KR20210124657A - Rf power divider - Google Patents

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KR20210124657A
KR20210124657A KR1020200041953A KR20200041953A KR20210124657A KR 20210124657 A KR20210124657 A KR 20210124657A KR 1020200041953 A KR1020200041953 A KR 1020200041953A KR 20200041953 A KR20200041953 A KR 20200041953A KR 20210124657 A KR20210124657 A KR 20210124657A
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구현철
이의범
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건국대학교 산학협력단
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
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    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • HELECTRICITY
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Abstract

An RF power distributor according to one embodiment of the present application may comprise: an unequal distributor that receives power from a port 1 to which power is inputted with an input terminal to distribute power to a port A and a port B with different power ratios; a scattering-type distributor that distributes power so that power is inputted to a port C and has an even power ratio to a plurality of output terminals; a port C that receives power outputted from the port B of the unequal distributor and distributes the power to the plurality of output terminals of the scattering-type distributor; and a plurality of ports that transmit power of the same magnitude outputted from the port A of the unequal distributor and a plurality of output terminals of the scattering-type distributor to an antenna. Therefore, the present invention is capable of increasing spatial efficiency.

Description

RF 전력 분배기{RF POWER DIVIDER}RF POWER DIVIDER

RF(Radio Frequency) 전력 분배기에 관한 것이다.It relates to a radio frequency (RF) power divider.

최근 정보통신기술의 발전으로 5세대 통신, 무선전력전송, 레이더 등 사회 전반에 걸쳐 전파를 활용한 분야가 확대되고 있다.Recently, with the development of information and communication technology, fields using radio waves are expanding throughout society, such as 5G communication, wireless power transmission, and radar.

원하는 방향으로 전파를 송수신하기 위해 위상 배열 제어를 통한 재구성 빔-포밍 기술을 활용하고 있다. 위상 배열 빔-포밍 방식은 복수의 요소 안테나(Element Antenna)를 배치하고, 각 안테나에 입사되는 신호들의 시간(위상) 차를 제어하는 방식으로 진행된다.In order to transmit and receive radio waves in a desired direction, a reconstruction beam-forming technology through phased array control is utilized. The phased array beam-forming method is performed by disposing a plurality of element antennas and controlling a time (phase) difference between signals incident on each antenna.

이러한 위상 배열 빔-포밍 방식은 각 요소 안테나들의 배치에 따라 다양한 빔 패턴을 갖고, 적은 부엽(Grating Lobe) 및 높은 공간 효율성을 얻기 위해서는 각 요소 안테나의 배치가 중요한 역할을 한다.This phased array beam-forming method has various beam patterns according to the arrangement of each element antenna, and the arrangement of each element antenna plays an important role in order to obtain a small grating lobe and high spatial efficiency.

또한, 실제 각 요소 안테나의 배치에 따라 각 요소 안테나들이 위상 배열 빔-포밍 시스템이 올바르게 동작하기 위한 기준(Reference) RF 신호 공급이 중요하며, 기존에는 트리(Tree) 형식 분배기, 직접 분배 방식 등의 전력 분배 방식을 사용하여 기준 RF 신호를 공급한다.In addition, according to the actual arrangement of each element antenna, it is important for each element antenna to supply a reference RF signal for the phased array beam-forming system to operate correctly. A reference RF signal is supplied using a power distribution scheme.

위상 배열 빔-포밍 시스템에서 적은 부엽 및 높은 공간 효율성을 갖기 위한 각 요소 안테나들의 배치에 관해, 이론적으로는 각 요소 안테나 간의 거리가 일정한 정육각형 및 정육각형의 중심에 배치되는 형태, 즉 육각 벌집 형상으로 구성될 때, 적은 부엽 및 높은 공간 효율성을 얻을 수 있다.Regarding the arrangement of each element antenna to have a small side lobe and high spatial efficiency in a phased array beam-forming system, theoretically, the distance between each element antenna is a regular hexagon and a shape arranged at the center of a regular hexagon, that is, a hexagonal honeycomb shape When done, fewer side lobes and higher space efficiency can be obtained.

기준 RF 신호를 공급하기 위한 트리 방식 또는 직접 분배 방식을 사용하는 경우, 육각 벌집 형상과 같은 특수한 구조에 대해서는 실제 구현이 어려운 경우가 있다. 이에 Back-to-back Ground 구조를 가질 수 있어 공간 효율성이 높으며, 육각 벌집 형상으로 배열된 요소 안테나에 기준 RF 신호를 공급할 수 있는 RF 전력 분배기를 제공하는 것을 목적으로 한다.When a tree method or a direct distribution method for supplying a reference RF signal is used, it is sometimes difficult to actually implement a special structure such as a hexagonal honeycomb shape. Therefore, it is possible to have a back-to-back ground structure, so space efficiency is high, and an object of the present invention is to provide an RF power distributor capable of supplying a reference RF signal to an element antenna arranged in a hexagonal honeycomb shape.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기는, 전력이 입력되는 포트1로부터 입력단자로 전력을 입력받아, 포트A와 포트B 로 전력의 비가 다르게 전력을 분배하는 불균등 분배기, 포트C로 전력이 입력되어 복수개의 출력단자로 균등한 전력비를 가지도록 전력을 분배하는 산란형 분배기, 상기 불균등 분배기의 포트B로부터 출력되는 전력을 공급받아 상기 산란형 분배기의 복수개의 출력단자로 분배하기 위한 포트C, 상기 불균등 분배기의 포트A 및 상기 산란형 분배기의 복수개의 출력단자로부터 출력되는 동일한 크기의 전력을 안테나로 전달하는 복수개의 포트를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the RF power distributor according to an embodiment of the present application receives power from the port 1 to which power is inputted to the input terminal, and the power ratio is different between the port A and the port B. An unequal divider that distributes power, a scattering type divider that receives power from port C and distributes power to a plurality of output terminals to have an even power ratio, receives the power output from port B of the unequal divider and receives the scattering type divider Port C for distribution to a plurality of output terminals, port A of the unequal splitter, and a plurality of ports for transmitting power of the same size output from the plurality of output terminals of the scattering splitter to the antenna.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 불균등 분배기는, 일단이 상기 입력단자와 연결되고, 타단은 제3전송선로의 일단과 연결된 제1전송선로, 일단이 상기 입력단자와 연결되고, 타단은 제4전송선로의 일단과 연결된 제2전송선로, 일단이 상기 제1전송선로와 연결되고, 타단은 상기 포트A와 연결되는 상기 제3전송선로, 일단이 상기 제2전송선로와 연결되고, 타단은 상기 포트B와 연결되는 제4전송선로 및 상기 제1전송선로와 상기 제3전송선로의 접속점과 상기 제2전송선로와 상기 제4전송선로의 접속점에 연결되는 격리저항을 포함하고, 상기 복수개의 포트는, 상기 포트A로부터 출력되는 전력을 안테나로 전달하는 포트8을 포함할 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the unequal divider includes a first transmission line having one end connected to the input terminal, the other end connected to one end of the third transmission line, and one end connected to the input terminal, , the other end of the second transmission line connected to one end of the fourth transmission line, the third transmission line having one end connected to the first transmission line and the other end connected to the port A, and one end connected to the second transmission line and the other end includes an isolation resistor connected to a fourth transmission line connected to the port B, a connection point between the first transmission line and the third transmission line, and a connection point between the second transmission line and the fourth transmission line, , The plurality of ports may include a port 8 that transmits the power output from the port A to the antenna.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 제1전송선로 내지 상기 제4전송선로는, 마이크로스트립으로 된 것일 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the first transmission line to the fourth transmission line may be formed of a microstrip.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 제1전송선로는, 마이크로스트립 결합선로(Coupler Line)로 된 것일 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the first transmission line may be a microstrip coupling line (Coupler Line).

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 산란형 분배기는, 일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제2출력단자와 연결되는 제5전송선로, 일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제3출력단자와 연결되는 제6전송선로, 일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제4출력단자와 연결되는 제7전송선로, 일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제5출력단자와 연결되는 제8전송선로, 일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제6출력단자와 연결되는 제9전송선로, 및 일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제7출력단자와 연결되는 제10전송선로를 포함할 수 있고, 상기 복수개의 포트는, 상기 제2출력단자 내지 상기 제7출력단자로부터 출력되는 전력을 안테나로 전달하는 포트2 내지 포트7을 포함할 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the scattering type divider has a fifth transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to the second output terminal, and one end connected to the port C, and , the other end is a sixth transmission line connected to the third output terminal, one end is connected to the port C, the other end is a seventh transmission line connected to the fourth output terminal, one end is connected to the port C, the other end is connected to the first an eighth transmission line connected to the fifth output terminal, one end connected to the port C, the other end connected to the sixth output terminal, and one end connected to the port C, and the other end connected to the seventh output terminal and a tenth transmission line connected to, and the plurality of ports may include ports 2 to 7 for transmitting power output from the second output terminal to the seventh output terminal to the antenna.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 산란형 분배기는, 일단이 상기 제2출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제3출력단자에 연결되는 제 11전송선로, 일단이 상기 제3출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제4출력단자에 연결되는 제 12전송선로, 일단이 상기 제4출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제5출력단자에 연결되는 제 13전송선로, 일단이 상기 제5출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제6출력단자에 연결되는 제 14전송선로, 일단이 상기 제6출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제7출력단자에 연결되는 제 15전송선로, 일단이 상기 제7출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제2출력단자에 연결되는 제 16전송선로를 포함할 수 있다.In addition, in the RF power divider according to an embodiment of the present application, the scattering type divider includes an 11th transmission line having one end connected to the second output terminal and the other end connected to the third output terminal, one end being the third a twelfth transmission line connected to an output terminal and having the other end connected to the fourth output terminal, a thirteenth transmission line having one end connected to the fourth output terminal and the other end connected to the fifth output terminal, one end being the a 14th transmission line connected to a fifth output terminal and the other end connected to the sixth output terminal, a fifteenth transmission line having one end connected to the sixth output terminal and the other end connected to the seventh output terminal, one end and a sixteenth transmission line connected to the seventh output terminal and the other end connected to the second output terminal.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 제5전송선로 내지 상기 제16전송선로는 마이크로스트립으로 된 것일 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the fifth transmission line to the sixteenth transmission line may be formed of a microstrip.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 제11전송선로 내지 상기 제16전송선로는 링저항을 포함하는 것일 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the eleventh transmission line to the sixteenth transmission line may include a ring resistor.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 포트8을 중심으로 하는 정육각형 형태로 상기 포트2 내지 상기 포트7이 배치되는 것일 수 있다.In addition, in the RF power distributor according to an embodiment of the present application, the ports 2 to 7 may be disposed in a regular hexagonal shape centered on the port 8.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 Back-to-back Ground 구조를 이용하는 것일 수 있다.In addition, it may be to use a Back-to-back Ground structure in the RF power divider according to an embodiment of the present application.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기에서 상기 불균등 분배기는 2단 불균등 윌킨슨 전력 분배기이고, 상기 산란형 분배기는 6 Way 저항성 전력 분배기일 수 있다.In addition, in the RF power divider according to an embodiment of the present application, the unequal divider may be a two-stage unequal Wilkinson power divider, and the scattering type divider may be a 6-way resistive power divider.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, RF 전력 분배기를 제공함으로써, 기존의 트리 형식 전력 분배기 또는 직접 분배 형식 분배기로 구현할 수 없는 육각 벌집 구조로 배열된 안테나에 기준 RF 신호를 공급하여 적은 부엽을 갖도록 할 수 있으며, 이를 Back-to-back Ground 구조를 갖도록 회로를 구현하여 공간 효율성을 높일 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, by providing an RF power divider, a reference RF signal is supplied to an antenna arranged in a hexagonal honeycomb structure that cannot be implemented with a conventional tree type power divider or a direct distribution type divider to have fewer side lobes. This can be done, and the space efficiency can be improved by implementing the circuit to have a back-to-back ground structure.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.

