element has at least two states. That is, when there is no control light flux, an insulator state (OFF state) having low intrinsic electrical conductivity and a conductor state (ON state) having relatively high electrical conductivity when the control light flux is present.
이 실시 예에서, 스위칭 요소(5-1, 5-2)는 종래의 광 스위칭 요소가 사용될 수 있고, 도 2a-2b에 도시된 바와 같이, 상부 층(upper layer)(11)과 하부 층(lower layer)(13)을 포함하는 인쇄 회로 기판 (PCB; printed circuit board)과 상부 층(11)과 하부 층(13) 사이의 유전체 층(dielectric layer)(12), 전송 라인을 형성하는데 이용되는 외벽 비아(via)(14), 하부 층(13)(즉, SIW(4)의 하부 벽)에 전기적으로 연결되고 유전체 갭(9)에 의한 상부 층(11)(즉, SIW(4)의 상부 벽으로부터)으로부터 분리된 션트 비아(10), 및 인쇄 회로 기판의 상부 층(11) 상에 위치하고 유전체 갭(9)을 완전히 덮고 션트 비아(10) 및 회로 기판의 상부 층(11)에 전기적으로 연결된 광 전도성 요소(8)를 포함한다.In this embodiment, as the switching elements 5-1 and 5-2, conventional optical switching elements may be used, and as shown in Figs. 2A-2B, the
도 3a-3b에 도시된 바와 같이, 매칭 스위칭 요소(5-3)는 인쇄 회로 기판의 상부 층(11)에 연결된 광 전도성 요소(8)에 의해 완전히 덮힌 반경(Rh)을 갖는 홀(hole)(15)로써, 분기점 근처(분기점으로부터 Dh 거리)에 위치한다. 이하의 설명에서 매칭 홀이라 할 수 있다.3A-3B, the matching switching element 5-3 is a hole with a radius Rh completely covered by the
또한, 정류기(100)의 동작 원리 및 등가 회로는 모드 1이 도 4A-4B에서 도시되고, 분배 모드가 도 5A-5B에서 도시된다. 스위칭 요소(5-1)의 분기점과 연결점 사이의 제1 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(410)는 임피던스 Zλ/4 와 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 상응하는 전기적 길이를 가진다. 스위칭 요소(5-2)의 연결점과 분기점 사이의 제2 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(420)는 또한 임피던스 Zλ/4 및 전기 길이 λ/4를 갖는다. 스위칭 요소(5-1, 5-2)는 대응하는 출력 암에서 전송 라인 세그먼트의 한쪽 말단에 연결되고 다른 말단은 접지에 연결되는 것으로 고려될 수 있다. 스위칭 요소(5-1)의 연결점과 출력 포트(1) 사이의 제1 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(411)는 임피던스 Z1을 갖는다. 스위칭 요소(5-2)의 연결점과 출력 포트(2) 사이의 제2 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(421)는 임피던스 Z2를 갖는다. 입력 포트(3)와 스위칭 요소(5-3)의 연결점 사이의 입력 암에서의 전송 라인 세그먼트(430)는 각각의 출력 포트와 매치된(matched) 임피던스 Zin을 가지며, 이를 위해 본 실시 예에서 Zλ/4, Z1 및 Z2는 Zin과 동일하게 정의된다. 이 경우의 스위칭 요소(5-3)는 한쪽의 말단이 입력 암에서 전송 라인 세그먼트(430)의 말단에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결된 것으로 간주될 수 있다. 각 스위칭 요소의 활성화는 해당 암의 임피던스를 변화시킨다. 따라서, 전체 입력 신호를 하나의 출력 포트로 출력할 필요가 있을 때의 SPDT 모드와 출력 포트 사이에 신호를 분배해야 할 때의 분배 모드에 대한 모든 조건이 구현된다.Further, as for the operating principle and equivalent circuit of the
SPDT 모드의 경우 원하는 출력 포트의 스위칭 요소가 비활성화되고 다른 출력 암의 스위칭 요소와 입력 암의 스위칭 요소가 활성화 상태에 있어야 한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 모드 1에서, 빛이 제2 암의 광 스위칭 요소(5-2)에 제공되고, 광 전도성 요소는 도체 상태(ON), 즉 스위칭 요소(5-2)는 접지로 단락되고, 이 지점에서 임피던스가 0이 된다. 따라서, 스위칭 요소(5-2)에 연결된 제2 암에서의 1/4 웨이브(quarter-wave) 전송 라인 세그먼트(420)의 다른 쪽 말단은 무한 임피던스를 갖는다. 즉, 개방 모드(open mode)이거나 분기점에서 R = ∞ 이다. 동시에, 빛이 광 스위칭 요소(5-1)에 제공되지 않으며, 광 전도성 요소는 유전체 상태(OFF)에 있다. 즉, 제1 출력 암에서 불연속성이 발생하지 않는다. 빛이 광 스위칭 요소(5-3)에 제공되고, 그 광 전도성 요소는 도체 상태(ON)에 있고, 스위칭 요소(5-3)의 매칭 홀은 인쇄 회로 기판의 상부 층(즉, 인쇄 회로 기판)에 완전히 단락되고, 전체 필드가 SIW 내부에 있기 때문에 웨이브(wave)에 대한 장애가 아니다. 즉, 입력 암에서 불연속이 발생하지 않는다.In SPDT mode, the switching element of the desired output port is deactivated and the switching element of the other output arm and the switching element of the input arm must be in the active state. For example, in
따라서, 모드 1에서, 입력 포트(3)에 공급된 전자기파(electromagnetic wave)의 절반 전력은 분기점으로부터 제1 암을 통해 통과한 다음, 라인에 불연속이 없을 때(스위칭 요소(5-1)가 비활성화되고 입력 포트가 일치하는 경우) 부하-제1 출력 포트(1)로 완전히 전달된다. 결과적으로, 전자기파 전력의 나머지 절반은 분기점으로부터 제2 암의 전송 라인 세그먼트(420)를 통과하여 스위칭 요소(5-2)의 연결점에서 제로 임피던스로부터 반사된 후 분기 점으로 돌아가 웨이브의 첫 번째 부분에 동 위상(in-phase)을 추가하고 제1 출력 포트(1)로 전달된다. 유사하게, 모드 2(도시되지 않음)에서 배분은 스위칭 요소(5-1, 5-3)가 활성화되고, 스위칭 요소(5-2)는 비활성화 되도록 수행된다. 따라서, 모드 1에서는 전체 전력이 제1 출력 포트(1)로 전달되고, 모드 2에서는 전체 전력이 반사 손실없이 제2 출력 포트(2)로 전달된다.Thus, in
분배 모드(도 5A-5B)의 경우, 세 가지 스위칭 요소를 모두 비활성화해야 한다. 이 경우, 출력 암에서 불연속이 발생하지 않으며, 웨이브는 동일한 웨이브 임피던스 Z1 및 Z2를 갖는 두 개의 출력 암으로 이동하며, 그 합은 Zin과 동일하지 않다. 즉, 반사파가 발생하기 때문에 불일치가 발생한다. 여기서 부하 저항은 Zload=Zin/2와 같으며, 분기점에서 일부 오프셋에서는 Zload=jL+Zin으로 표시될 수 있다. 여기서 jL은 불일치로 인한 반응성 저항(reactive resistance)을 나타낸다.In the case of the distribution mode (Figs. 5A-5B), all three switching elements must be disabled. In this case, no discontinuity occurs in the output arm, and the wave travels to two output arms with the same wave impedance Z1 and Z2, the sum of which is not equal to Z in. In other words, because the reflected wave is generated, inconsistency occurs. The load resistance is equal to the load Z = Z in / 2, may be represented by Z load = jL + Z offset in the portion at the branch point. Here, jL represents the reactive resistance due to mismatch.
