KR20240013301A - Substrate integrated waveguide type sum and difference comparator using diagonal iris coupling and dielectric resonator antenna - Google Patents

Substrate integrated waveguide type sum and difference comparator using diagonal iris coupling and dielectric resonator antenna Download PDF

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KR20240013301A
KR20240013301A KR1020220090660A KR20220090660A KR20240013301A KR 20240013301 A KR20240013301 A KR 20240013301A KR 1020220090660 A KR1020220090660 A KR 1020220090660A KR 20220090660 A KR20220090660 A KR 20220090660A KR 20240013301 A KR20240013301 A KR 20240013301A
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siw
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comparator
sum
dielectric resonator
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이문규
박정훈
박승준
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서울시립대학교 산학협력단
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Abstract

대각 아이리스(Iris) 결합을 이용한 기판 집적형 도파관(SIW, Substrate Integrated Waveguide)형 합차 모드 비교기는 기판; 기판의 제 1 면으로부터 연장되도록 형성된 제 1 비아 배열에 의해 형성되는 합 모드용 전송 선로; 기판의 제 2 면으로부터 연장되도록 형성된 제 2 비아 배열에 의해 형성되는 차 모드용 전송 선로; 제 1 비아 배열 및 제 2 비아 배열에 연결되고, 제 3 비아 배열에 의해 형성되는 비교기; 제 3 비아 배열의 일측에 연결되고 제 4 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 SIW 필터; 제 3 비아 배열의 타측에 연결되고 제 5 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 SIW 필터; 제 4 비아 배열에 연결되고, 제 6 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 출력 전송 선로; 및 제 5 비아 배열에 연결되고, 제 7 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 출력 전송 선로를 포함하고, 제 1 SIW 필터는 비교기의 좌측 상부에 연결되고, 제 2 SIW 필터는 비교기의 우측 상부에 연결될 수 있다. A substrate integrated waveguide (SIW) type sum-mode comparator using diagonal iris coupling includes a substrate; a transmission line for a sum mode formed by a first via arrangement formed to extend from the first side of the substrate; a transmission line for the primary mode formed by a second via arrangement formed to extend from the second side of the substrate; a comparator connected to the first via arrangement and the second via arrangement and formed by the third via arrangement; a first SIW filter connected to one side of the third via arrangement and formed by the fourth via arrangement; a second SIW filter connected to the other side of the third via arrangement and formed by the fifth via arrangement; a first output transmission line connected to the fourth via arrangement and formed by the sixth via arrangement; and a second output transmission line connected to the fifth via arrangement and formed by the seventh via arrangement, wherein the first SIW filter is connected to the upper left side of the comparator, and the second SIW filter is connected to the upper right side of the comparator. You can.

Description

대각 아이리스(Iris) 결합을 이용한 기판 집적형 도파관(SIW, Substrate Integrated Waveguide)형 합차 모드 비교기 및 유전체 공진기 안테나{SUBSTRATE INTEGRATED WAVEGUIDE TYPE SUM AND DIFFERENCE COMPARATOR USING DIAGONAL IRIS COUPLING AND DIELECTRIC RESONATOR ANTENNA}SIW (Substrate Integrated Waveguide) type summation mode comparator and dielectric resonator antenna using diagonal iris coupling

본 발명은 대각 아이리스 결합을 이용한 기판 집적형 도파관형 합차 모드 비교기 및 유전체 공진기 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate-integrated waveguide type sum-mode comparator and dielectric resonator antenna using diagonal iris coupling.

모노펄스(Monopulse) 안테나 어레이는 정교한 전파의 도래각(DoA, Direction of Arrival) 추정 능력을 통해 레이더 시스템 내에서 타겟을 추적하는데 사용된다. Monopulse antenna arrays are used to track targets within radar systems through precise radio wave angle of arrival (DoA) estimation capabilities.

기존의 혼, 렌즈 또는 카세그레인(Cassegrain) 파라볼릭 안테나 시스템은 무겁고 크기가 매우 크다. 이를 해결하기 위해 도입된 마이크로스트립 선로 구조의 모노펄스 안테나 어레이는 작은 안테나 크기와 적은 제작 비용의 장점이 있지만, 밀리미터파(millimeter-wave) 대역에서는 손실이 크고 불요파 방사(Spurious Radiation)가 심하다는 단점이 있다. Conventional horn, lens or Cassegrain parabolic antenna systems are heavy and very large. The monopulse antenna array with a microstrip line structure introduced to solve this problem has the advantages of small antenna size and low production cost, but has large loss and severe spurious radiation in the millimeter-wave band. There is a downside.