도1은 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기를 이용한 무선전력전송 시스템을 나타낸 도면이다.
도2는 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기의 회로도를 나타낸 도면이다.
도3a는 본원의 일 실시예에 따른, 불균등 분배기를 마이크로스트립 선로를 사용하여 구성한 것을 나타낸 도면이다.
도3b는 본원의 일 실시예에 따른, 불균등 분배기의 제1전송선로를 마이크로스트립 결합선로(Coupler Line) 회로도 및 마이크로스트립 결합선로의 등가회로의 회로도를 나타낸 도면이다.
도4는 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기의 각 전송선로가 마이크로스트립으로 구성되고, 링저항이 적용된 회로를 나타낸 도면이다.
도5는 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기의 링저항의 값을 구하기 위한 회로를 나타낸 도면이다.
도6a는 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기의 링저항

Figure pat00001
값에 따른 입력 임피던스를 나타낸 도면이다.
도6b는 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기의 링저항
Figure pat00002
값에 따른
Figure pat00003
노드와 출력단자
Figure pat00004
간의 절연을 나타내기 위한 도면이다.
도7은 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기의 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스
Figure pat00005
와 전기적 거리
Figure pat00006
에 따른 입출력포트의 반사의 크기를 나타낸 그래프이다.
도8은 본원의 일 실시예에 따른, RF 전력 분배기의 각 소자의 값을 나타낸 표이다.
도9a는 본원의 일 실시예에 따른, RF 전력 분배기를 이용한 실제 회로 및 출력 포트 배치를 구현한 예시이다.
도9b는 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기의 포트2 내지 포트8 및 산란형 분배기가 위치한 면을 나타낸 도면이다.
도9c는 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기의 포트1 및 불균등 분배기이 위치한 다른 면을 나타낸 도면이다.
도10은 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기의 주파수에 따른 Insertion loss, Phase delay, Reflection, Isolation을 나타낸 그래프이다.
도11은 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기의 개략적인 블록도이다.1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system using an RF power divider according to an embodiment of the present application.
2 is a diagram showing a circuit diagram of an RF power divider according to an embodiment of the present application.
Figure 3a is a view showing the configuration of the unequal distributor according to an embodiment of the present application using a microstrip line.
3B is a diagram showing a circuit diagram of an equivalent circuit of a microstrip coupling line and a microstrip coupling line of the first transmission line of the unequal splitter according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram illustrating a circuit in which each transmission line of the scattering type divider is composed of a microstrip and a ring resistance is applied, according to an embodiment of the present application.
5 is a diagram illustrating a circuit for obtaining a value of a ring resistance of a scattering divider according to an embodiment of the present application.
6a is a ring resistance of a scattering divider according to an embodiment of the present application;
Figure pat00001
It is a diagram showing the input impedance according to the value.
Figure 6b is a ring resistance of a scattering divider according to an embodiment of the present application;
Figure pat00002
according to value
Figure pat00003
Nodes and Outputs
Figure pat00004
It is a diagram for showing the insulation between the livers.
7 is a characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line of the scattering type divider according to an embodiment of the present application;
Figure pat00005
and electrical distance
Figure pat00006
It is a graph showing the size of reflection of input/output port according to
8 is a table showing values of each element of the RF power divider according to an embodiment of the present application.
9A is an example of implementing an actual circuit and output port arrangement using an RF power divider according to an embodiment of the present application.
Figure 9b is a view showing a surface where the port 2 to port 8 and the scattering type distributor of the RF power distributor according to an embodiment of the present application.
Figure 9c is a view showing the other side of the RF power divider port 1 and the unequal divider is located according to an embodiment of the present application.
10 is a graph showing insertion loss, phase delay, reflection, and isolation according to the frequency of the RF power divider according to an embodiment of the present application.
11 is a schematic block diagram of an RF power distributor according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily implement them. However, the present application may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be "connected" with another part, it includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when it is said that a member is positioned "on", "on", "on", "under", "under", or "under" another member, this means that a member is positioned on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this application belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be construed in an ideal or overly formal meaning unless explicitly defined herein. do.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffixes “module,” “block,” and “part” for the components used in the following description are given or mixed in consideration of the ease of writing the specification only, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. .

이하, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기와 관련하여 설명한다.Hereinafter, it will be described in relation to the RF power divider according to an embodiment of the present application.

도1은 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)를 이용한 무선전력전송 시스템(1)을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system 1 using an RF power divider 100 according to an embodiment of the present application.

도1을 참조하면, RF 전력 분배기(100)으로부터 공급받은 기준 RF 신호를 액티브 모듈 레이어(2)를 통해 신호들의 시간(위상) 차를 제어하고, 이를 어레이 안테나 레이어(3)에서 무선전력 전송채널(4)를 통해 전송하고, 전송된 무선전력을 전송 받는 측의 어레이 안테나 레이어(5)에서 수신한다. 무선전력을 전송 받는 측은 무선전력을 전송하는 측과 동일한 구성을 가지고 전송 측 과정의 역과정을 통하여 전력을 송신한다. Referring to FIG. 1 , the time (phase) difference of the reference RF signal supplied from the RF power divider 100 is controlled through the active module layer 2, and the time (phase) difference between the signals is controlled by the array antenna layer 3 through the wireless power transmission channel. It is transmitted through (4), and the transmitted wireless power is received by the array antenna layer 5 of the receiving side. The side receiving the wireless power has the same configuration as the side transmitting the wireless power, and transmits power through the reverse process of the transmission side.

RF 전력 분배기(100)는 불균등 분배기(200), 산란형 분배기(300), 불균등 분배기(200)에서 분배된 출력의 일부를 산란형 분배기(300)로 전달하는 포트C(500), 분배된 전력이 출력되는 복수개의 포트(400)을 포함할 수 있다. RF 전력 분배기(100)는 불균등 분배기(200)의 출력과 산란형 분배기(300)의 출력을 기준 RF 전력으로 공급하고, 각 출력의 크기는 동일할 수 있다. 산란형 분배기(300)는 불균등 분배기(200)에 종속(cascade)되어 연결된다. 여기서, 출력의 크기가 동일하다는 것은 미리 설정된 오차 범위 내의 차이를 가지는 범위까지 포함하는 것일 수 있다.RF power divider 100 is unequal divider 200, scattering divider 300, port C 500 for transferring a portion of the output distributed from unequal divider 200 to scattering divider 300, distributed power The output may include a plurality of ports 400 . The RF power divider 100 supplies the output of the unequal divider 200 and the output of the scattering divider 300 as reference RF power, and the size of each output may be the same. The scattering divider 300 is connected in cascade to the unequal divider 200 . Here, the same output size may include a range having a difference within a preset error range.

도2는 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 회로도를 나타낸 도면이다. 도2에서

Figure pat00007
는 격리저항(210)을 나타내고,
Figure pat00008
는 링저항(310),
Figure pat00009
는 기준 임피던스(101), 포트1(401)은 전력이 입력되는 포트이고, 포트2 내지 포트8(402~408)은 전력이 출력되는 포트로 복수개의 포트(400)에 포함되는 것이다.2 is a diagram showing a circuit diagram of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application. in Figure 2
Figure pat00007
represents the isolation resistor 210,
Figure pat00008
is the ring resistance 310,
Figure pat00009
is the reference impedance 101 , port 1 401 is a port to which power is input, and ports 2 to 8 ( 402 to 408 ) are ports to which power is output and are included in the plurality of ports 400 .

도2를 참조하면, RF 전력 분배기(100)는 전력이 입력되는 포트1(401)로부터 입력단자(220)로 전력을 입력받아, 포트A(201)와 포트B(202)로 전력의 비가 다르게 전력을 분배한다. 또한, RF 전력 분배기(100)는 포트B(202)로 출력된 전력을 복수개의 출력단자(322~327)로 분배하기 위한 포트C(500)를 통해 전력을 공급받아, 복수개의 출력단자(322~327)로 균등한 전력비를 가지도록 전력을 분배할 수 있다. 포트A(201)와 복수개의 출력단자(322~327)를 통해 분배된 전력을 복수개의 포트(400)로 전달하고, 동일한 크기의 전력을 안테나로 전달할 수 있다. 즉, RF 전력 분배기(100)로 입력된 입력은, 포트A(201)와 포트B(202)로 분배되고, 포트B(202)로 출력되는 전력은 포트C(500)로 입력되어 다시 복수개의 출력단자(322~327)로 출력된다. 포트A(201)와 복수개의 출력단자(322~327)로 출력된 출력은 복수개의 포트(400)를 통해 최종적으로 안테나로 전달된다.Referring to FIG. 2 , the RF power divider 100 receives power from the port 1 401 to which power is inputted to the input terminal 220 , and the power ratio is different between the port A 201 and the port B 202 . distribute power. In addition, the RF power distributor 100 receives power through the port C 500 for distributing the power output to the port B 202 to the plurality of output terminals 322 to 327, and a plurality of output terminals 322 ~327), power can be distributed to have an even power ratio. Power distributed through the port A 201 and the plurality of output terminals 322 to 327 may be transmitted to the plurality of ports 400 , and power of the same size may be transmitted to the antenna. That is, the input input to the RF power divider 100 is distributed to the port A 201 and the port B 202 , and the power output to the port B 202 is input to the port C 500 and again to a plurality of It is output to the output terminals 322 to 327. The outputs output to the port A 201 and the plurality of output terminals 322 to 327 are finally transmitted to the antenna through the plurality of ports 400 .

본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)는, 전력이 입력되는 포트1(401)로부터 입력단자(220)로 전력을 입력받아, 포트A(201)와 포트B(202) 로 전력의 비가 다르게 전력을 분배하는 불균등 분배기(200), 포트C(500)로 불균등 분배기(200)로부터 전달되는 전력이 입력되어 복수개의 출력단자(322~327)로 균등한 전력비를 가지도록 전력을 분배하는 산란형 분배기(300), 불균등 분배기의 포트B(201)로부터 출력되는 전력을 공급받아 산란형 분배기(300)의 복수개의 출력단자(322~327)로 분배하기 위한 포트C(500), 불균등 분배기(200)의 포트A(201) 및 산란형 분배기(300)의 복수개의 출력단자(322~327)로부터 출력되는 동일한 크기의 전력을 안테나로 전달하는 복수개의 포트(400)을 포함할 수 있다.The RF power divider 100 according to an embodiment of the present application receives power from the port 1 401 to which power is inputted to the input terminal 220 , and transmits power to the port A 201 and the port B 202 . The power delivered from the unequal divider 200 is input to the unequal divider 200, which distributes power with different ratios, and the port C 500 distributes power so as to have an even power ratio to a plurality of output terminals 322 to 327. Port C 500 for receiving the power output from the port B 201 of the scattering divider 300, the unequal divider and distribute it to a plurality of output terminals 322 to 327 of the scattering divider 300, the unequal divider It may include a plurality of ports 400 for transmitting power of the same size output from the port A 201 of 200 and the plurality of output terminals 322 to 327 of the scattering splitter 300 to the antenna.

RF 전력 분배기(100)의 불균등 분배기(200)는 전원이 입력되는 포트1(401)로부터 입력단자(220)로 전력을 입력받아, 포트A(201)와 포트B(202)로 전력의 비가 다르게 전력을 분배할 수 있다. 포트C(500)는 포트B(202)로부터 출력되는 전력을 공급받아 산란형 분배기(300)와 연결되는 복수개의 출력단자(322~327)로 균일한 전력비를 가지도록 전력을 분배하기 위해서, 전력을 전달할 수 있다. 기준 RF 신호로 사용되기 위해서는 각 출력의 크기가 동일하여야 한다. 포트A(201)와 포트B(202)에서 분배되는 전력비는 불균등하나, 이후 포트B(202)로부터 출력되는 전력을 입력 받은 포트C(500)을 통해 전력이 산란형 분배기(300)로 입력되어, 복수개의 출력단자(322~327)로 균등한 전력비를 가지도록 전력 분배 과정이 이루어져서, 포트A(201)와 연결되어 출력되는 전력과 동일한 크기의 전력이 출력되도록 할 수 있다. 결국, 최종적으로 복수개(예를 들어, 7개)의 포트(400)를 통해 동일한 크기의 전력을 안테나로 전달할 수 있다. The unequal divider 200 of the RF power divider 100 receives power from the port 1 401 to which power is inputted to the input terminal 220, and the ratio of power to the port A 201 and the port B 202 is different. power can be distributed. Port C 500 receives power output from port B 202 and distributes power to a plurality of output terminals 322 to 327 connected to the scattering divider 300 to have a uniform power ratio. can convey In order to be used as a reference RF signal, the size of each output must be the same. The power ratio distributed from the port A 201 and the port B 202 is unequal, but then the power is input to the scattering distributor 300 through the port C 500 that receives the power output from the port B 202. , a power distribution process is performed to have an even power ratio to the plurality of output terminals 322 to 327 , so that power having the same magnitude as the power output by being connected to the port A 201 can be output. As a result, finally, power of the same size may be transmitted to the antenna through a plurality of (eg, seven) ports 400 .

예를 들어, 포트A(201)와 포트B(202)로 출력되는 전력의 비가 1:n인 경우, 포트A(201)의 출력 크기에 비하여 n배의 출력 크기를 갖는 포트B(202)의 출력이 포트C(500)로 입력되고, 포트A(201)의 전력 크기와 동일한 균등한 전력이 출력되어, 총 n+1개의 크기가 동일한 출력을 얻을 수 있는 것이다.For example, when the ratio of the power output to the port A 201 and the port B 202 is 1:n, the port B 202 having an output size n times larger than the output size of the port A 201 is The output is input to the port C 500 , and equal power equal to the power size of the port A 201 is outputted, so that a total of n+1 sizes of the same output can be obtained.