한편, 빛이 광 스위칭 요소(5-3)에 제공되지 않기 때문에, 광 전도성 요소(8)는 유전체 상태(OFF)에 있고, SIW(4)의 상부 벽(11)에서 매칭 홀(15)의 특정 크기에서 전자기장이 이 홀을 통해 외부로 나가지만 웨이브는 변형되고, 홀(15)이 크지 않은 경우(직경 < λ/4)(도 6)에 방사되지 않는다. 이것은 ZPM=-jL과 같은 반응성(resistance)(특히 유도성(inductive)) 저항의 형태, 즉 입력 암의 임피던스가 변하는 전송 라인의 불연속성을 초래한다. 이러한 웨이브가 카운터 위상(counter phase)에 있을 때 출력 암의 전술한 불일치로 인해 발생하는 반사파를 보상하는 추가 반사파가 발생한다. 완전한 보상(즉, 완전 매칭)을 위해서는 입력 암의 반응성 저항 모듈로(reactive resistance modulo)는 출력 암의 불일치로 인한 반응성 저항 모듈로 jL과 같아야 한다. 따라서, 분배 상태(divider state)에서, 완전 매칭(full matching)으로 인해, 전체 전력은 제1 출력 포트(1)와 제2 출력 포트(2) 사이에 균등하게 분배된다.On the other hand, since no light is provided to the light switching element 5-3, the light
또한, 도 7a-7b는 매칭 스위칭 요소(5-3) 내에 만들어진 매칭 홀의 크기(Rh) 및 분기점으로부터의 거리(Dh)에 대한 입력 포트의 임피던스 및 반사 계수(reflection coefficient)의 의존성을 도시한다. 제시된 그래프는 매칭 홀의 상이한 반경(Rh) 및 분기점으로부터의 거리(Dh)에 대한 출력 포트의 파라미터를 시뮬레이션 한 결과로서 얻어진다. 특히, Rh = 0 일 때 (즉, 홀이 없는 경우), 분배 모드에서 매칭이 없고, 반사는 -8dB이다. 도 7A-7B에서 볼 수 있듯이 테스트 샘플의 최적 조합(별표로 도시됨)은 반경 Rh = 0.375mm 및 거리 Dh = 0.7mm이며, 이때 입력 포트 임피던스 및 반사 계수가 최소화된다.In addition, FIGS. 7A-7B show the dependence of the impedance and reflection coefficient of the input port on the size (R h ) of the matching hole made in the matching switching element (5-3) and the distance from the branch point (D h ). do. The presented graph is obtained as a result of simulating the parameters of the output port for different radii of the matching hole (R h ) and distance from the branch point (D h ). In particular, when R h = 0 (ie, there is no hole), there is no match in the distribution mode, and the reflection is -8dB. As can be seen from Figs. 7A-7B, the optimal combination of test samples (shown by an asterisk) is a radius R h = 0.375 mm and a distance D h = 0.7 mm, where the input port impedance and reflection coefficient are minimized.
도 8a-8b는 79GHz ± 3GHz의 주파수에서 다중 모드 정류기의 S- 파라미터를 시뮬레이션 한 결과를 도시한다. 즉, 도 8A는 모드 1 및 분배 모드에서 입력 포트(3)(S33)로의 웨이브 반사 계수의 그래프를 도시하고, 도 8B는 모드 1 및 분배 모드에서 입력 포트로부터 제1 출력 포트(1)(S31) 및 제2 출력 포트 (2)(S32) 로의 전송 계수의 그래프를 도시한다. 그래프에서 볼 수 있듯이 모드 1에서 전체 신호는 제1 출력 포트(1)(S31 -3dB) 로 전달되고 제2 출력 포트(2) 및 입력 포트(3)에는 신호가 없다(S32 -25dB, S33 <-15dB). 분배 모드에서 전체 신호는 제1 출력 포트(1)과 제2 출력 포트(2) 사이에 균등하게 분배되며(S31 -4 dB, S32 -4 dB), 입력 포트(3)에 반사된 신호는 없습니다 (S33 <- 18dB).8A-8B show simulation results of S-parameters of a multi-mode rectifier at a frequency of 79 GHz ± 3 GHz. That is, FIG. 8A shows a graph of the wave reflection coefficient from the input port to the input port 3 (S33) in
이해를 돕기 위해 제안된 정류기의 작동 원리가 다음 표에 요약되어 있다.To aid in understanding, the principle of operation of the proposed rectifier is summarized in the following table.
따라서, 정류기(100)는 입력 포트가 하나의 출력 포트(1 또는 2)로 전체 입력 전력을 전송하는 모드와, 입력 전력이 두 포트에 동시에 분배되는 분배 모드 모두에서 동작 할 수 있다. 더욱이, 높은 주파수에서도 이러한 정류기(100)는 손실이 적으며 외부 부품의 간섭 영향을 받지 않는다. 구성 요소의 수를 최소화함으로써 가격 절감 및 소형 장치에 통합할 수 있는 기능이 제공된다. 결과적으로, 다중 모드 정류기의 구조 단순화는 밀리미터 파 범위에 대한 기존 솔루션과 비교하여 손실 및 이용 작동 주파수 측면에서 높은 성능을 제공한다.Accordingly, the
이 솔루션은 안테나 어레이 및 위상 안테나 어레이, 방사선 분극 제어(VP; HP; CP)를 위한 빔 포밍 기능을 구현할 뿐만 아니라 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 안테나에 추가 기능을 제공할 수 있다.The solution can implement antenna arrays and phased antenna arrays, beamforming functions for radiation polarization control (VP; HP; CP), as well as provide additional functionality for multiple input multiple output (MIMO) antennas.