한편, 참고 논문1[Venanzoni, Giuseppe & Mencarelli, D. & Morini, Antonio & Farina, Marco & Losito, Onofrio & Prudenzano, F.. (2016). Compact double-layer substrate integrated waveguide magic Tee for X-band applications. Microwave and Optical Technology Letters. 58. 932-936. 10.1002/mop.29707.], 참고 논문2[H. Chu, J. -X. Chen, S. Luo and Y. -X. Guo, "A Millimeter-Wave Filtering Monopulse Antenna Array Based on Substrate Integrated Waveguide Technology," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 1, pp. 316-321, Jan. 2016, doi: 10.1109/TAP.2015.2497351.]에 합차 모드 안테나가 각각 제시되어 있다. Meanwhile, Reference Paper 1 [Venanzoni, Giuseppe & Mencarelli, D. & Morini, Antonio & Farina, Marco & Losito, Onofrio & Prudenzano, F.. (2016). Compact double-layer substrate integrated waveguide magic Tee for X-band applications. Microwave and Optical Technology Letters. 58. 932-936. 10.1002/mop.29707.], Reference Paper 2 [H. Chu, J.-X. Chen, S. Luo and Y.-X. Guo, “A Millimeter-Wave Filtering Monopulse Antenna Array Based on Substrate Integrated Waveguide Technology,” in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 1, pp. 316-321, Jan. 2016, doi: 10.1109/TAP.2015.2497351.], each sum-mode antenna is presented.

상기 참고 논문1[Venanzoni, Giuseppe & Mencarelli, D. & Morini, Antonio & Farina, Marco & Losito, Onofrio & Prudenzano, F.. (2016). Compact double-layer substrate integrated waveguide magic Tee for X-band applications. Microwave and Optical Technology Letters. 58. 932-936. 10.1002/mop.29707.]의 경우, 합차 모드를 구현하기 위해 기판 집적형 도파관(SIW, Substrate Integrated Waveguide)형 매직 T(Magic-T) 구조를 적용하였다. SIW 매직 T 구조는 SIW와 개구면(aperture) 간 결합을 활용하여 구현되기 때문에 적층 구조가 된다. Reference paper 1 above [Venanzoni, Giuseppe & Mencarelli, D. & Morini, Antonio & Farina, Marco & Losito, Onofrio & Prudenzano, F.. (2016). Compact double-layer substrate integrated waveguide magic Tee for X-band applications. Microwave and Optical Technology Letters. 58. 932-936. 10.1002/mop.29707.], a Substrate Integrated Waveguide (SIW) type Magic-T structure was applied to implement the summation mode. SIW Magic T structure is implemented by utilizing the bond between SIW and aperture, resulting in a layered structure.

상기 참고 논문2[H. Chu, J. -X. Chen, S. Luo and Y. -X. Guo, "A Millimeter-Wave Filtering Monopulse Antenna Array Based on Substrate Integrated Waveguide Technology," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 1, pp. 316-321, Jan. 2016, doi: 10.1109/TAP.2015.2497351.]의 경우, 합차 모드 필터링 안테나를 구현하기 위해 이중 모드 SIW 공진기(TE102/TE201)와 단일 모드 SIW 공진기를 슬롯을 통해 결합한 구조를 적용하였다. 이러한 구조는 슬롯을 활용하기 때문에 적층 구조가 필요하다. Reference paper 2 [H. Chu, J.-X. Chen, S. Luo and Y.-X. Guo, “A Millimeter-Wave Filtering Monopulse Antenna Array Based on Substrate Integrated Waveguide Technology,” in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 1, pp. 316-321, Jan. 2016, doi: 10.1109/TAP.2015.2497351.], a structure combining a dual-mode SIW resonator (TE102/TE201) and a single-mode SIW resonator through a slot was applied to implement a sum-mode filtering antenna. Because this structure utilizes slots, a stacked structure is required.

참고 논문 1와 같이 매직 T 구조를 이용하거나 참고 논문 2와 같이 슬롯 결합을 이용한 기존 방식들은 적층 구조를 필요로 하기 때문에 제작 비용이 증가하는 단점이 있다. Existing methods that use a magic T structure as in reference paper 1 or slot combination as in reference paper 2 have the disadvantage of increasing production costs because they require a laminated structure.