본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)에 있어서, 불균등 분배기(200)는 불균등 윌킨슨 전력 분배기이고, 산란형 분배기(300)는 6-Way 산란형 전력 분배기일 수 있다. 예를 들어, 포트A(201)와 포트B(202)로 출력되는 전력의 전력비가 다른 불균등 분배기(200)로서, T접합 분배기, 불균등 윌킨슨 분배기 등 다양한 분배기가 적용될 수 있다. 그리고, 산란형 분배기(300)는 n-way direct resistor divider, junction resistor node를 활용한 6-way 산란형 분배기, waveguide format을 활용한 6-way 산란형 분배기 등 다양한 방식의 분배기가 적용될 수 있다.In the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application, the unequal divider 200 may be an unequal Wilkinson power divider, and the scattering type divider 300 may be a 6-way scattering type power divider. For example, as the unequal divider 200 in which the power ratio of power output to the port A 201 and the port B 202 is different, various dividers such as a T-junction divider and an unequal Wilkinson divider may be applied. In addition, the scattering type divider 300 may be applied to various types of dividers, such as an n-way direct resistor divider, a 6-way scattering type divider using a junction resistor node, and a 6-way scattering type divider using a waveguide format.

도3a는 본원의 일 실시예에 따른, 불균등 분배기(200)를 마이크로스트립 선로를 사용하여 구성한 것을 나타낸 도면이다.3A is a view showing the configuration of the unequal distributor 200 using a microstrip line according to an embodiment of the present application.

도 2 및 도3a을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 RF전력 분배기(100)의 불균등 분배기(200)는, 일단이 입력단자(220)와 연결되고, 타단은 제3전송선로의 일단과 연결된 제1전송선로, 일단이 입력단자(220)와 연결되고, 타단은 제4전송선로의 일단과 연결된 제2전송선로, 일단이 제1전송선로와 연결되고, 타단은 포트A(201)와 연결되는 제3전송선로, 일단이 제2전송선로와 연결되고, 타단은 포트B(202)와 연결되는 제4전송선로, 제1전송선로와 제3전송선로의 접속점(221)과 제2전송선로와 제4전송선로의 접속점(222)에 연결되는 격리저항(210)을 포함할 수 있다. 또한, RF전력 분배기(100)의 불균등 분배기(200)의 포트 A(201)로부터 출력되는 전력은 복수개의 포트(400) 중 포트 8(408)을 통해 안테나로 전달될 수 있다. 입력단자(220)로부터 양분되는 제1전송선로와 제2전송선로를 가지고, 제1전송선로와 연결되는 제3전송선로, 제2전송선로와 연결되는 제4전송선로, 제1전송선로와 제3전송선로의 접속점(221)과 제2전송선로와 제4전송선로의 접속점(222)에 격리저항(210)이 연결되는 구조는 전력을 포트A(201)과 포트B(202)에 전력의 비가 다르게 전력을 분배하기 위한 구성에 해당한다. 제1전송선로 내지 제4전송선로의 임피던스 및 격리저항(210)의 크기는 전력비 n:1과 전력의 입출력포트에 연결되는 기준 임피던스(101)

Figure pat00010
의 크기에 따라 정해질 수 있다. 2 and 3A, the unequal divider 200 of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application has one end connected to the input terminal 220, and the other end is connected to one end of the third transmission line and A first transmission line connected, one end connected to the input terminal 220, the other end connected to one end of the fourth transmission line, a second transmission line connected to one end, one end connected to the first transmission line, and the other end connected to the port A 201 and a third transmission line to be connected, a fourth transmission line having one end connected to the second transmission line and the other end connected to the port B 202, a connection point 221 between the first transmission line and the third transmission line, and a second transmission line It may include an isolation resistor 210 connected to the connection point 222 of the furnace and the fourth transmission line. In addition, power output from port A 201 of the unequal divider 200 of the RF power divider 100 may be transmitted to the antenna through port 8 408 among the plurality of ports 400 . It has a first transmission line and a second transmission line bisected from the input terminal 220 , a third transmission line connected to the first transmission line, a fourth transmission line connected to the second transmission line, a first transmission line and a second transmission line The structure in which the isolation resistor 210 is connected to the connection point 221 of the 3 transmission line and the connection point 222 between the second transmission line and the fourth transmission line transfers power to the port A 201 and the port B 202. The ratio corresponds to a configuration for distributing power differently. The impedance of the first to fourth transmission lines and the size of the isolation resistor 210 have a power ratio of n:1 and a reference impedance 101 connected to the input/output port of power.
Figure pat00010
can be determined according to the size of

아래 [식1]은 기준 임피던스(101)

Figure pat00011
와 포트A(201)와 포트B(202)를 통해 출력되는 전력비에 따라 결정되는 제1전송선로 내지 제4전송선로의 특성 임피던스를 나타내는
Figure pat00012
내지
Figure pat00013
및 격리저항(210)
Figure pat00014
의 값을 나타낸 것이다. 포트A(201)와 포트B(202)로 출력하고자 하는 전력의 크기비를 결정하고, 입출력포트에 연결되는 기준 임피던스
Figure pat00015
를 결정하면, 제1전송선로 내지 제4전송선로의 임피던스 값을 구할 수 있고, 격리저항(210)의 크기도 구할 수 있게 되어, 제1전송선로 내지 제4전송선로의 특성 임피던스 값을 정할 수 있다. 예를 들어, 기준 임피던스(101)
Figure pat00016
를 50Ω, 전력비 n:1을 6:1로 결정한 경우(
Figure pat00017
)에, 아래 [식1]에 따라 제1전송선로의 임피던스
Figure pat00018
은 약 208Ω, 제2전송선로의 임피던스
Figure pat00019
는 약 35Ω, 제3전송선로의 임피던스
Figure pat00020
는 약 78Ω, 제4전송선로의 임피던스
Figure pat00021
는 약32Ω, 격리저항(210)의 저항
Figure pat00022
는 약 143Ω이 된다. 또한, 각 전송선로의 전기적 길이를 동일하게 π/2로 하여 격리저항(210)과 함께 출력단자 간의 절연(Isolation)을 향상시킬 수 있다.[Equation 1] below is the reference impedance (101)
Figure pat00011
and the characteristic impedance of the first to fourth transmission lines determined according to the ratio of power output through the port A (201) and the port B (202).
Figure pat00012
inside
Figure pat00013
and isolation resistance (210)
Figure pat00014
represents the value of The ratio of the power to be output to the port A 201 and the port B 202 is determined, and the reference impedance connected to the input/output port
Figure pat00015
is determined, the impedance values of the first to fourth transmission lines can be obtained, and the size of the isolation resistor 210 can also be obtained, so that the characteristic impedance values of the first to fourth transmission lines can be determined. have. For example, reference impedance 101
Figure pat00016
is 50Ω and the power ratio n:1 is 6:1 (
Figure pat00017
), the impedance of the first transmission line according to [Equation 1] below
Figure pat00018
is about 208Ω, the impedance of the second transmission line
Figure pat00019
is about 35Ω, the impedance of the third transmission line
Figure pat00020
is about 78Ω, the impedance of the 4th transmission line
Figure pat00021
is about 32Ω, the resistance of the isolation resistor 210
Figure pat00022
is about 143Ω. In addition, by making the electrical length of each transmission line equal to π/2, the isolation between the output terminals together with the isolation resistor 210 can be improved.

[식1][Formula 1]

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서,

Figure pat00024
는 포트 A(201)와 출력 포트 B(202)에서 출력되는 전력비의 제곱근 (
Figure pat00025
)이고,
Figure pat00026
는 입출력포트에 연결되는 기준 임피던스(101)의 크기를 나타낸다.here,
Figure pat00024
is the square root of the power ratio output from port A (201) and output port B (202) (
Figure pat00025
)ego,
Figure pat00026
denotes the size of the reference impedance 101 connected to the input/output port.

따라서, 위의 [식1]과 같이 제1전송선로 내지 제4전송선로 및 격리저항(210)의 크기를 결정하고 전기적 길이를 동일하게 하여, 포트A(201)와 포트B(202)로 출력되는 전력의 비가 다르게 전력을 분배할 수 있다.Therefore, as shown in [Equation 1] above, the sizes of the first to fourth transmission lines and the isolation resistor 210 are determined and the electrical lengths are the same, and output to the port A 201 and the port B 202. Power can be distributed with different ratios of power.

도3a를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 불균등 분배기(200)에 포함되는 제1전송선로 내지 제4전송선로는 마이크로스트립으로 될 수 있다. 마이크로스트립이란, 평판형 전송선로 중 하나로 두 개의 금속판(microstrip, ground conductor) 사이에 유전체(substrate)를 두고, 주로 유전체에서 전자파가 진행하는 구조를 갖는 선로를 말한다. 마이크로스트립 선로의 특성 임피던스 값은 마이크로스트립 선로의 넓이, 길이, 유전체의 비유전율, 유전체의 높이 등에 따라 달라지는 것으로, 이를 조절하여 원하는

Figure pat00027
내지
Figure pat00028
의 값을 갖도록 설계할 수 있다.Referring to FIG. 3A , the first to fourth transmission lines included in the unequal divider 200 of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present disclosure may be microstrips. The microstrip refers to a line having a structure in which a dielectric is placed between two metal plates (microstrip, ground conductor) as one of the planar transmission lines, and electromagnetic waves mainly propagate through the dielectric. The characteristic impedance value of the microstrip line varies depending on the width and length of the microstrip line, the relative permittivity of the dielectric, and the height of the dielectric.
Figure pat00027
inside
Figure pat00028
It can be designed to have a value of

포트A(201)와 포트B(202)에서 출력되는 전력의 크기비를 결정하기 위해서 제1전송선로 내지 제4전송선로는 위의 [식1]에 의해 결정되는

Figure pat00029
내지
Figure pat00030
의 임피던스 값을 가져야 한다. 마이크로스트립 선로 ITTL(Impedance Transforming Transmission Line)이 가지는 특성 임피던스가 각각 [식1]을 통해 구한
Figure pat00031
내지
Figure pat00032
의 값을 가지도록 하고, 마이크로스트립으로 된 제1전송선로 내지 제4전송선로가 가지는 전기적 길이를 동일하게 하여, 포트A(201)와 포트B(202)에서 출력되는 전력의 크기가 다르게 전력을 분배할 수 있다. In order to determine the magnitude ratio of the power output from the port A 201 and the port B 202, the first to fourth transmission lines are determined by the above [Equation 1].
Figure pat00029
inside
Figure pat00030
It should have an impedance value of The characteristic impedance of the microstrip line ITTL (Impedance Transforming Transmission Line) is obtained through [Equation 1], respectively.
Figure pat00031
inside
Figure pat00032
to have a value of , and by making the electrical lengths of the first to fourth microstrip transmission lines the same, the power output from the port A 201 and the port B 202 is different in magnitude. can be distributed

도3b는 본원의 일 실시예에 따른, 불균등 분배기(200)의 제1전송선로를 마이크로스트립 결합선로(Coupler Line) 회로도 및 마이크로스트립 결합선로의 등가회로의 회로도를 나타낸 도면이다. 마이크로스트립 결합선로란, 근접한 마이크로스트립 선로간의 커플링 현상을 이용하여, 근접한 선로의 간격, 길이를 조정하여 두 선로간의 Capacitance가 바뀌는 것을 이용한 것이다.3B is a diagram showing a circuit diagram of an equivalent circuit of a microstrip coupling line and a microstrip coupling line of the first transmission line of the unequal splitter 200 according to an embodiment of the present application. The microstrip coupling line uses the coupling phenomenon between adjacent microstrip lines to change the capacitance between two lines by adjusting the spacing and length of the adjacent lines.

도3b (ㄱ)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 불균등 분배기(200)의 제1전송선로가 마이크로스트립 결합선로로 된 것일 수 있다. 도3b(ㄱ)은 불균등 분배기(200)의 제1전송선로를 마이크로스트립 결합선로 회로도로 나타낸 도면이다. 제1전송선로는 포트A(201)와 포트B(202)를 통해 출력되는 전력비의 크기 및 기준 임피던스(101)에 따라, 높은 임피던스 값을 필요로 할 수 있다. 이때 제1전송선로가 가지는 임피던스

Figure pat00033
의 크기가 큰 경우,
Figure pat00034
의 특성 임피던스를 갖는 마이크로스트립 선로를 구현하는 것이 어려울 수 있고, 수학적으로 계산하여 높은 임피던스 값을 갖도록 구현한 마이크로스트립 선로의 전기적 동작 특성이 계산과 일치하지 않을 수 있다. Referring to FIG. 3b (a), the first transmission line of the unequal distributor 200 according to an embodiment of the present application may be a microstrip coupling line. Figure 3b (a) is a diagram showing the first transmission line of the unequal distributor 200 as a microstrip coupling line circuit diagram. The first transmission line may require a high impedance value according to the magnitude of the power ratio output through the port A 201 and the port B 202 and the reference impedance 101 . At this time, the impedance of the first transmission line
Figure pat00033
If the size of is large,
Figure pat00034
It may be difficult to implement a microstrip line having a characteristic impedance of

이러한 높은 임피던스를 갖는 마이크로스트립 선로를 구현하기 위하여 Defected Ground Structure(DGS) 등의 구조 등이 제시되고 있지만, 그 구조가 복잡하고 접지층에서의 추가 처리 과정이 필요하고, 다른 컨덕터와 충분한 공간이 필요한 등의 단점이 있다. 하지만, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)와 같이, 마이크로스트립 결합선로로 전송선로를 구현하는 경우, 높은 특성 임피던스를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 후술할 산란형 분배기(300)에 링저항(310)이 추가된 분배기와 Back-to-back ground structure를 적용하여 공간활용성도 높일 수 있다.A structure such as a Defected Ground Structure (DGS) has been proposed to implement a microstrip line having such a high impedance, but the structure is complicated, an additional processing process in the ground layer is required, and a sufficient space with other conductors is required. There are disadvantages such as However, like the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application, when a transmission line is implemented as a microstrip coupling line, a high characteristic impedance can be realized as well as a ring resistance to the scattering type divider 300 to be described later. Space usability can also be improved by applying the 310 added divider and back-to-back ground structure.