예를 들어, 도 9a-9b는 멀티 모드로 인해 레이더의 안테나 수를 줄이면서 범위 모드 간 스위치로 성능을 유지하고 기능을 유지하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 특히, 도 9A에 도시 된 종래의 종래 레이더에서, 중간 범위(MR; middle range) 및 짧은 범위(SR; short range) 모드 사이를 전환하기 위해, 두 개의 안테나 사이에서 동일한 전송 채널로부터 신호가 스위칭 된다. 이때, 첫 번째는 MR이고, 두번째는 SR인 경우이다. 이를 위해서는 두 번째 안테나를 위한 추가 공간이 필요하며, 이 두 안테나는 시분할 모드(TDM; time division mode) 모드에서만 사용할 수 있다. 대조적으로, 제안된 다중 모드 정류기를 사용하면, 선택된 모드에 따라 동일한 안테나 어레이 (도 9B)를 부분적으로 또는 완전히 사용하여 안테나에 필요한 공간을 줄일 수 있다. 예를 들어, 모드 1에서는 기존 레이더의 어레이(array) 1과 실질적으로 동일한 안테나 어레이의 왼쪽 부분 만 작동하고, 분배 모드에서는 기존 레이더의 어레이 2와 동일한 안테나 어레이의 두 부분이 모두 작동한다.For example, FIGS. 9A-9B are diagrams schematically illustrating a method of maintaining performance and maintaining functions with a switch between range modes while reducing the number of antennas of a radar due to multi-mode. In particular, in the conventional conventional radar shown in Fig. 9A, in order to switch between the middle range (MR) and short range (SR) modes, a signal is switched from the same transmission channel between the two antennas. . In this case, the first is MR, and the second is SR. This requires additional space for the second antenna, and these two antennas can only be used in a time division mode (TDM) mode. In contrast, using the proposed multi-mode rectifier, it is possible to reduce the space required for the antenna by partially or completely using the same antenna array (Fig. 9B) depending on the selected mode. For example, in
또한, 도 10a-10c는 다중 모드로 인해 방사선 편광이 어떻게 제어될 수 있는지를 도시한다. 예를 들어, 정류기의 제1 출력 포트는 라디에이터(radiator)(1010)(예: 패치 라디에이터)에 직접로드 될 수 있고, 제2 출력 포트는 동일한 라디에이터(1010)에 -90° 위상 시프터(phase shifter)(1020)를 통해 로드 될 수 있다. 모드 1에서, 전체 전력은 제1 출력 포트(1)를 통해 라디에이터(1010)에 제공되고 수직 편광(vertical polarization)이 실현된다. 모드 2에서 전체 전력은 -90°위상 시프트(phase shift)(1020)를 가진 제2 출력 포트(2)를 통해 라디에이터(1010)로 전달되고 수평 편광(horizontal polarization)이 실현된다. 분배 모드에서 전력은 위상 시프트가 없는 제1 출력 포트(1)를 통해 라디에이터(1010)를 균등하게 통과하고, -90°위상 시프트(1020)인 제2 출력 포트(2)를 통해 서클 편광(circular polarization)을 실현된다.Further, Figures 10A-10C show how radiation polarization can be controlled due to multiple modes. For example, the first output port of the rectifier can be loaded directly to the radiator 1010 (e.g., a patch radiator), and the second output port is the
도 11a-11c는 다중 모드로 인해 기지국에서 방사 패턴을 제어하는 것이 어떻게 가능한지를 도시한다.11A-11C show how it is possible to control the radiation pattern at the base station due to the multi-mode.
도 11a는 원 상에 균일하게 이격된 4개의 안테나(201-204)를 포함하는 기지국을 도시한다. 전력은 1개의 입력 및 4개의 출력을 갖는 전력 분배기를 통해 안테나에 제공되며, 전통적인 이진 회로에 따라 배열되고, 전력 분배기의 각 노드는 실시예들에서 제안된 정류기(101-103)일 수 있다. 이들 정류기가 전력 분배기 모드에서 동작 할 때, 신호는 4개의 안테나 모두에 동일하게 제공되고 전 방향 방사 패턴이 실현된다.11A shows a base station comprising four antennas 201-204 evenly spaced on a circle. Power is provided to the antenna through a power divider having 1 input and 4 outputs, arranged according to a traditional binary circuit, and each node of the power divider may be a rectifier 101-103 proposed in the embodiments. When these rectifiers operate in the power divider mode, the signal is provided equally to all four antennas and an omnidirectional radiation pattern is realized.
도 11b는 동일한 전력 분배기를 갖는 동일한 기지국을 도시하지만, 이 경우 전력 분배기의 노드 내의 정류기는 SPDT 모드에서 동작하며, 특히 정류기 (101, 103)는 모드 1에서 동작한다. 신호는 안테나(201)에만 제공되고, 이 안테나에 의해서만 생성된 좁은 방사 패턴이 실현된다. 유사하게, 스위치에서 SPDT 모드를 제어함으로써, 안테나(202, 203 또는 204)만이 방사하는 시나리오를 얻을 수 있다.Figure 11b shows the same base station with the same power divider, but in this case the rectifier in the node of the power divider operates in the SPDT mode, in particular the
도 11c는 동일한 전력 분배기를 갖는 동일한 기지국을 도시하지만, 이 경우 적어도 하나의 정류기는 전력 분배 모드에서 동작하고 적어도 하나의 정류기는 SPDT 모드에서 동작한다. 특히, 정류기(101)는 모드 2에서 동작하고, 정류기(102)는 모드 1에서 동작하고, 정류기(103)는 전력 분배 모드에서 동작한다. 신호는 안테나(202, 203)에만 제공되고, 이들 안테나에 의해 생성된 대응하는 방사 패턴이 실현된다. 유사하게, 일부 정류기에서 SPDT 모드를 활성화하고 다른 정류기에서 전력 분배 모드를 활성화하면 2 개의 안테나 (또는 필요한 경우 3 개)가 동시에 방사되는 시나리오를 얻을 수 있다.Figure 11c shows the same base station with the same power divider, but in this case at least one rectifier operates in the power distribution mode and at least one rectifier operates in the SPDT mode. In particular,
다중 쓰로우 정류기 (Multi-throw commutator)Multi-throw commutator
위에서 단극쌍투 (SPDT; Single Pole Double Throw) 정류기만을 설명하였지만, 실시예들은 단지 2개의 채널에서 신호를 출력하는 능력에 국한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 도 12에 추가로, 정류기(1200)가 N개의 출력 포트를 포함하는 정류기(1200)의 다른 실시 예가 도시된다. 정류기가 단일다중투(SPnT; single pole multi throw) 모드에서 동작 할 때 입력 포트로부터의 신호가 개별적으로 전송될 수 있다. 정류기(1200)의 입력 및 출력 암 각각은 전술한 정류기(100)의 입력 및 출력 암과 동일한 방식으로 배열된다. 정류기가 포함하는 암이 많을수록 넓은 주파수 대역에서 매칭을 달성하기가 더 어려워진다. 즉, 정류기(1200)의 동작 주파수 대역은 N수의 증가에 따라 감소할 것이다.Although only a single pole double throw (SPDT) rectifier has been described above, it should be noted that the embodiments are not limited to the ability to output signals in only two channels. Accordingly, in addition to FIG. 12, another embodiment of the
마이크로 스트립 라인 기반 SPDT 정류기(Microstrip line-based SPDT commutator)Microstrip line-based SPDT commutator
또한, 위의 개시는 SIW 및 SIW 기반 광 스위칭 요소가 기초로 하는 실시 예를 설명하고 있다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 실시예들은 이러한 구현으로 제한되지 않으며 다른 실시 예들도 가능하다. 예를 들어, 추가 도 13a-13b는 제안된 정류기(1300)가 마이크로 스트립 라인(1301) 상에 구현되는 또 다른 실시 예를 도시한다.In addition, it should be noted that the above disclosure describes an embodiment on which the SIW and SIW-based optical switching elements are based. However, embodiments are not limited to this implementation, and other embodiments are possible. For example, further FIGS. 13A-13B show another embodiment in which the proposed
특히, 정류기(1300)의 모든 전송 라인 세그먼트는 마이크로 스트립 라인(1301) 상에 만들어진다. 스위칭 요소(5-1)의 연결점과 분기점 사이의 제1 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(1310)는 임피던스 Zλ/4=1.2Zin 및 정류기(1300)를 통과하는 신호의 웨이브 대략 1/4(λ/4, 92°)에 해당하는 전기 길이를 가진다. 스위칭 요소(5-2)의 연결점과 분기점 사이의 제2 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(1320)는 또한 임피던스 Zλ/4=1.2Zin 및 대략 λ/4 (92°)의 전기 길이를 갖는다. 스위칭 요소(5-1, 5-2)는 한 쪽의 말단이 대응하는 출력 암에서 전송 라인 세그먼트의 말단에 연결되고, 다른 쪽 말단이 접지에 연결된다. 스위칭 요소(5-1)의 연결점과 출력 포트(1) 사이의 제1 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(1311)는 임피던스 Z1 = Zin을 갖는다. 스위칭 요소(5-2)의 연결점과 출력 포트(2) 사이의 제2 출력 암에서의 전송 라인 세그먼트(1321)는 임피던스 Z2 = Zin을 갖는다.In particular, all transmission line segments of the
또 다른 실시 예에서 매칭 홀의 역할은 매칭 회로에 의해 수행되며, 이는 또한 마이크로 스트립 라인(1301) 상에도 구현된다. 입력 포트(3)과 매칭 회로 사이의 입력 암에서의 전송 라인 세그먼트(1330)는 각각의 출력 포트와 매칭된 임피던스 Zin을 가지며, 이를 위해 본 실시 예에서 Z1 및 Z2는 Zin과 동일하게 설정된다. 매칭 회로는 임피던스 Zin 및 약 0.13λ (46°)의 전기 길이를 갖는 전송 라인 세그먼트(1340)와 임피던스 Zstub=2,8Zin 및 약 0.13λ (46°)의 전기 길이를 갖는 마이크로 스트립 스터브(1341)를 포함하고, 전송 라인 세그먼트(1340)의 한 쪽 말단이 입력 암의 해당 전송 라인 세그먼트(1330)에 연결되고, 전송 라인 세그먼트(1340)의 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고, 마이크로 스트립 스터브(1341)의 한쪽 말단은 입력 암의 해당 전송 라인 세그먼트(1330)에 연결되고 마이크로 스트립 스터브(1341)의 다른 쪽 말단은 스위칭 요소(5-3)에 연결된다. 스위칭 요소(5-3)로 매칭을 제공하기 위해, 이 경우, 스위칭 요소(5-3)의 한쪽의 말단은 접지에, 다른 쪽 말단은 언급된 매칭 회로의 스터브에 연결된다.In another embodiment, the role of the matching hole is performed by a matching circuit, which is also implemented on the
이 경우의 스위칭 요소는 PIN 다이오드, MEMS 요소 및/또는 광학 스위칭 요소와 같은 임의의 적합한 스위치 일 수 있다. 예를 들어, 소형화를 증가시키기 위해, 이들은 광 전도성 요소에 기초하여 구현될 수 있는데, 즉 제어 광속(control light flux)이 제공되는 광 전도성 요소에 의해 완전히 덮인 마이크로 스트립 라인의 갭을 나타낼 수 있다.The switching element in this case may be any suitable switch such as a PIN diode, a MEMS element and/or an optical switching element. For example, in order to increase the miniaturization, they can be implemented on the basis of a photoconductive element, that is to say a gap in the microstrip line that is completely covered by a photoconductive element to which a control light flux is provided.
각 스위칭 요소의 활성화는 해당 암의 임피던스를 변경한다. 따라서, 전체 입력 신호를 하나의 출력 포트로 출력해야 하는 SPDT 모드와 출력 포트 사이에 신호를 분배하는 분배 모드의 조건이 모두 실현된다. 마이크로 스트립 라인(1301) 상의 제안된 정류기(1300)의 실시 예는 SIW과 유사하게 저렴하지만, 단순한 매칭 홀 대신 여기서 매칭 회로를 사용한다는 점 때문에 SIW을 기준으로 한 위의 정류자(100)보다 치수가 약간 더 크다. 따라서, 특정 구현의 요구 사항이 SIW의 사용 가능성을 저해하거나 마이크로 스트립 라인이 예를 들어, 피더 경로(feeder path)와 같은 장치의 다른 부분에 이미 사용된 경우에 마이크로 스트립 라인을 기반으로 하는 실시 예를 적용하는 것이 바람직하다.Activation of each switching element changes the impedance of that arm. Accordingly, both the conditions of the SPDT mode in which all input signals must be output to one output port and the distribution mode in which signals are distributed between the output ports are realized. The embodiment of the proposed
전송 라인 세그먼트는 직선 형태(straight shape), 둥근 형태(a rounded shape), 구불구불한 형태(meander shape) 및 특정 용도에 적합한 임의의 다른 형태로 만들 수 있다.Transmission line segments can be made in a straight shape, a rounded shape, meander shape, and any other shape suitable for a particular application.
전송 라인 세그먼트는 코플라 도파관(coplanar waveguide), 접지된 코플라 도파관(grounded coplanar waveguide), 일괄 유도(lumped inductive) 및 용량성 요소(capacitive element) 등을 기반으로 만들 수도 있습니다.Transmission line segments can also be based on coplanar waveguides, grounded coplanar waveguides, lumped inductive and capacitive elements.