도3a 및 도3b(ㄱ)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 불균등 분배기(200)의 제1전송선로는 특성 임피던스

Figure pat00035
및 전기적 거리
Figure pat00036
를 갖고, 포트1(401)로부터 전력을 전달받는 입력단자(220)와 제1전송선로와 제3전송선로의 접속점(221) 사이에 연결된다. 본원의 일 실시예에 따를 때, 도3a의 불균등 분배기(200)의 제1전송선로는 마이크로스트립 결합선로를 사용하여 도3b의 (ㄱ)로 대체될 수 있다. 대체된 마이크로스트립 결합선로는 입력단자(220)와 Ground사이에 연결되는 마이크로스트립 선로 및 Ground와 제1전송선로와 제3전송선로의 접속점(221) 사이에 연결되는 마이크로스트립 선로로 구성된다. 각 마이크로스트립 선로의 특성 임피던스는
Figure pat00037
,
Figure pat00038
이고 이는 각각 odd mode 임피던스와 even mode 임피던스를 뜻하며, 각 선로의 전기적 길이는
Figure pat00039
이다. 또한, 대각상에 위치한 두 포트가 단락(short) 되어 있다. 3A and 3B (a), the first transmission line of the unequal divider 200 according to an embodiment of the present application has a characteristic impedance
Figure pat00035
and electrical distance
Figure pat00036
and is connected between the input terminal 220 receiving power from the port 1 401 and the connection point 221 of the first transmission line and the third transmission line. According to an embodiment of the present application, the first transmission line of the unequal distributor 200 of FIG. 3A may be replaced by (a) of FIG. 3B using a microstrip coupling line. The replaced microstrip coupling line consists of a microstrip line connected between the input terminal 220 and the Ground, and a microstrip line connected between the ground and the connection point 221 of the first transmission line and the third transmission line. The characteristic impedance of each microstrip line is
Figure pat00037
,
Figure pat00038
and this means odd mode impedance and even mode impedance, respectively, and the electrical length of each line is
Figure pat00039
am. In addition, two ports located on a diagonal are shorted.

도3b(ㄴ)은 마이크로스트립 결합선로의 등가회로를 나타낸 도면이다. 도3b(ㄱ)의 마이크로스트립 결합회로는 도3b(ㄴ)의 두개의 스터브(stub)가 있는 마이크로스트립 선로와 동일하고, 이때 투 포트 네트워크의 어드미턴스 파라미터 [Y]는 아래의 [식2]와 같다. Figure 3b (b) is a diagram showing an equivalent circuit of the microstrip coupling line. The microstrip coupling circuit of FIG. 3b(b) is the same as the microstrip line with two stubs of FIG. 3b(b), and at this time, the admittance parameter [Y] of the two-port network is the following [Equation 2] and same.

[식2][Formula 2]

Figure pat00040
여기서,
Figure pat00041
Figure pat00042
의 역수이고,
Figure pat00043
Figure pat00044
의 역수이다.
Figure pat00040
here,
Figure pat00041
Is
Figure pat00042
is the reciprocal of
Figure pat00043
Is
Figure pat00044
is the inverse of

[식2]에서 첫 번째 항은 특성 임피던스가

Figure pat00045
인 두 스터브와 동일하고, 두 번째 항은 특성 임피던스
Figure pat00046
이고 전송선로의 전기적 길이가
Figure pat00047
의 어드미턴스 파라미터와 동일하다.
Figure pat00048
는even mode 임피던스와 odd mode 임피던스의 커플링 계수 C(Coupling coefficient)를 사용하여 나타내면 아래의 [식3]과 같다.In [Equation 2], the first term is the characteristic impedance
Figure pat00045
Same as phosphorus two stubs, the second term is the characteristic impedance
Figure pat00046
and the electrical length of the transmission line is
Figure pat00047
equal to the admittance parameter of
Figure pat00048
is expressed using the coupling coefficient C (Coupling coefficient) of the even mode impedance and the odd mode impedance as shown in [Equation 3] below.

[식3][Formula 3]

Figure pat00049
Figure pat00049

도3b (ㄴ)에서 한 포트에

Figure pat00050
를 연결하고 계산한 입력 임피던스
Figure pat00051
은 아래 [식4]와 같다.3b (b) in one port
Figure pat00050
connected and calculated input impedance
Figure pat00051
is as [Equation 4] below.

[식4][Formula 4]

Figure pat00052
Figure pat00052

여기서,

Figure pat00053
Figure pat00054
의 역수이고,
Figure pat00055
Figure pat00056
의 역수이다.here,
Figure pat00053
Is
Figure pat00054
is the reciprocal of
Figure pat00055
Is
Figure pat00056
is the inverse of

위의 [식4]에서

Figure pat00057
일 때,
Figure pat00058
가 된다. 여기서, 입력 임피던스
Figure pat00059
은 특성 임피던스가
Figure pat00060
이고, 3π/2의 전기적 길이를 가지는 전송선로와 같다. 이는 특성 임피던스
Figure pat00061
을 마이크로스트립 결합선로의
Figure pat00062
Figure pat00063
를 조정함으로써
Figure pat00064
로 교체하는 것이 가능하다는 결과가 된다. 다만, 특성 임피던스
Figure pat00065
를 가지는 마이크로스트립 결합선로로 대체된 제1전송선로는 도3b(ㄴ)과 같이 3π/2의 전기적 길이를 가지기 때문에, phase delay 매칭을 위하여 제2전송선로의 전송선로의 길이도 이와 동일하게 하여야 한다. In the above [Equation 4]
Figure pat00057
when,
Figure pat00058
becomes Here, the input impedance
Figure pat00059
is the characteristic impedance
Figure pat00060
and is the same as a transmission line having an electrical length of 3π/2. This is the characteristic impedance
Figure pat00061
of the microstrip coupling line.
Figure pat00062
Wow
Figure pat00063
by adjusting
Figure pat00064
The result is that it is possible to replace it with However, characteristic impedance
Figure pat00065
Since the first transmission line replaced by the microstrip coupling line having do.

즉, 결과적으로 특성 임피던스

Figure pat00066
을 가지는 제1전송선로를 대체하는 마이크로스트립 결합선로의
Figure pat00067
Figure pat00068
의 값을 선택하여, 특성 임피던스
Figure pat00069
를 결정할 수 있고, 마이크로스트립 결합선로의 특성 임피던스
Figure pat00070
Figure pat00071
의 값을 갖도록 하는 마이크로스트립 결합선로로 된 전송선로로 구현할 수 있다. 대체된 마이크로스트립 결합선로의 전기적 길이는 3π/2가 되므로 제2전송선로의 전기적 길이도 이에 대응하도록 조정할 수 있다.That is, the resulting characteristic impedance
Figure pat00066
of the microstrip coupling line replacing the first transmission line having
Figure pat00067
Wow
Figure pat00068
By choosing the value of the characteristic impedance
Figure pat00069
can be determined, and the characteristic impedance of the microstrip coupling line
Figure pat00070
go
Figure pat00071
It can be implemented as a transmission line with a microstrip coupling line that has a value of . Since the electrical length of the replaced microstrip coupling line becomes 3π/2, the electrical length of the second transmission line can also be adjusted to correspond thereto.

예를 들어, 포트A(201)와 포트B(202)의 전력비가 1:6인 경우, [식1]에서

Figure pat00072
이 되고,
Figure pat00073
가 되고, 이때
Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00076
Figure pat00077
이면
Figure pat00078
Figure pat00079
과 근사한 값이 된다. 이와 같이, 기준 임피던스(101)
Figure pat00080
와 분배 전력비
Figure pat00081
의 값에 따라 마이크로스트립 결합선로의
Figure pat00082
Figure pat00083
를 조절하여
Figure pat00084
의 값을 갖는
Figure pat00085
로 대체할 수 있다.For example, when the power ratio of port A 201 and port B 202 is 1:6, in [Equation 1]
Figure pat00072
become this,
Figure pat00073
becomes, at this time
Figure pat00074
go
Figure pat00075
Wow
Figure pat00076
go
Figure pat00077
back side
Figure pat00078
Is
Figure pat00079
is a value close to As such, the reference impedance 101
Figure pat00080
and distribution power ratio
Figure pat00081
According to the value of the microstrip coupling line
Figure pat00082
Wow
Figure pat00083
by adjusting
Figure pat00084
having a value of
Figure pat00085
can be replaced with

도4는 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기(300)의 각 전송선로가 마이크로스트립으로 구성되고, 링저항(310)이 적용된 회로를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a circuit in which each transmission line of the scattering type distributor 300 is configured as a microstrip and a ring resistor 310 is applied, according to an embodiment of the present application.

도4를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 산란형 분배기(300)는 일단이 포트C(500)와 연결되고, 타단은 제2출력단자(322)와 연결되는 제5전송선로, 일단이 포트C(500)와 연결되고, 타단은 제3출력단자(323)와 연결되는 제6전송선로, 일단이 포트C(500)와 연결되고, 타단은 제4출력단자(324)와 연결되는 제7전송선로, 일단이 포트C(500)와 연결되고, 타단은 제5출력단자(325)와 연결되는 제8전송선로, 일단이 포트C(500)와 연결되고, 타단은 제6출력단자(326)와 연결되는 제9전송선로, 일단이 포트C(500)와 연결되고, 타단은 제7출력단자(327)와 연결되는 제10전송선로를 포함할 수 있고, 복수개의 포트(400)는, 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)로부터 출력되는 전력을 포트2 내지 포트7(402~407)를 통하여 안테나로 전달할 수 있다. 포트C(500)로 입력된 전력이 제5전송선로 내지 제10전송선로를 통해 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)를 통해 분배되며, 출력되는 전력의 크기는 동일하다. 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)로 출력되는 동일한 크기의 전력이 포트2 내지 포트7(402~407)을 통해 안테나로 전달된다. 4, the scattering type divider 300 of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application has one end connected to the port C 500, and the other end connected to the second output terminal 322. A fifth transmission line, one end is connected to the port C (500), the other end is connected to the third output terminal (323), a sixth transmission line, one end is connected to the port C (500), the other end is connected to the fourth output terminal A seventh transmission line connected to 324, one end connected to the port C 500, the other end connected to the fifth output terminal 325, an eighth transmission line, one end connected to the port C 500, The other end may include a ninth transmission line connected to the sixth output terminal 326, one end connected to the port C 500, and the other end may include a tenth transmission line connected to the seventh output terminal 327, The plurality of ports 400 may transmit power output from the second to seventh output terminals 322 to 327 to the antenna through the ports 2 to 7 (402 to 407). The power input to the port C 500 is distributed through the second output terminals to the seventh output terminals 322 to 327 through the fifth transmission line to the tenth transmission line, and the magnitude of the output power is the same. The same amount of power output to the second to seventh output terminals 322 to 327 is transmitted to the antenna through ports 2 to 7 (402 to 407).

예를 들어, 제5전송선로 내지 제10전송선로의 특성 임피던스

Figure pat00086
로 동일하고, 각 전송선로의 길이는 λ/4로 동일한 길이를 갖게 하여, 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)를 통해 출력되는 크기가 동일하게 전력을 분배할 수 있다For example, the characteristic impedance of the fifth transmission line to the tenth transmission line
Figure pat00086
is the same, and the length of each transmission line is made to have the same length as λ/4, so that power can be equally distributed in the size output through the second output terminal to the seventh output terminal 322 to 327.