정류기(1300)는 도 12에서 선택적으로 다중 쓰로우 정류기로서 구현될 수 있다.The
일 실시예에 따른 정류기는 RF 신호에 의한 제어를 필요로 하는 전자 장치, 예를 들어 밀리미터 파 범위에서 미래 표준 5G, 6G의 이동 통신 네트워크를 위해, 다른 센서를 위해, Wi-Fi 네트워크를 위한 전자 장치를 위해, 무선 전력 전송을 위한, 스마트 홈시스템 및 기타 밀리미터 파 적응 지능형 시스템을 위해, 자동차 네비게이션을 위해, 사물 인터넷 (IoT)을 위해, 무선 전력 충전 등을 위해서 사용될 수 있다.The rectifier according to an embodiment is an electronic device that requires control by an RF signal, for example, for future standard 5G, 6G mobile communication networks in the millimeter wave range, for other sensors, for electronic devices for Wi-Fi networks. It can be used for devices, for wireless power transmission, for smart home systems and other millimeter wave adaptive intelligent systems, for car navigation, for Internet of Things (IoT), for wireless power charging, and the like.
예를 들어, 5G 네트워크에서, 제안된 정류기를 기지국의 안테나 어레이의 일부로 사용하여 안테나 패턴 및 빔 스캐닝을 제어하는 것이 편리할 수 있다. 다른 예에서, 정류기는 안테나 또는 레이더 범위 모드 간의 스위치(예 : 장거리, 중거리 및 단거리 모드 간)를 위한, 레이더 해상도(radar resolution) 변경을 위한, 빔 스캐닝(beam scanning)을 위한, 종단면/횡단면 평면(longitudinal/transverse plane)에서 안테나 모드 간의 스위치를 위한, 장치의 다른 끝에 위치한 다른 안테나와 다른 많은 어플리케이션 간의 전환을 위한 어플리케이션을 찾을 수 있다.For example, in a 5G network, it may be convenient to use the proposed rectifier as part of an antenna array of a base station to control antenna pattern and beam scanning. In another example, the rectifier is an antenna or a switch between radar range modes (e.g. between long, medium and short range modes), for changing radar resolution, for beam scanning, for longitudinal/cross-sectional planes. An application for switching between antenna modes in the (longitudinal/transverse plane) can be found for switching between different antennas located at the other end of the device and many other applications.
본 설명에서, 용어 "및/또는"은 각각의 열거된 항목들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다. 단수로 언급된 요소는 달리 특정되지 않는 한 복수의 요소를 배제하지 않는다.In this description, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of each of the listed items. Elements mentioned in the singular do not exclude plural elements unless otherwise specified.
설명에 명시된 요소의 기능성 또는 단일 요소로서 청구권의 기능성은 기기의 여러 구성 요소를 통해 실제로 구현될 수 있으며, 그 반대로 설명이나 청구권에 명시된 요소들의 기능성은 복수의 별도 요소로서 하나의 구성 요소에 의해 실제로 구현될 수 있다.The functionality of the elements specified in the description or the functionality of the claim as a single element can be actually implemented through several components of the device, and vice versa, the functionality of the elements specified in the description or claim is actually implemented by one component as a plurality of separate elements. Can be implemented.
일 실시 예에서, 본 정류기의 요소/유닛은 공통 하우징에 배치되고, 동일한 프레임/구조/인쇄 회로 기판 상에 배치되고, 구조적으로 장착(조립) 동작하고 통신 라인을 통해 기능적으로 서로 연결된다. 통신 라인 또는 채널은, 달리 명시되지 않는 한, 재료 구현에 창조적 노력을 요구하지 않는 종래의 통신 라인이다. 통신 라인은 유선, 전선 세트, 버스, 경로, 무선 통신 링크(유도, 무선 주파수, 적외선, 초음파 등) 일 수 있다. 통신 링크를 통한 통신 프로토콜은 당업계에 공지되어 있으며 별도로 개시되지 않는다.In one embodiment, the elements/units of the present rectifier are disposed in a common housing, disposed on the same frame/structure/printed circuit board, structurally mounted (assembled) and functionally connected to each other through a communication line. A communication line or channel is a conventional communication line that does not require creative effort in material implementation, unless otherwise specified. The communication line may be a wired line, a set of wires, a bus, a route, or a wireless communication link (induction, radio frequency, infrared, ultrasonic, etc.). Communication protocols over a communication link are known in the art and are not disclosed separately.
요소의 기능적 관계는 이러한 요소의 상호간의 올바른 협력을 제공하고, 요소의 특정 기능을 구현하는 연결로서 이해되어야 한다. 기능적 관계의 특정 예는 정보 교환을 제공하는 연결, 전류의 전송을 제공하는 연결, 기계적 움직임의 전달을 제공하는 연결, 빛, 소리, 전자기 또는 기계적 진동의 전송을 제공하는 연결 등일 수 있다. 기능적 관계의 특정 형태는 요소의 상호 작용의 본질에 의해 결정되며, 달리 명시되지 않는 한, 당업계에 공지된 원리를 사용하는 공지된 수단에 의해 제공된다.The functional relationship of elements should be understood as a connection that provides the correct cooperation between these elements and embodies specific functions of the elements. A specific example of a functional relationship may be a connection that provides the exchange of information, a connection that provides the transmission of current, a connection that provides the transmission of mechanical motion, a connection that provides the transmission of light, sound, electromagnetic or mechanical vibration, and the like. The specific form of functional relationship is determined by the nature of the interaction of the elements and, unless otherwise specified, is provided by known means using principles known in the art.
본 장치의 구성 요소의 구조적 실시 예는 당업자에게 공지되어 있으며, 달리 명시되지 않는 한 본 명세서에서 별도로 설명되지 않는다. 장치의 요소는 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 이들 구성 요소는 단지 예를 들어 기계 가공(machining) 및 손실-왁스 주조(lost-wax casting)를 포함하는 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 위의 설명에 따른 조립, 연결 및 기타 운영은 또한 당업자의 지식에 대응하므로, 여기서 더 상세히 설명되지 않을 것이다.Structural embodiments of the components of the present device are known to those skilled in the art, and are not separately described in the specification unless otherwise specified. The elements of the device can be made of any suitable material. These components can only be manufactured using known methods including for example machining and lost-wax casting. Assembly, connection and other operations in accordance with the above description also correspond to the knowledge of a person skilled in the art and will not be described in further detail here.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (19)
제1 출력 포트;
제2 출력 포트;
한쪽 말단(end)이 상기 제1 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점(branch point)에 연결되고 제2 모드에서 단락되는 제1 스위칭 요소(first switching element)를 포함하는 제1 출력 암(first output arm);
한쪽 말단이 상기 제2 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고 제1 모드에서 단락되는 제2 스위칭 요소(second switching element)를 포함하는 제2 출력 암(second output arm); 및
한쪽 말단이 상기 입력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 분배 모드에서 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 요소(matching element)의 형태로 전송 라인(transmission line)에 불연속성(discontinuity)을 도입하도록 구성된 제3 스위칭 요소(third switching element)를 포함하는 상기 입력 암
을 포함하는 다중 모드 정류기.