도4를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 산란형 분배기(300)는 일단이 제2출력단자(322)와 연결되고, 타단이 제3출력단자(323)에 연결되는 제 11전송선로, 일단이 제3출력단자(323)와 연결되고, 타단이 제4출력단자(324)에 연결되는 제 12전송선로, 일단이 제4출력단자(324)와 연결되고, 타단이 제5출력단자(325)에 연결되는 제 13전송선로, 일단이 제5출력단자(325)와 연결되고, 타단이 제6출력단자(326)에 연결되는 제 14전송선로, 일단이 제6출력단자(326)와 연결되고, 타단이 제7출력단자(327)에 연결되는 제 15전송선로, 일단이 제7출력단자(327)와 연결되고, 타단이 제2출력단자(322)에 연결되는 제 16전송선로를 포함할 수 있으며, 제5전송선로 내지 제16전송선로는 마이크로스트립으로 될 수 있고, 제11전송선로 내지 제16전송선로는 링저항(310)을 포함할 수 있다. 제5전송선로 내지 제16전송선로를 마이크로스트립 선로로 구성하고 링저항(310)을 추가하여 Back-to-back ground 구조를 가질 수 있다. 또한, 링저항(310)의 크기를 조절하여 RF 전력 분배기(100)의 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)의 출력 임피던스를 매칭하고, 출력 단자간의 절연을 향상시킬 수 있다.4, the scattering type divider 300 of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application has one end connected to the second output terminal 322, and the other end to the third output terminal 323. 11th transmission line connected, one end connected to the third output terminal 323, the other end connected to the fourth output terminal 324, a twelfth transmission line connected to the fourth output terminal 324, one end connected to the fourth output terminal 324, A thirteenth transmission line having the other end connected to the fifth output terminal 325, one end connected to the fifth output terminal 325, and the other end connected to the sixth output terminal 326, a fourteenth transmission line, one end connected to the sixth output terminal 326 A fifteenth transmission line connected to the sixth output terminal 326 and the other end connected to the seventh output terminal 327 , one end connected to the seventh output terminal 327 , and the other end connected to the second output terminal 322 . The connected sixteenth transmission line may be included, the fifth to sixteenth transmission lines may be microstrips, and the eleventh to sixteenth transmission lines may include a ring resistor 310 . The fifth transmission line to the sixteenth transmission line may be configured as microstrip lines and a ring resistor 310 may be added to have a back-to-back ground structure. In addition, by adjusting the size of the ring resistor 310 to match the output impedance of the second output terminal to the seventh output terminals 322 to 327 of the RF power divider 100, it is possible to improve the insulation between the output terminals.

도4를 참조하면, 산란형 분배기(300)의 제5전송선로 내지 제10전송선로는 특성 임피던스

Figure pat00087
, 전기적 거리
Figure pat00088
인 마이크로스트립 전송선로이고, 제11전송선로 내지 제16전송선로는 특성 임피던스
Figure pat00089
, 전기적 거리
Figure pat00090
이고, 링저항(310)
Figure pat00091
를 포함하는 마이크로스트립 전송선로이다. 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)는 각각 포트2 내지 포트7(402~407)과 연결되어 출력된 동일한 크기의 전력을 전달하고, 포트2 내지 포트7(402~407)은 각각 전달된 전력을 안테나로 전달한다. 기존의 출력 임피던스 매칭 및 출력단자간의 절연을 향상하기 위한 산란형 분배기의 형태인 junction resistor node를 활용한 산란형 분배기 또는 waveguide format을 활용한 산란형 분배기는 출력 포트 임피던스와 출력포트 간의 절연을 향상시키는데 도움이 되나, 평면 마이크로스트립 선로를 활용하여 이를 구현하기 어려운 측면이 있다. 따라서, 마이크로스트립 선로로 된 제11전송선로 내지 제16전송선로를 추가하고, 링저항(310)을 배치함으로써 평면 마이크로스트립 선로를 적용하고 출력 임피던스 매칭 및 출력포트 간의 절연를 향상시킬 수 있다. 출력 임피던스 매칭 및 출력단자간의 절연 향상을 위해서 링저항(310)의 값이 중요하고, 이하에서는 이를 구하는 과정에 대해서 상술한다.Referring to FIG. 4 , the fifth to tenth transmission lines of the scattering splitter 300 have characteristic impedances.
Figure pat00087
, electrical distance
Figure pat00088
In a microstrip transmission line, the 11th transmission line to the 16th transmission line are characteristic impedances
Figure pat00089
, electrical distance
Figure pat00090
, and the ring resistance (310)
Figure pat00091
It is a microstrip transmission line comprising a. The second output terminal to the seventh output terminal 322 to 327 are respectively connected to the ports 2 to 7 (402 to 407) to transmit the output power of the same size, and the ports 2 to the port 7 (402 to 407) are Each transmits the transmitted power to the antenna. A scattering type divider using a junction resistor node, which is a form of a scattering divider to improve the existing output impedance matching and insulation between output terminals, or a scattering type divider using a waveguide format improves the insulation between output port impedance and output port. It is helpful, but it is difficult to implement it using a flat microstrip line. Accordingly, it is possible to apply a planar microstrip line and improve output impedance matching and insulation between output ports by adding the eleventh to sixteenth transmission lines made of microstrip lines and disposing the ring resistor 310 . The value of the ring resistor 310 is important for output impedance matching and insulation improvement between output terminals, and a process for obtaining it is described in detail below.

도5는 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기(300)의 링저항(310)의 값을 구하기 위한 회로를 나타낸 도면이다. 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스

Figure pat00092
및 길이는 링저항(310)
Figure pat00093
를 임피던스 왜곡 없이 적용하기 위해 중요하나, 우선 적절한 링저항(310)
Figure pat00094
의 값을 얻기 위해 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스
Figure pat00095
를 0으로 하여 링저항(310)
Figure pat00096
의 값을 구하고, 이후 출력단자간의 반사에 의한 왜곡이 작은 값을 구할 수 있다.5 is a diagram illustrating a circuit for calculating the value of the ring resistance 310 of the scattering type divider 300 according to an embodiment of the present application. Characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line
Figure pat00092
and the length is the ring resistance (310)
Figure pat00093
is important to apply without impedance distortion, but first, an appropriate ring resistance 310
Figure pat00094
Characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line to obtain a value of
Figure pat00095
to 0 and the ring resistance (310)
Figure pat00096
After obtaining the value of , a value with a small distortion due to reflection between output terminals can be obtained.

도5를 참조하면, 제3출력단자 내지 제7출력단자(323~327) 및 포트C(500)에 기준 임피던스(101)

Figure pat00097
를 연결하여 ground와 연결하고, 제2출력단자(322)는 기준 임피던스(101)
Figure pat00098
및 임의의 전압원
Figure pat00099
(321)를 연결하고 ground와 연결한다.
Figure pat00100
내지
Figure pat00101
은 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)의 전압이고,
Figure pat00102
는 포트C(500)의 전압이다. 이때, 포트C(500)와 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)와 각각 연결되는 제5전송선로 내지 제10전송선로는 각각 특성 임피던스
Figure pat00103
Figure pat00104
이고, 길이는 λ/4일 때, 아래 [식5]와 같은
Figure pat00105
Figure pat00106
사이의 관계식을 얻게 된다.Referring to FIG. 5 , the reference impedance 101 is applied to the third to seventh output terminals 323 to 327 and the port C 500 .
Figure pat00097
to connect to ground, and the second output terminal 322 is the reference impedance 101
Figure pat00098
and any voltage source
Figure pat00099
(321) and connect to ground.
Figure pat00100
inside
Figure pat00101
is the voltage of the second output terminal to the seventh output terminal (322 to 327),
Figure pat00102
is the voltage of port C (500). At this time, the fifth to tenth transmission lines respectively connected to the port C 500 and the second to seventh output terminals 322 to 327 have characteristic impedances, respectively.
Figure pat00103
Is
Figure pat00104
, and when the length is λ/4, as in [Equation 5] below,
Figure pat00105
class
Figure pat00106
get the relation between

[식5][Formula 5]

Figure pat00107
Figure pat00107

여기서,

Figure pat00108
Figure pat00109
는 특성 임피던스가
Figure pat00110
인 ITTL에서의 전압파(wave voltage)이고, k는 손실이 없는 조건의 wave number를 뜻하고, 2π/λ가 된다.here,
Figure pat00108
Wow
Figure pat00109
is the characteristic impedance
Figure pat00110
is the wave voltage in ITTL where k is the wave number under the condition of no loss, and becomes 2π/λ.

또한, 아래와 같은 추가적인 연립 방정식 [식6]을 구할 수 있다.In addition, an additional simultaneous equation [Equation 6] can be obtained as follows.

[식6][Formula 6]

Figure pat00111
Figure pat00111

여기서,

Figure pat00112
Figure pat00113
노드에서
Figure pat00114
노드로 흐르는 전류를 뜻한다.here,
Figure pat00112
Is
Figure pat00113
in node
Figure pat00114
It means the current flowing through the node.

도5를 참조하여, 아래 [식7]과 같은 키르히호프 전류 법칙(Kirchhoff Current Law, KCL) 행렬을 구할 수 있다. [식7]에 따라

Figure pat00115
Figure pat00116
를 구할 수 있고, [식5], [식6]에 따라
Figure pat00117
를 구할 수 있다.Referring to FIG. 5, a Kirchhoff Current Law (KCL) matrix as shown in [Equation 7] below can be obtained. According to [Equation 7]
Figure pat00115
class
Figure pat00116
can be obtained, and according to [Equation 5] and [Equation 6]
Figure pat00117
can be obtained

[식7][Formula 7]

Figure pat00118
Figure pat00118

도6a 및 도6b는

Figure pat00119
노드의 입력 임피던스 및
Figure pat00120
노드와 출력단자
Figure pat00121
간의 절연을 나타내기 위한 도면으로, [식5] 내지 [식7]을 통해 얻은
Figure pat00122
Figure pat00123
,
Figure pat00124
를 이용한다. 6a and 6b are
Figure pat00119
the input impedance of the node and
Figure pat00120
Nodes and Outputs
Figure pat00121
As a drawing to show the insulation of the liver, it is obtained through [Equation 5] to [Equation 7].
Figure pat00122
class
Figure pat00123
,
Figure pat00124
use the

도6a은, 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기(300)의 링저항(310)

Figure pat00125
값에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이다. 도6a에서, 그래프 상에서 푸른 O으로 표시된
Figure pat00126
Figure pat00127
노드의 전압의 크기, 붉은 X로 표시된
Figure pat00128
는 접지점에서
Figure pat00129
노드로 흐르는 전류의 크기를 나타낸다.
Figure pat00130
노드(322)에서의 입력 임피던스는 전압
Figure pat00131
Figure pat00132
(321)로부터 생성된 전류인
Figure pat00133
의 비가 되고, 링저항(310)
Figure pat00134
의 값에 따른
Figure pat00135
,
Figure pat00136
의 값을 통해,
Figure pat00137
노드(322)에서의 입력 임피던스 를 구할 수 있다.Figure 6a is, according to an embodiment of the present application, a ring resistance 310 of the scattering type divider 300
Figure pat00125
It is a graph showing the input impedance according to the value. In Fig. 6a, indicated by blue O on the graph
Figure pat00126
Is
Figure pat00127
The magnitude of the voltage at the node, marked with a red X
Figure pat00128
is at the ground point
Figure pat00129
It represents the magnitude of the current flowing through the node.
Figure pat00130
The input impedance at node 322 is the voltage
Figure pat00131
Wow
Figure pat00132
The current generated from (321) is
Figure pat00133
becomes the ratio of the ring resistance (310)
Figure pat00134
according to the value of
Figure pat00135
,
Figure pat00136
through the value of
Figure pat00137
The input impedance at the node 322 can be obtained.

도6a을 참조하면, 링저항(310)

Figure pat00138
의 값에 따른
Figure pat00139
,
Figure pat00140
의 값을 확인할 수 있다. 도6a에서
Figure pat00141
노드(322)에서의 입력 임피던스는
Figure pat00142
가 약
Figure pat00143
일 때
Figure pat00144
와 근사한 값이 됨을 확인할 수 있다. 이것은
Figure pat00145
노드(322)에서의 출력 임피던스가
Figure pat00146
가 약
Figure pat00147
일 때
Figure pat00148
와 근사한 값이 되어, 출력 임피던스 매칭이 됨을 의미한다.Referring to Figure 6a, the ring resistor 310
Figure pat00138
according to the value of
Figure pat00139
,
Figure pat00140
value can be checked. in Figure 6a
Figure pat00141
The input impedance at node 322 is
Figure pat00142
about
Figure pat00143
when
Figure pat00144
It can be seen that the value is close to this is
Figure pat00145
The output impedance at node 322 is
Figure pat00146
about
Figure pat00147
when
Figure pat00148
It becomes a value close to , meaning output impedance matching.

도6b은, 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기(300)의 링저항(310)

Figure pat00149
값에 따른
Figure pat00150
노드(322)와 출력단자
Figure pat00151
(323~327)간의 절연을 나타내기 위한 그래프이다. 도6b에서,
Figure pat00152
는 검은 실선으로 표시되어 있고, 나머지는
Figure pat00153
Figure pat00154
를 나타낸다. 각 포트간의 절연은
Figure pat00155
(322)와
Figure pat00156
를 제외한 나머지 노드의 전압의 크기에 따라 결정된다.Figure 6b is, according to an embodiment of the present application, the ring resistance 310 of the scattering type divider 300
Figure pat00149
according to value
Figure pat00150
Node
322 and an output terminal
Figure pat00151
It is a graph to show the insulation between (323~327). 6b,
Figure pat00152
is indicated by a solid black line, and the rest are
Figure pat00153
and
Figure pat00154
indicates Insulation between each port is
Figure pat00155
(322) and
Figure pat00156
It is determined according to the magnitude of the voltage of the remaining nodes except for .

도6b를 참조하면, 링저항(310)

Figure pat00157
에 따른 각 노드에서의 전압
Figure pat00158
을 확인할 수 있다. 도6b에서는
Figure pat00159
Figure pat00160
을 제외한 나머지 노드의 전압은
Figure pat00161
와 무관하게 0이 됨을 알 수 있다. 따라서,
Figure pat00162
와 무관하게 출력포트간의 절연됨을 알 수 있다.Referring to Figure 6b, the ring resistor 310
Figure pat00157
voltage at each node according to
Figure pat00158
can confirm. In Figure 6b
Figure pat00159
Wow
Figure pat00160
The voltages at the nodes except for
Figure pat00161
It can be seen that irrespective of thus,
Figure pat00162
It can be seen that the insulation between the output ports is independent of .

이를 종합하면, 도6a에서

Figure pat00163
노드(322)에서의 입력 임피던스는
Figure pat00164
가 약 2.08
Figure pat00165
일 때
Figure pat00166
와 근사한 값이 되고, 도6b에서는
Figure pat00167
Figure pat00168
을 제외한 나머지 노드의 전압은
Figure pat00169
와 무관하게 0이 됨을 확인할 수 있다. 따라서,
Figure pat00170
의 값이
Figure pat00171
인 경우, 입력 임피던스는 기준 임피던스(101)
Figure pat00172
와 같은 값을 가지고, 출력단자간의 절연도 우수함을 알 수 있고, 링저항(310)
Figure pat00173
의 값을
Figure pat00174
로 정할 수 있다.Taken together, in Fig. 6a
Figure pat00163
The input impedance at node 322 is
Figure pat00164
about 2.08
Figure pat00165
when
Figure pat00166
is an approximate value, and in Fig. 6b
Figure pat00167
Wow
Figure pat00168
The voltages at the nodes except for
Figure pat00169
It can be confirmed that it becomes 0 regardless of . thus,
Figure pat00170
the value of
Figure pat00171
If , the input impedance is the reference impedance 101
Figure pat00172
It can be seen that has the same value as , and the insulation between the output terminals is excellent, and the ring resistance 310
Figure pat00173
the value of
Figure pat00174
can be set as

도7은 본원의 일 실시예에 따른, 산란형 분배기(300)의 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스

Figure pat00175
와 전기적 거리
Figure pat00176
에 따른 입출력포트의 반사의 크기를 나타낸 그래프이다. 도7에서는 특성 임피던스
Figure pat00177
의 크기가 각각
Figure pat00178
,
Figure pat00179
,
Figure pat00180
,
Figure pat00181
일때의 포트C의 반사값
Figure pat00182
와 포트n(n=2,3,...,7)의 반사값
Figure pat00183
을 나타낸다. 앞서 링저항(310)의 크기를 정하는 과정에서는 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스
Figure pat00184
를 0으로 가정하였으나, 파장이 몇 센티미터에 불과하기 때문에, 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스
Figure pat00185
와 전기적 거리
Figure pat00186
에 따라 입출력 임피던스의 왜곡을 야기할 수 있다. 특성 임피던스
Figure pat00187
와 전기적 거리
Figure pat00188
에 따른 입출력포트의 반사의 크기를 통해 분배기가 올바르게 동작할 수 있는 조건을 확인하여야 한다.7 is a characteristic impedance of the eleventh transmission line to the sixteenth transmission line of the scattering type divider 300 according to an embodiment of the present application.
Figure pat00175
and electrical distance
Figure pat00176
It is a graph showing the size of reflection of input/output port according to 7, the characteristic impedance
Figure pat00177
the size of each
Figure pat00178
,
Figure pat00179
,
Figure pat00180
,
Figure pat00181
Reflection value of port C at one time
Figure pat00182
and the reflection value of port n (n=2,3,...,7)
Figure pat00183
indicates In the process of determining the size of the ring resistor 310 previously, the characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line
Figure pat00184
is assumed to be 0, but since the wavelength is only a few centimeters, the characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line
Figure pat00185
and electrical distance
Figure pat00186
This may cause distortion of input/output impedance. characteristic impedance
Figure pat00187
and electrical distance
Figure pat00188
Through the size of the reflection of the input/output port according to

도7을 참조하면, 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스

Figure pat00189
와 전기적 거리
Figure pat00190
에 따른 입력 포트인 포트C(500)에서의 반사(
Figure pat00191
)와 출력 포트인 포트2 내지 포트7(402~407)의 반사(
Figure pat00192
)의 크기를 나타낸 것이다. 도7에서, 전기적 거리
Figure pat00193
가 π/2일 때, 입출력 포트에서의 반사의 크기(
Figure pat00194
,
Figure pat00195
)가 최대로 가장 나쁘고, 0 또는 π일 때 입출력 포트에서의 반사의 크기(
Figure pat00196
,
Figure pat00197
)가 최소로 가장 좋음을 알 수 있다.
Figure pat00198
는 0°로 구현하기가 어렵기 때문에, 그 값이 π가 됨이 바람직하다. 그리고, 특성 임피던스
Figure pat00199
Figure pat00200
일 때 입출력 포트에서의 반사의 크기(
Figure pat00201
,
Figure pat00202
)가 전체적으로 낮음을 알 수 있다. 따라서, 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스
Figure pat00203
와 전기적 거리
Figure pat00204
의 값은 각각
Figure pat00205
와 π가 될 수 있다.Referring to FIG. 7, characteristic impedances of the 11th transmission line to the 16th transmission line
Figure pat00189
and electrical distance
Figure pat00190
Reflection at port C (500), which is the input port according to (
Figure pat00191
) and the reflection of ports 2 to 7 (402 to 407) that are output ports (
Figure pat00192
) is the size of the 7, the electrical distance
Figure pat00193
When is π/2, the magnitude of the reflection at the input/output port (
Figure pat00194
,
Figure pat00195
) is at its worst worst, 0 or π, the magnitude of the reflection at the input/output port (
Figure pat00196
,
Figure pat00197
) is the least and best.
Figure pat00198
Since it is difficult to implement as 0°, it is preferable that the value be π. And, the characteristic impedance
Figure pat00199
go
Figure pat00200
The magnitude of reflection at the input/output port (
Figure pat00201
,
Figure pat00202
) is generally low. Accordingly, the characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line
Figure pat00203
and electrical distance
Figure pat00204
each value of
Figure pat00205
and π can be

이상에서 검토한 내용을 종합하면, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)는, 불균등 분배기(200)의 제1전송선로 내지 제4전송선로를 마이크로스트립 선로로 구성할 수 있고, 제1전송선로의 높은 특성 임피던스 값을 구현하기 위해 제1전송선로를 마이크로스트립 결합 선로로 대체하여, 포트A(201)와 포트B(202)로 출력되는 전력의 전력비가 다르게 전력을 분배할 수 있다. 또한, 산란형 분배기(300)의 전력이 입력되는 포트C(500)와 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)와 각각 연결되는 제5전송선로 내지 제10전송선로 및 출력단자 사이에 연결되어 링구조를 형성하게 하며, 링저항(310)을 포함하는 제11전송선로 내지 제16전송선로는 마이크로스트립 선로로 구성될 수 있고, 출력 임피던스 매칭 및 출력 포트간의 절연을 높일 수 있다. In summary, the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application may configure the first to fourth transmission lines of the unequal divider 200 as microstrip lines, and By replacing the first transmission line with a microstrip coupling line in order to realize a high characteristic impedance value of the first transmission line, the power ratio of the power output to the port A 201 and the port B 202 can be different. . In addition, between the fifth transmission line to the tenth transmission line and the output terminal respectively connected to the port C 500 and the second output terminal to the seventh output terminals 322 to 327 to which the power of the scattering type distributor 300 is input. to form a ring structure, and the eleventh to sixteenth transmission lines including the ring resistor 310 may be configured as microstrip lines, and may improve output impedance matching and insulation between output ports.

도8은 본원의 일 실시예에 따른, RF 전력 분배기(100)의 각 소자의 값을 나타낸 표이다. 도8은, 불균등 분배기(200)의 포트A(201)와 포트B(202)의 출력비가 1:6이고, 6 way 링저항이 적용된 산란형 분배기(300)의 각 전송선로의 특성 임피던스와 전기적 거리, 격리저항(210) 및 링저항(310)의 크기를 나타낸다. 제1전송선로 내지 제4전송선로의 임피던스

Figure pat00206
내지
Figure pat00207
및 격리저항(310)
Figure pat00208
의 크기와 마이크로스트립 결합선로의
Figure pat00209
,
Figure pat00210
는 [식1] 및 [식3]을 통해 얻을 수 있고, 제2전송선로의 전기적 길이
Figure pat00211
는 제1전송선로 보다 π 더 긴 3π/2가 되며, 제1전송선로, 제3전송선로 및 제4전송선로의 전기적 길이는 π/2가 된다. 제5전송선로 내지 제10전송선로는
Figure pat00212
및 전기적 길이
Figure pat00213
는 π/2이고, [식5] 내지 [식7]과 도6 및 도7에 따라 제11전송선로 내지 제16전송선로의 특성 임피던스
Figure pat00214
Figure pat00215
및 전기적 길이
Figure pat00216
는 π가 되고, 링저항(310)
Figure pat00217
Figure pat00218
가 된다.8 is a table showing values of each element of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application. 8 shows the characteristic impedance and electrical characteristics of each transmission line of the scattering type divider 300 to which the output ratio of the port A 201 and the port B 202 of the unequal divider 200 is 1:6, and a 6-way ring resistance is applied. The distance, the isolation resistor 210 and the size of the ring resistor 310 are shown. Impedance of the first transmission line to the fourth transmission line
Figure pat00206
inside
Figure pat00207
and isolation resistance (310)
Figure pat00208
of the size and microstrip coupling line
Figure pat00209
,
Figure pat00210
can be obtained through [Equation 1] and [Equation 3], and the electrical length of the second transmission line
Figure pat00211
becomes 3π/2, which is π longer than that of the first transmission line, and the electrical lengths of the first transmission line, the third transmission line, and the fourth transmission line become π/2. The fifth transmission line to the tenth transmission line are
Figure pat00212
and electrical length
Figure pat00213
is π/2, and the characteristic impedance of the 11th transmission line to the 16th transmission line according to [Equation 5] to [Equation 7] and FIGS. 6 and 7
Figure pat00214
Is
Figure pat00215
and electrical length
Figure pat00216
becomes π, and the ring resistance 310
Figure pat00217
Is
Figure pat00218
becomes

본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)는, 산란형 분배기(300)의 삽입 손실(insertion loss)를 고려하여 불균등 분배기(200)의 분배비를 결정하는 것일 수 있다. 포트8(408)을 통해 출력되는 전력은 불균등 분배기(200)의 출력인 포트A(201)로부터 전달되는 것임에 반해, 포트2 내지 포트7(402~407)은 불균등 분배기(200)의 출력인 포트B(202)로부터 산란형 분배기(300)로 입력되어 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)를 통해 분배된 전력이 전달되는 것이다. 즉, 포트2 내지 포트7(402~407)로 출력되는 전력은 포트8(408)로 출력되는 전력에 비해 추가적인 전력 분배 단계가 있어, 추가의 삽입 손실이 발생한다. 이를 상쇄하기 위해서 포트B(202)로 출력되는 전력의 크기를 삽입 손실을 고려하여 크게 하는 방식으로 삽입 손실을 고려하여 불균등 분배기(200)의 분배비를 결정할 수 있다.The RF power divider 100 according to an embodiment of the present application may determine the distribution ratio of the unequal divider 200 in consideration of an insertion loss of the scattering type divider 300 . The power output through port 8 (408) is transmitted from port A (201) which is the output of the unequal divider 200, whereas ports 2 to 7 (402 to 407) are the output of the unequal divider 200. Power input from the port B 202 to the scattering type distributor 300 is transmitted through the second output terminal to the seventh output terminal 322 to 327. That is, the power output to the ports 2 to 7 (402 to 407) has an additional power distribution step compared to the power output to the port 8 (408), resulting in additional insertion loss. In order to offset this, the distribution ratio of the unequal divider 200 may be determined in consideration of the insertion loss in such a way that the size of the power output to the port B 202 is increased in consideration of the insertion loss.