Input port;
A first output port;
A second output port;
A first output arm comprising a first switching element with one end connected to the first output port and the other end connected to a branch point and shorted in a second mode. output arm);
A second output arm including a second switching element having one end connected to the second output port and the other end connected to the branch point and shorted in a first mode; And
One end is connected to the input port and the other end is connected to the branch point, and discontinuity in the transmission line in the form of a matching element to change the impedance of the input arm in the distribution mode. The input arm comprising a third switching element configured to introduce
Multi-mode rectifier comprising a.
상기 제1 스위칭 요소는,
전체 전력을 상기 제2 출력 암으로 전송하는 상기 제2 모드에서, 상기 제1 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되고,
상기 제2 스위칭 요소는,
상기 전체 전력을 상기 제1 출력 암으로 전송하는 상기 제1 모드에서, 상기 제2 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되는
다중 모드 정류기.
The method of claim 1,
The first switching element,
In the second mode in which the entire power is transmitted to the second output arm, it is configured to be grounded and short-circuited to change the impedance of the first output arm,
The second switching element,
In the first mode of transmitting the total power to the first output arm, the second output arm is configured to be shorted to ground in order to change the impedance.
Multimode rectifier.
상기 매칭 요소는,
상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치(mismatch)에 의해 야기되는 반응성 저항(reactive resistance)과 부호(sign)가 반대(opposite)이고 크기(magnitude)가 동일(equal)한 순수 반응성 저항(purely reactive resistance)을 가지는
다중 모드 정류기.
The method of claim 1,
The matching element,
In the distribution mode, the reactive resistance caused by the mismatch of the output arm and the sign are opposite and the magnitude is equal. resistance)
Multimode rectifier.
상기 입력 암은,
상기 입력 포트 및 상기 매칭 요소에 연결되고 임피던스 Zin을 갖는 전송 라인 세그먼트(transmission line segment)를 포함하고,
상기 제1 출력 암과 상기 제2 출력 암은,
각각 2개의 직렬 연결된 전송 라인 세그먼트를 포함하고,
상기 제1 스위칭 요소는,
상기 제1 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제1 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고,
상기 제2 스위칭 요소는,
상기 제2 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제2 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제2 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고,
상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이(electrical length)를 가지고,
상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고,
상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트 및 상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 Zin과 동일한 임피던스를 가지는
다중 모드 정류기.
The method of claim 1,
The input arm,
A transmission line segment connected to the input port and the matching element and having an impedance Z in,
The first output arm and the second output arm,
Each contains two serially connected transmission line segments,
The first switching element,
One end of the first switching element is connected to a connection point of the two transmission line segments of the first output arm, and the other end of the first switching element is connected to ground,
The second switching element,
One end of the second switching element is connected to a connection point of the two transmission line segments of the second output arm, and the other end of the second switching element is connected to ground,
The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of the wavelength of the signal passing through the rectifier. have,
The transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier,
The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point, and the transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point have an impedance equal to Z in
Multimode rectifier.
모든 전송 라인 세그먼트는,
기판 집적 도파관(SIW; substrate integrated waveguide)을 기반으로 만들어지고,
상기 제1 스위칭 요소 및 제2 스위칭 요소 각각은 상기 SIW의 하부 벽(lower wall)에 전기적으로 연결되고 유전체 갭(dielectric gap)에 의해 SIW의 상부 벽(upper wall)으로부터 분리된 션트 비아(shunt via), 상기 유전체 갭을 완전히 덮고 상기 SIW의 상기 상부 벽을 통해 전기적으로 상기 션트 비아에 연결된 광속(light flux)에 의해 제어되는 광전도성 요소(photoconductive element)를 포함하고,
상기 매칭 요소는,
상기 분기점 근처의 상기 SIW의 상기 상부 벽에서 λ/4 미만의 직경(diameter)을 갖는 홀(hole)이고,
상기 제3 스위칭 요소는,
상기 SIW의 상기 상부 벽에 전기적으로 연결되고 광속에 의해 제어되는 광전도성 요소로 완전히 덮인 상기 홀을 포함하고,
상기 임피던스 Zλ/4는 Zin과 같은
다중 모드 정류기.
The method of claim 4,
All transmission line segments,
It is made based on a substrate integrated waveguide (SIW),
Each of the first and second switching elements is electrically connected to the lower wall of the SIW and separated from the upper wall of the SIW by a dielectric gap. ), a photoconductive element that completely covers the dielectric gap and is controlled by a light flux electrically connected to the shunt via through the upper wall of the SIW,
The matching element,
A hole with a diameter of less than λ/4 in the upper wall of the SIW near the fork,
The third switching element,
The hole electrically connected to the upper wall of the SIW and completely covered with a photoconductive element controlled by a light flux,
The impedance Z λ/4 is equal to Z in
Multimode rectifier.
적어도 하나의 추가 출력 포트; 및
한쪽 말단이 상기 추가 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 추가 출력 암의 임피던스를 변경하도록 구성된 추가 스위칭 요소를 포함하는 상기 추가 출력 암
을 더 포함하는 다중 모드 정류기.
The method of claim 1,
At least one additional output port; And
The additional output arm comprising an additional switching element, one end connected to the additional output port and the other end connected to the branch point, and configured to change the impedance of the additional output arm.
A multi-mode rectifier further comprising a.
제1 출력 포트;
제2 출력 포트;
한쪽 말단이 상기 제1 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고 제2 모드에서 단락되는 제1 스위칭 요소를 포함하는 제1 출력 암;
한쪽 말단이 상기 제2 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고 제1 모드에서 단락되는 제2 스위칭 요소를 포함하는 제2 출력 암; 및
한쪽 말단이 상기 입력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 분배 모드에서 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 회로(matching circuit)의 형태로 전송 라인에 불연속성을 도입하도록 구성된 제3 스위칭 요소를 포함하는 상기 입력 암
을 포함하는 다중 모드 정류기.
Input port;
A first output port;
A second output port;
A first output arm including a first switching element having one end connected to the first output port and the other end connected to a branch point and shorted in a second mode;
A second output arm including a second switching element having one end connected to the second output port and the other end connected to the branch point and shorted in a first mode; And
A third switching configured to introduce discontinuities to the transmission line in the form of a matching circuit in order to change the impedance of the input arm in order to change the impedance of the input arm in the distribution mode with one end connected to the input port and the other end connected to the branch point The input arm containing the element
Multi-mode rectifier comprising a.
상기 제1 스위칭 요소는,
전체 전력을 상기 제2 출력 암으로 전송하는 상기 제2 모드에서, 상기 제1 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되고,
상기 제2 스위칭 요소는,
상기 전체 전력을 상기 제1 출력 암으로 전송하는 상기 제1 모드에서, 상기 제2 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되는
다중 모드 정류기.