예를 들어, 포트2 내지 포트7(402~407)가 특정 주파수에서 포트8(408)에 비해 0.8dB의 추가적인 삽입 손실을 가지는 경우, 불균등 분배기(200)의 분배비를 6.8:1로 결정할 수 있다. 이때, 도8에서

Figure pat00219
,
Figure pat00220
,
Figure pat00221
내지
Figure pat00222
의 값도 변경된 전력 분배비에 따라 달라질 수 있다. 불균등 분배기(200)의 전력 분배비가 6.8:1이고, 기준 임피던스(101)의 크기가 50Ω일 때, 해당 전력 분배비에 따른
Figure pat00223
,
Figure pat00224
는 각각 62.33Ω, 40.11Ω이 되고,
Figure pat00225
내지
Figure pat00226
는 각각 33.16Ω, 80.74Ω, 30.96Ω이 된다.For example, when ports 2 to 7 (402 to 407) have an additional insertion loss of 0.8 dB compared to port 8 (408) at a specific frequency, the distribution ratio of the unequal divider 200 may be determined to be 6.8:1 . At this time, in FIG.
Figure pat00219
,
Figure pat00220
,
Figure pat00221
inside
Figure pat00222
The value of may also vary according to the changed power distribution ratio. When the power distribution ratio of the unequal divider 200 is 6.8:1 and the size of the reference impedance 101 is 50Ω,
Figure pat00223
,
Figure pat00224
becomes 62.33Ω and 40.11Ω, respectively,
Figure pat00225
inside
Figure pat00226
becomes 33.16Ω, 80.74Ω, and 30.96Ω, respectively.

도9a는 본원의 일 실시예에 따른, RF 전력 분배기(100)를 이용한 실제 회로 및 출력 포트 배치를 구현한 예시이다. 9A is an example of implementing an actual circuit and output port arrangement using the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application.

도9를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)는 Back-to-back Ground 구조를 가질 수 있으며, 포트8(408)을 중심으로 하는 정육각형 형태로 포트2 내지 포트7(402~407)이 배치되는 형태일 수 있다.Referring to FIG. 9, the RF power distributor 100 according to an embodiment of the present application may have a Back-to-back Ground structure, and ports 2 to 7 ( 402 to 407) may be arranged.

도9a를 참조하면, RF 전력 분배기(100)는 포트8(408)을 중심으로 하는 정육각형 형태로 포트2 내지 포트7(402~407)이 배치될 수 있다. 불균등 분배기(200)에서 출력되는 포트A(201)가 포트8(408)로 연결되어 정육각형의 중심에 배치된다. 불균등 분배기(200)에서 출력되는 포트B(202)의 출력을 전달 받은 포트C(500)을 통해 산란형 분배기(300)에 전달된다. 제2출력단자 내지 제7출력단자(322~327)와 연결되어 출력된 전력을 전달하는 포트2 내지 포트7(402~407)이 정육각형의 꼭지점에 배치될 수 있다. 포트2 내지 포트8(402~408)에서 전달되는 전력의 크기는 모두 동일하다. 전술한 바와 같이 포트2 내지 포트7(402~407)에 전달되는 전력의 크기와 포트8(408)로 출력되는 전력의 크기를 동일하게 하기 위해서, 산란형 분배기(300)의 전력 분배 과정에서 생기는 삽입 손실을 고려하여 불균등 분배기(200)의 포트A(201)와 포트B(202)의 전력 분배비를 결정할 수 있다.Referring to FIG. 9A , the RF power distributor 100 may have ports 2 to 7 (402 to 407) arranged in a hexagonal shape centered on the port 8 (408). The port A 201 output from the unequal distributor 200 is connected to the port 8 408 and disposed at the center of the regular hexagon. The output of the port B 202 output from the unequal distributor 200 is transmitted to the scattering type distributor 300 through the port C 500 that receives the output. Ports 2 to 7 (402 to 407) connected to the second to seventh output terminals 322 to 327 and transmitting the output power may be disposed at vertices of the regular hexagon. The magnitude of power transmitted from ports 2 to 8 (402 to 408) is the same. As described above, in order to equalize the size of the power delivered to the ports 2 to 7 (402 to 407) and the power output to the port 8 (408), the power distribution process of the scattering type divider 300 occurs. The power distribution ratio of the port A 201 and the port B 202 of the unequal divider 200 may be determined in consideration of the insertion loss.

위와 같이 RF 전력 분배기(100)의 전력이 전달되는 복수개의 포트(400)를 정육각형의 꼭지점 및 그 중심에 배열하여, 복수개의 포트(400)와 동일한 형태로 배치되는 안테나에 전력을 전달할 수 있다. 위상 배열 빔 포밍 방식은 각 요소 안테나들의 배치에 따라 다양한 빔 패턴을 갖기 때문에 각 요소 안테나의 배치나 배열이 중요하고, 위상 배열 빔 포밍 시스템이 정상적으로 동작하기 위해서는 기준 RF 신호를 각 요소 안테나의 배열에 맞게 공급하는 것이 중요하다. 위상 배열 빔 포밍 시스템의 각 요소 안테나 간의 거리가 일정한 육각 벌집 형상, 즉 정육각형의 꼭지점 및 정육각형의 중심에 안테나가 배치되는 경우 적은 부엽과 높은 공간 효율성을 가지고 이를 위해서는 기준 RF 신호 역시 각 요소 안테나의 배열에 맞게 공급하는 것이 필요한데, 기존의 RF 전력 분배기로는 안테나가 정육각형의 꼭지점 및 정육각형의 중심에 배치된 경우 기준 RF 신호 공급이 어려울 수 있다. As described above, by arranging the plurality of ports 400 to which the power of the RF power distributor 100 is transmitted and at the vertices and the center of the regular hexagon, power can be transmitted to the antenna arranged in the same shape as the plurality of ports 400 . Since the phased array beamforming method has various beam patterns depending on the arrangement of each element antenna, the arrangement or arrangement of each element antenna is important. It is important to supply it properly. In the case of a hexagonal honeycomb shape in which the distance between each element antenna of the phased array beamforming system is constant, that is, when the antenna is disposed at the vertex of a regular hexagon and the center of the regular hexagon, it has fewer side lobes and high space efficiency. However, it may be difficult to supply a reference RF signal with the existing RF power divider when the antenna is arranged at the vertex of a regular hexagon and the center of the regular hexagon.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)는 Back-to-back ground 구조를 이용하는 것일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 불균등 분배기(200)를 DGS 등을 이용하는 경우나, 산란형 분배기(300)를 junction resistor node 등의 방식으로 출력단자간의 절연을 높인 경우 Back-to-back ground 구조로 구현하기 어렵다. RF 전력 분배기(100)는 불균등 분배기(100)에 포함된 제1전송선로의 높은 특성 임피던스 값을 마이크로스트립 결합선로로 대체하여 구현하고, 불균등 분배기(200)의 출력을 입력 받아 전력을 분배하는 산란형 분배기(300)에 링저항(310)을 포함하는 제11전송선로 내지 제16전송선로를 포함하여, 기존의 제1전송선로가 높은 특성 임피던스를 갖도록 구현하는 것이 어려운 점을 해결하고, 산란형 분배기(300)의 출력단자간의 절연 및 출력 임피던스 매칭 문제를 해결함과 동시에 Back-to-back ground 구조를 가질 수 있도록 구성하여, 회로의 공간을 절약할 수 있다.In addition, the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application may use a back-to-back ground structure. As described above, it is difficult to implement the unequal divider 200 as a back-to-back ground structure when using DGS or the like, or when the scattering divider 300 is used to increase the insulation between output terminals by a junction resistor node or the like. . The RF power divider 100 is implemented by replacing the high characteristic impedance value of the first transmission line included in the unequal divider 100 with a microstrip coupling line, and receives the output of the unequal divider 200 as an input and distributes power. By including the 11th transmission line to the 16th transmission line including the ring resistor 310 in the type distributor 300, it solves the difficulty of implementing the existing first transmission line to have a high characteristic impedance, and the scattering type It is possible to save the circuit space by solving the problem of insulation and output impedance matching between the output terminals of the divider 300 and having a back-to-back ground structure at the same time.

도9b는 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 포트2 내지 포트8(402~408) 및 산란형 분배기(300)가 위치한 면을 나타낸 도면이고, 도9c는 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 포트 1(401) 및 불균등 분배기(200)이 위치한 다른 면을 나타낸 도면이다.Figure 9b is a view showing a surface on which ports 2 to 8 (402 to 408) and the scattering type distributor 300 of the RF power distributor 100 according to an embodiment of the present application are located, Figure 9c is an embodiment of the present application Port 1 401 of the RF power divider 100 and the unequal divider 200 is a view showing the other side is located.

도9a에서, 한 면에 포트2 내지 포트8(402~408) 및 산란형 분배기(300)에 해당하는 제5전송선로 내지 제16전송선로와 링저항(310)이 있고, 다른 면에 전력이 입력되는 포트1(401) 및 불균등 분배기(200)에 해당하는 제1전송선로 내지 제4전송선로가 배치되어 있음을 알 수 있다. 도9b는 도9a에서 포트2 내지 포트8(402~408) 및 산란형 분배기(300)가 위치한 면을 나타내고, 도9c는 도9a에서 포트 1(401) 및 불균등 분배기(200)이 위치한 다른 면을 나타낸다. 즉, 도9a 내지 도9c를 통해 RF 전력 분배기는 Back-to-back ground 구조를 가질 수 있도록 구성할 수 있음을 확인할 수 있다. In Figure 9a, there are ports 2 to 8 (402 to 408) and the 5th to 16th transmission lines and ring resistors 310 corresponding to the scattering type divider 300 on one side, and power is supplied to the other side. It can be seen that the first to fourth transmission lines corresponding to the input port 1 401 and the unequal divider 200 are arranged. Fig. 9b shows the side where ports 2 to 8 (402 to 408) and the scattering distributor 300 are located in Fig. 9a, and Fig. 9c shows the other side where the port 1 401 and the unequal distributor 200 are located in Fig. 9a indicates That is, it can be seen from FIGS. 9A to 9C that the RF power divider can be configured to have a back-to-back ground structure.

본원의 일 실시예에 따르면, RF 전력 분배기(100)는 제5전송선로 내지 제10전송선로의 전기적 길이는 3π/2일 수 있다. 도8에서 본원의 일 실시예에 따른 제5전송선로 내지 제10전송선로의 전기적 길이는 π/2에 해당할 수 있다고 하였으나, 회로를 구현함에 있어 출력 포트 및 입력 포트의 배치 등에 따라 전송선로의 길이를 조절할 필요가 있다. 도9에서와 같이, 산란형 분배기(300)의 출력이 전달되는 포트2 내지 포트7(402~407)의 중심에 산란형 분배기(300)에 전력을 입력하는 포트C(500)을 배치할 수 없다. 이는 출력포트를 정육각형 및 그 중심에 배치할 때, 산란형 분배기(300)의 출력이 전달되는 포트2 내지 포트7(402~407)의 중심에 불균등 분배기(200)의 포트A(201)의 출력이 전달되는 포트8(408)이 위치하기 때문이다. 이러한 경우, 제5전송선로 내지 제10전송선로의 전기적 길이가 π/2가 충분하지 않을 수 있고, 해당 전기적 길이를 3π/2로 하여 회로를 구성할 수 있다.According to an embodiment of the present application, in the RF power distributor 100, the electrical length of the fifth transmission line to the tenth transmission line may be 3π/2. In FIG. 8 , it is stated that the electrical length of the fifth transmission line to the tenth transmission line according to the embodiment of the present application may correspond to π/2. However, in implementing the circuit, the transmission line may be reduced depending on the arrangement of output ports and input ports. You need to adjust the length. As shown in Figure 9, the port 2 to port 7 (402 to 407) to which the output of the scattering-type distributor 300 is transmitted, port C 500 for inputting power to the scattering-type distributor 300 can be arranged at the center none. This is the output of port A 201 of the unequal distributor 200 at the center of ports 2 to 7 (402 to 407) to which the output of the scattering distributor 300 is transmitted when the output port is placed in a regular hexagon and its center. This is because port 8 (408) to which this is forwarded is located. In this case, the electrical length of the fifth transmission line to the tenth transmission line π/2 may not be sufficient, and the circuit may be configured with the corresponding electrical length of 3π/2.

도10은 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 주파수에 따른 Insertion loss, Phase delay, Reflection, Isolation을 나타낸 그래프이다. 도10에서 설명한 RF 전력 분배기를 사용하였고, 불균등 분배기(200)의 분배비는 6.8:1이고 타겟 주파수는 5.8GHz이다.10 is a graph showing insertion loss, phase delay, reflection, and isolation according to the frequency of the RF power divider 100 according to an embodiment of the present application. The RF power divider described in FIG. 10 was used, and the distribution ratio of the unequal divider 200 was 6.8:1 and the target frequency was 5.8 GHz.