The method of claim 7,
The first switching element,
In the second mode in which the entire power is transmitted to the second output arm, it is configured to be grounded and short-circuited to change the impedance of the first output arm,
The second switching element,
In the first mode of transmitting the total power to the first output arm, the second output arm is configured to be shorted to ground in order to change the impedance.
Multimode rectifier.
상기 매칭 회로는,
상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치에 의해 야기되는 반응성 저항과 부호가 반대이고 크기가 동일한 순수 반응성 저항을 가지는
다중 모드 정류기.
The method of claim 7,
The matching circuit,
In the distribution mode, the reactive resistance caused by the mismatch of the output arm and the pure reactive resistance having the same magnitude and opposite in sign
Multimode rectifier.
상기 입력 암은,
상기 입력 포트 및 상기 매칭 회로에 연결되고 임피던스 Zin을 갖는 전송 라인 세그먼트를 포함하고,
상기 제1 출력 암과 상기 제2 출력 암은,
각각 2개의 직렬 연결된 전송 라인 세그먼트를 포함하고,
상기 제1 스위칭 요소는,
상기 제1 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제1 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고,
상기 제2 스위칭 요소는,
상기 제2 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제2 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제2 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고,
상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고,
상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고,
상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트 및 상기 제2 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 Zin과 동일한 임피던스를 가지는
다중 모드 정류기.
The method of claim 7,
The input arm,
A transmission line segment connected to the input port and the matching circuit and having an impedance Z in,
The first output arm and the second output arm,
Each contains two serially connected transmission line segments,
The first switching element,
One end of the first switching element is connected to a connection point of the two transmission line segments of the first output arm, and the other end of the first switching element is connected to ground,
The second switching element,
One end of the second switching element is connected to a connection point of the two transmission line segments of the second output arm, and the other end of the second switching element is connected to ground,
The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier,
The transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier,
The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point, and the transmission line segment between the connection point of the second switching element and the branch point have an impedance equal to Z in
Multimode rectifier.
모든 전송 라인 세그먼트는,
마이크로 스트립 라인(microstrip line)을 기반으로 만들어지고,
상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소는,
상기 마이크로 스트립 라인의 갭(gap) 형태로 만들어지고,
상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소 각각의 에지는,
광속에 의해 제어되는 광 전도성 요소에 의해 상호 연결되고,
상기 매칭 회로는,
Zin의 임피던스 및 약 0.13λ의 전기 길이를 갖는 전송 라인 세그먼트; 및
2.8Zin의 임피던스와 약 0.113λ의 전기 길이를 갖는 마이크로 스트립 스터브(microstrip stub)
를 포함하고,
상기 매칭 회로의 전송 라인 세그먼트는,
한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고,
상기 매칭 회로의 마이크로 스트립 스터브는,
한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 제3 스위칭 요소에 연결되고,
상기 제3 스위칭 요소의 다른 쪽 말단은 지면에 연결되고,
상기 임피던스 Zλ/4는 1.2 Zin과 같은
다중 모드 정류기.
The method of claim 10,
All transmission line segments,
It is made on the basis of microstrip line,
The first switching element and the second switching element,
It is made in the form of a gap of the microstrip line,
Edges of each of the first switching element and the second switching element,
Interconnected by photoconductive elements controlled by the luminous flux,
The matching circuit,
A transmission line segment having an impedance of Z in and an electrical length of about 0.13λ; And
A microstrip stub with an impedance of 2.8Z in and an electrical length of about 0.113λ.
Including,
The transmission line segment of the matching circuit,
One end is connected to the transmission line segment of the input arm, the other end is connected to the branch point,
The microstrip stub of the matching circuit,
One end is connected to the transmission line segment of the input arm, the other end is connected to the third switching element,
The other end of the third switching element is connected to the ground,
The impedance Z λ/4 is equal to 1.2 Z in
Multimode rectifier.
적어도 하나의 추가 출력 포트; 및
한쪽 말단이 상기 추가 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 추가 출력 암의 임피던스를 변경하도록 구성된 추가 스위칭 요소를 포함하는 상기 추가 출력 암
을 더 포함하는 다중 모드 정류기.
The method of claim 7,
At least one additional output port; And
The additional output arm comprising an additional switching element, one end connected to the additional output port and the other end connected to the branch point, and configured to change the impedance of the additional output arm.
A multi-mode rectifier further comprising a.
N개의 출력포트;
N개의 출력 암; 및
한쪽 말단이 상기 입력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고, 분배 모드에서 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 요소(matching element) 또는 매칭 회로의 형태로 전송 라인에 불연속성을 도입하도록 구성된 제3 스위칭 요소를 포함하는 상기 입력 암
을 포함하고,
상기 N개의 출력 암 각각은,
한쪽 말단이 대응하는 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고 해당하는 출력 암의 임피던스를 변경하기 위한 제1 스위칭 요소를 포함하고,
상기 N은 3보다 크거나 같은 양의 정수인,
다중 쓰로우 정류기.
Input port;
N output ports;
N output arms; And
One end is connected to the input port and the other end is connected to the branch point, and configured to introduce discontinuities in the transmission line in the form of a matching element or matching circuit to change the impedance of the input arm in the distribution mode. The input arm comprising a third switching element
Including,
Each of the N output arms,
One end is connected to the corresponding output port and the other end is connected to the branch point and comprises a first switching element for changing the impedance of the corresponding output arm,
N is a positive integer greater than or equal to 3,
Multi-Throw Rectifier.
상기 제1 스위칭 요소는,
전체 전력을 다른 출력 암으로 전송하는 모드에서, 해당하는 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해서 접지하여 단락 되도록 구성되고,
다중 쓰로우 정류기.
The method of claim 13,
The first switching element,
In a mode in which the entire power is transmitted to another output arm, it is configured to be shorted by grounding to change the impedance of the corresponding output arm,
Multi-Throw Rectifier.
상기 매칭 요소 또는 상기 매칭 회로는,
상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치에 의해 야기되는 반응성 저항과 부호가 반대이고 크기가 동일한 순수 반응성 저항을 가지는
다중 모드 정류기.
The method of claim 13,
The matching element or the matching circuit,
In the distribution mode, the reactive resistance caused by the mismatch of the output arm and the pure reactive resistance having the same magnitude and opposite in sign
Multimode rectifier.
상기 입력 암은,
상기 입력 포트 및 상기 매칭 요소 또는 상기 매칭 회로에 연결되고 임피던스 Zin을 갖는 전송 라인 세그먼트를 포함하고,
상기 N개의 출력 암 각각은,
각각 2개의 직렬 연결된 전송 라인 세그먼트를 포함하고,
상기 제1 스위칭 요소는,
해당하는 출력 암의 2개의 전송 라인 세그먼트의 연결점에 상기 제1 스위칭 요소의 한쪽 말단이 연결되고, 상기 제1 스위칭 요소의 다른 쪽 말단이 접지에 연결되고,
상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 임피던스 Zλ/4 및 상기 정류기를 통과하는 신호의 파장의 1/4(λ/4)에 해당하는 전기적 길이를 가지고,
상기 제1 스위칭 요소의 연결점과 상기 분기점 사이의 상기 전송 라인 세그먼트는 Zin과 동일한 임피던스를 가지는
다중 모드 정류기.
The method of claim 13,
The input arm,
A transmission line segment connected to the input port and the matching element or the matching circuit and having an impedance Z in,
Each of the N output arms,
Each contains two serially connected transmission line segments,
The first switching element,
One end of the first switching element is connected to the connection point of the two transmission line segments of the corresponding output arm, and the other end of the first switching element is connected to ground,
The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point has an impedance Z λ/4 and an electrical length corresponding to 1/4 (λ/4) of a wavelength of a signal passing through the rectifier,
The transmission line segment between the connection point of the first switching element and the branch point has an impedance equal to Z in
Multimode rectifier.
모든 전송 라인 세그먼트는,
기판 집적 도파관을 기반으로 만들어지고,
상기 제1 스위칭 요소 각각은 상기 SIW의 하부 벽에 전기적으로 연결되고 유전체 갭에 의해 SIW의 상부 벽으로부터 분리된 션트 비아, 상기 유전체 갭을 완전히 덮고 상기 SIW의 상기 상부 벽을 통해 전기적으로 상기 션트 비아에 연결된 광속에 의해 제어되는 광전도성 요소를 포함하고,
상기 매칭 요소는,
상기 분기점 근처의 상기 SIW의 상기 상부 벽에서 λ/4 미만의 직경을 갖는 홀이고,
상기 제3 스위칭 요소는,
상기 SIW의 상기 상부 벽에 전기적으로 연결되고 광속에 의해 제어되는 광전도성 요소로 완전히 덮인 상기 홀을 포함하고,
상기 임피던스 Zλ/4는 Zin과 같은
다중 모드 정류기.
The method of claim 16,
All transmission line segments,
It is made on the basis of the substrate integrated waveguide,
Each of the first switching elements is a shunt via electrically connected to the lower wall of the SIW and separated from the upper wall of the SIW by a dielectric gap, the shunt via completely covering the dielectric gap and electrically through the upper wall of the SIW. And a photoconductive element controlled by a light flux connected to,
The matching element,
A hole with a diameter of less than λ/4 in the upper wall of the SIW near the fork,
The third switching element,
The hole electrically connected to the upper wall of the SIW and completely covered with a photoconductive element controlled by a light flux,
The impedance Z λ/4 is equal to Z in
Multimode rectifier.
모든 전송 라인 세그먼트는,
마이크로 스트립 라인을 기반으로 만들어지고,
상기 제1 스위칭 요소는,
상기 마이크로 스트립 라인의 갭 형태로 만들어지고,
상기 제1 스위칭 요소의 에지는,
광속에 의해 제어되는 광 전도성 요소에 의해 상호 연결되고,
상기 매칭 회로는,
Zin의 임피던스 및 약 0.13λ의 전기 길이를 갖는 전송 라인 세그먼트; 및
2.8Zin의 임피던스와 약 0.113λ의 전기 길이를 갖는 마이크로 스트립 스터브
를 포함하고,
상기 매칭 회로의 전송 라인 세그먼트는,
한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 분기점에 연결되고,
상기 매칭 회로의 마이크로 스트립 스터브는,
한쪽 말단이 상기 입력 암의 전송 라인 세그먼트에 연결되고, 다른 쪽 말단이 상기 제3 스위칭 요소에 연결되고,
상기 제3 스위칭 요소의 다른 쪽 말단은 지면에 연결되고,
상기 임피던스 Zλ/4는 1.2 Zin과 같은
다중 모드 정류기.
The method of claim 16,
All transmission line segments,
It is made on the basis of the micro strip line,
The first switching element,
It is made in the form of a gap in the microstrip line,
The edge of the first switching element,
Interconnected by photoconductive elements controlled by the luminous flux,
The matching circuit,
A transmission line segment having an impedance of Z in and an electrical length of about 0.13λ; And
Microstrip stub with an impedance of 2.8Z in and an electrical length of about 0.113λ
Including,
The transmission line segment of the matching circuit,
One end is connected to the transmission line segment of the input arm, the other end is connected to the branch point,
The microstrip stub of the matching circuit,
One end is connected to the transmission line segment of the input arm, the other end is connected to the third switching element,
The other end of the third switching element is connected to the ground,
The impedance Z λ/4 is equal to 1.2 Z in
Multimode rectifier.
제1 출력 포트;
제2 출력 포트;
한쪽 말단이 상기 제1 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고, 제1 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해 구성된 제1 스위칭 요소를 포함하는 상기 제1 출력 암;
한쪽 말단이 상기 제2 출력 포트에 연결되고 다른 쪽 말단이 분기점에 연결되고, 제2 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해 구성된 제2 스위칭 요소를 포함하는 상기 제2 출력 암; 및
상기 입력 포트 및 상기 분기점에 입력 암의 말단이 연결되고, 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 구성된 제3 스위칭 요소를 포함하는 상기 입력 암
을 포함하고,
상기 제1 스위칭 요소 및 상기 제2 스위칭 요소는 전체 전력을 다른 출력 암으로 전송하는 모드에서 대응하는 출력 암의 임피던스를 변경하기 위해 접지하여 단락되도록 구성되고,
상기 제3 스위칭 요소는 분배 모드에서 상기 입력 암의 임피던스를 변경하기 위해 매칭 요소 또는 매칭 회로의 형태로 전송 라인에 불연속성을 도입하도록 구성되고,
상기 매칭 요소 또는 상기 매칭 회로는 상기 분배 모드에서 상기 출력 암의 미스 매치에 의해 야기되는 반응 저항과 부호가 반대이고 크기가 동일한 순수 반응 저항을 가지는
다중 모드 정류기.Input port;
A first output port;
A second output port;
The first output arm including a first switching element having one end connected to the first output port and the other end connected to a branch point, and configured to change the impedance of the first output arm;
The second output arm including a second switching element having one end connected to the second output port and the other end connected to a branch point, and configured to change the impedance of the second output arm; And
The input arm including a third switching element having an end of the input arm connected to the input port and the branch point and configured to change the impedance of the input arm.
Including,
The first switching element and the second switching element are configured to be grounded and short-circuited to change the impedance of a corresponding output arm in a mode in which the entire power is transmitted to another output arm,
The third switching element is configured to introduce discontinuities to the transmission line in the form of a matching element or a matching circuit to change the impedance of the input arm in a distribution mode,
The matching element or the matching circuit has a reactive resistance caused by a mismatch of the output arm in the distribution mode and a pure reactive resistance having the same magnitude and opposite in sign.
Multimode rectifier.
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