도10을 참조하면, 도10의 (a)는 삽입 손실을 나타내고, (b)는 Phase delay, (c)는 반사에 의한 손실, (d)는 출력포드간의 절연을 나타낸다. 삽입 손실, Phase delay, 반사 손실, 절연 성능 각각은 5.8GHz에서 각각 9.3~9.7dB, 4.7°이하, 16dB이상, 18dB이상이 됨을 알 수 있고, 모든 지표가 시뮬레이션과 근사하게 측정됨을 확인할 수 있다. (d)는 각 출력포트간의 Isolation은 비슷하게 측정되므로 포트2(402)에서 측정한 결과를 표시한 것이다. Referring to FIG. 10, (a) of FIG. 10 shows an insertion loss, (b) is a phase delay, (c) is a loss due to reflection, and (d) is an insulation between output pods. It can be seen that the insertion loss, phase delay, return loss, and insulation performance are respectively 9.3~9.7dB, 4.7° or less, 16dB or more, and 18dB or more at 5.8GHz, and it can be confirmed that all indicators are measured close to simulation. (d) shows the result measured at port 2 (402) because the isolation between each output port is measured similarly.

도11은, 본원의 일 실시예에 따른 RF 전력 분배기(100)의 개략적인 블록도이다. RF 전력 분배기(100)는 불균등 분배기(200), 산란형 분배기(300), 복수개의 포트(400), 포트C(500)를 포함할 수 있다.11 is a schematic block diagram of an RF power distributor 100 according to an embodiment of the present application. The RF power divider 100 may include an unequal divider 200 , a scatter type divider 300 , a plurality of ports 400 , and a port C 500 .

불균등 분배기(200)는, 전력이 입력되는 포트1(401)로부터 입력단자로 전력을 입력받아, 포트A(201)와 포트B(202) 로 전력의 비가 다르게 전력을 분배할 수 있다. 분배되는 전력의 비에 따라, 불균등 분배기(200)에 포함되는 제1전송선로 내지 제4전송선로 및 격리저항(210)의 크기를 결정할 수 있다.The unequal divider 200 may receive power from the port 1 401 to which power is input to an input terminal, and distribute power to the port A 201 and the port B 202 at a different ratio of power. The sizes of the first to fourth transmission lines and the isolation resistor 210 included in the unequal divider 200 may be determined according to the ratio of the distributed power.

산란형 분배기 (300)는, 포트C(500)로 전력이 입력되어 복수개의 출력단자(322~327)로 균등한 전력비를 가지도록 전력을 분배할 수 있다. 산란형 분배기(300)는 불균등 분배기(200)로부터 출력된 전력을 다시 분배하여, 모든 출력단자가 동일한 크기의 전력을 공급받을 수 있도록 한다. 또한, 전력을 분배하기 위한 제5전송선로 내지 제10전송선로를 포함할 수 있고, 링저항(310)이 포함된 제11전송선로 내지 제16전송선로를 포함할 수 있고, 출력 임피던스 매칭 및 출력단자간의 절연 능력을 높일 수 있다.The scattering type divider 300 may distribute power so that power is input to the port C 500 and has an even power ratio to the plurality of output terminals 322 to 327 . The scattering divider 300 redistributes the power output from the unequal divider 200 so that all output terminals receive power of the same size. In addition, the fifth transmission line to the tenth transmission line for distributing power may be included, and the eleventh transmission line to the sixteenth transmission line including the ring resistor 310 may be included, and output impedance matching and output Insulation between terminals can be improved.

포트C(500)는, 불균등 분배기(200)의 포트B(202)로부터 출력되는 전력을 공급받아 산란형 분배기(300)에 입력되어, 복수개의 출력단자(322~327)로 분배할 수 있다. The port C 500 may receive power output from the port B 202 of the unequal divider 200 and input it to the scattering type divider 300 , and distribute it to a plurality of output terminals 322 to 327 .

복수개의 포트 (400)는 불균등 분배기(200)의 포트A(201) 및 산란형 분배기(300)의 복수개의 출력단자(322~327)로부터 출력되는 동일한 크기의 전력을 안테나로 전달할 수 있다. 복수개의 포트(400)을 통하여, 동일한 크기의 기준 RF 전력을 공급할 수 있다. The plurality of ports 400 may transmit power of the same size output from the port A 201 of the unequal divider 200 and the plurality of output terminals 322 to 327 of the scattering type divider 300 to the antenna. Through the plurality of ports 400, the reference RF power of the same size may be supplied.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application.

1: 무선전력전송 시스템
2: 액티브 모듈 레이어
3: 어레이 안테나 레이어
4: 무선전력 전송 채널
5: 어레이 안테나 레이어
100: RF 전력 분배기
101: 기준 임피던스
200: 불균등 분배기
201: 포트A
202: 포트B
210: 격리저항
220: 입력단자
221: 제1전송선로와 제3전송선로의 접속점
222: 제2전송선로와 제4전송선로의 접속점
300: 산란형 분배기
310: 링저항
321: 임의의 전원
322~327: 제2출력단자 내지 제7출력단자
400: 복수개의 포트
401~408: 포트1 ~ 포트8
500: 포트C
1: Wireless power transmission system
2: Active module layer
3: Array antenna layer
4: Wireless power transmission channel
5: Array antenna layer
100: RF power divider
101: reference impedance
200: unequal divider
201: port A
202: port B
210: isolation resistance
220: input terminal
221: a connection point of the first transmission line and the third transmission line
222: connection point of the second transmission line and the fourth transmission line
300: scattering type divider
310: ring resistance
321: random power
322 to 327: second output terminal to seventh output terminal
400: multiple ports
401~408: Port 1 ~ Port 8
500: port C

Claims (11)

RF 전력 분배기에 있어서,
전력이 입력되는 포트1로부터 입력단자로 전력을 입력 받아, 포트A와 포트B 로 전력의 비가 다르게 전력을 분배하는 불균등 분배기;
포트C로 전력이 입력되어 복수개의 출력단자로 균등한 전력비를 가지도록 전력을 분배하는 산란형 분배기;
상기 불균등 분배기의 포트B로부터 출력되는 전력을 공급받아 상기 산란형 분배기의 복수개의 출력단자로 분배하기 위한 포트C;
상기 불균등 분배기의 포트A 및 상기 산란형 분배기의 복수개의 출력단자로부터 출력되는 동일한 크기의 전력을 안테나로 전달하는 복수개의 포트
를 포함하는, RF 전력 분배기.
An RF power divider comprising:
an unequal divider that receives power from port 1 to which power is inputted to an input terminal and distributes power to port A and port B in different ratios;
a scattering type divider that receives power through port C and distributes power to a plurality of output terminals to have an even power ratio;
a port C for receiving power output from the port B of the unequal divider and distributing it to a plurality of output terminals of the scattering type divider;
A plurality of ports for transmitting power of the same magnitude output from port A of the unequal splitter and a plurality of output terminals of the scattering splitter to the antenna
Including, RF power divider.
제1항에 있어서,
상기 불균등 분배기는,
일단이 상기 입력단자와 연결되고, 타단은 제3전송선로의 일단과 연결된 제1전송선로;
일단이 상기 입력단자와 연결되고, 타단은 제4전송선로의 일단과 연결된 제2전송선로;
일단이 상기 제1전송선로와 연결되고, 타단은 상기 포트A와 연결되는 제3전송선로;
일단이 상기 제2전송선로와 연결되고, 타단은 상기 포트B와 연결되는 제4전송선로; 및
상기 제1전송선로와 상기 제3전송선로의 접속점과 상기 제2전송선로와 상기 제4전송선로의 접속점에 연결되는 격리저항
를 포함하고,
상기 복수개의 포트는,
상기 포트A로부터 출력되는 전력을 안테나로 전달하는 포트8을 포함하는, RF 전력 분배기.
According to claim 1,
The unequal divider is
a first transmission line having one end connected to the input terminal and the other end connected to one end of the third transmission line;
a second transmission line having one end connected to the input terminal and the other end connected to one end of the fourth transmission line;
a third transmission line having one end connected to the first transmission line and the other end connected to the port A;
a fourth transmission line having one end connected to the second transmission line and the other end connected to the port B; and
an isolation resistor connected to a connection point of the first transmission line and the third transmission line and a connection point between the second transmission line and the fourth transmission line
including,
The plurality of ports,
Including a port 8 for transmitting the power output from the port A to the antenna, RF power splitter.
제2항에 있어서,
상기 제1전송선로 내지 상기 제4전송선로는, 마이크로스트립으로 된 것인, RF 전력 분배기.
3. The method of claim 2,
The first transmission line to the fourth transmission line, the RF power distributor will be made of a micro-strip.
제3항에 있어서,
상기 제1전송선로는,
마이크로스트립 결합선로(Coupler Line)로 된 것인, RF 전력 분배기.
4. The method of claim 3,
The first transmission line,
A microstrip coupling line (Coupler Line), the RF power divider.
제2항에 있어서,
상기 산란형 분배기는,
일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제2출력단자와 연결되는 제5전송선로;
일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제3출력단자와 연결되는 제6전송선로;
일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제4출력단자와 연결되는 제7전송선로;
일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제5출력단자와 연결되는 제8전송선로;
일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제6출력단자와 연결되는 제9전송선로; 및
일단이 상기 포트C와 연결되고, 타단은 제7출력단자와 연결되는 제10전송선로
를 포함하고,
상기 복수개의 포트는,
상기 제2출력단자 내지 상기 제7출력단자로부터 출력되는 전력을 안테나로 전달하는 포트2 내지 포트7을 포함하는 것인, RF 전력 분배기.
3. The method of claim 2,
The scattering type distributor,
a fifth transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to the second output terminal;
a sixth transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to a third output terminal;
a seventh transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to a fourth output terminal;
an eighth transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to a fifth output terminal;
a ninth transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to a sixth output terminal; and
A tenth transmission line having one end connected to the port C and the other end connected to the seventh output terminal
including,
The plurality of ports,
The second output terminal to the RF power splitter comprising ports 2 to 7 for transmitting the power output from the seventh output terminal to the antenna.
제5항에 있어서,
상기 산란형 분배기는,
일단이 상기 제2출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제3출력단자에 연결되는 제 11전송선로;
일단이 상기 제3출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제4출력단자에 연결되는 제 12전송선로;
일단이 상기 제4출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제5출력단자에 연결되는 제 13전송선로;
일단이 상기 제5출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제6출력단자에 연결되는 제 14전송선로;
일단이 상기 제6출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제7출력단자에 연결되는 제 15전송선로;
일단이 상기 제7출력단자와 연결되고, 타단이 상기 제2출력단자에 연결되는 제 16전송선로;
를 포함하는, RF 전력 분배기.
6. The method of claim 5,
The scattering type distributor,
an eleventh transmission line having one end connected to the second output terminal and the other end connected to the third output terminal;
a twelfth transmission line having one end connected to the third output terminal and the other end connected to the fourth output terminal;
a thirteenth transmission line having one end connected to the fourth output terminal and the other end connected to the fifth output terminal;
a fourteenth transmission line having one end connected to the fifth output terminal and the other end connected to the sixth output terminal;
a fifteenth transmission line having one end connected to the sixth output terminal and the other end connected to the seventh output terminal;
a 16th transmission line having one end connected to the seventh output terminal and the other end connected to the second output terminal;
Including, RF power divider.
제6항에 있어서,
상기 제5전송선로 내지 상기 제16전송선로는 마이크로스트립으로 된, RF전력 분배기.
7. The method of claim 6,
The fifth transmission line to the sixteenth transmission line are made of a microstrip, an RF power distributor.
제7항에 있어서,
상기 제11전송선로 내지 상기 제16전송선로는 링저항을 포함하는 것인, RF 전력 분배기.
8. The method of claim 7,
The 11th transmission line to the 16th transmission line will include a ring resistor, RF power divider.
제5항에 있어서,
상기 포트8을 중심으로 하는 정육각형 형태로 상기 포트2 내지 상기 포트7이 배치되는 것인, RF 전력 분배기.
6. The method of claim 5,
The port 2 to the port 7 will be disposed in a regular hexagonal shape centered on the port 8, RF power distributor.
제5 항에 있어서,
Back-to-back Ground 구조를 이용하는 것인, RF 전력 분배기.
6. The method of claim 5,
An RF power divider that uses a Back-to-Back Ground structure.
제1항에 있어서,
상기 불균등 분배기는 불균등 윌킨슨 전력 분배기이고,
상기 산란형 분배기는 6-Way 산란형 전력 분배기인, RF 전력 분배기.
According to claim 1,
wherein the unequal divider is an unequal Wilkinson power divider,
The scattering type divider is a 6-way scattering type power divider, RF power divider.
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