한국공개특허공보 제2021-0028709호 (2021.03.12. 공개)Korean Patent Publication No. 2021-0028709 (published on March 12, 2021)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 대각 아이리스 결합을 이용한 기판 집적형 도파관형 합차 모드 비교기를 설계하고자 한다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and seeks to design a substrate-integrated waveguide-type sum-mode comparator using diagonal iris coupling.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. However, the technical challenges that this embodiment aims to achieve are not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 대각 아이리스(Iris) 결합을 이용한 기판 집적형 도파관(SIW, Substrate Integrated Waveguide)형 합차 모드 비교기는 기판; 상기 기판의 제 1 면으로부터 연장되도록 형성된 제 1 비아 배열에 의해 형성되는 합 모드용 전송 선로; 상기 기판의 제 2 면으로부터 연장되도록 형성된 제 2 비아 배열에 의해 형성되는 차 모드용 전송 선로; 상기 제 1 비아 배열 및 상기 제 2 비아 배열에 연결되고, 제 3 비아 배열에 의해 형성되는 비교기; 상기 제 3 비아 배열의 일측에 연결되고 제 4 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 SIW 필터; 상기 제 3 비아 배열의 타측에 연결되고 제 5 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 SIW 필터; 상기 제 4 비아 배열에 연결되고, 제 6 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 출력 전송 선로; 및 상기 제 5 비아 배열에 연결되고, 제 7 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 출력 전송 선로를 포함하고, 상기 제 1 SIW 필터는 상기 비교기의 좌측 상부에 연결되고, 상기 제 2 SIW 필터는 상기 비교기의 우측 상부에 연결될 수 있다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, a Substrate Integrated Waveguide (SIW) type sum-mode comparator using diagonal iris combination according to the first aspect of the present invention includes a substrate; a sum mode transmission line formed by a first via arrangement extending from the first surface of the substrate; a second mode transmission line formed by a second via arrangement extending from the second surface of the substrate; a comparator connected to the first via arrangement and the second via arrangement and formed by a third via arrangement; a first SIW filter connected to one side of the third via array and formed by a fourth via array; a second SIW filter connected to the other side of the third via array and formed by a fifth via array; a first output transmission line connected to the fourth via arrangement and formed by a sixth via arrangement; and a second output transmission line connected to the fifth via arrangement and formed by the seventh via arrangement, wherein the first SIW filter is connected to the upper left side of the comparator, and the second SIW filter is connected to the comparator. It can be connected to the upper right side of .

본 발명의 제 2 측면에 따른 기판 집적형 도파관형 합차 모드 비교기를 포함하는 유전체 공진기 안테나는 일측에 배치되는 청구항 제 1 항의 합차 모드 비교기 및 타측에 배치되고, 고차 모드의 방사체(radiator) 역할을 수행하는 유전체 공진기(Dielectric Resonator, DR)를 포함할 수 있다. The dielectric resonator antenna including the substrate-integrated waveguide type sum-mode comparator according to the second aspect of the present invention has the sum-mode comparator of claim 1 disposed on one side and the sum-mode comparator disposed on the other side, and serves as a radiator of a higher order mode. It may include a dielectric resonator (DR).

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

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 대각 아이리스 결합을 이용한 기판 집적형 도파관형 합차 모드 비교기를 설계할 수 있다. 또한, 본 발명은 대각 아이리스 결합을 통해 합차 모드에서의 결합계수가 동일하면서, 동일한 크기의 전계를 형성할 수 있다. According to one of the above-described means for solving the problems of the present invention, the present invention can design a substrate-integrated waveguide type sum-mode comparator using diagonal iris coupling. In addition, the present invention can form an electric field of the same size while having the same coupling coefficient in the summation mode through diagonal iris coupling.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 합차 모드 비교기를 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 합차 모드 비교기 및 유전체 공진기를 포함하는 유전체 공진 안테나를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 저역통과필터 g-파라미터 및 대역통과 필터 파라미터를 나타낸 예시 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 SIW 필터(또는 제 2 SIW 필터) 및 제 3 SIW 필터(또는 제 4 SIW 필터)를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 SIW 필터 및 제 3 SIW 필터(또는 제 2 SIW 필터 및 제 4 SIW 필터) 간 및 제 3 SIW 필터(또는 제 4 SIW 필터) 및 유전체 공진기 간 아이리스의 너비 및 원형 개구면의 지름에 따른 투과계수의 주파수 응답 특성 및 결합계수를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른, GCPW - SIW 변환기의 슬롯 길이 또는 개구면 지름에 따른 반사계수 특성 및 외부품질계수를 나타낸 도면이다.
도6는 본 발명의 일 실시예에 따른, 필터와 결합된 비교기의 전계 분포를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 합차 모드 비교기에서 아이리스의 너비에 따른 투과계수의 주파수 응답 특성 및 결합계수를 나타낸 도면이다.
FIG. 1A is a diagram for explaining a sum mode comparator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a diagram for explaining a dielectric resonant antenna including a sum-mode comparator and a dielectric resonator according to an embodiment of the present invention.
2A to 2B are exemplary diagrams showing low-pass filter g-parameters and band-pass filter parameters according to an embodiment of the present invention.
3A to 3B are diagrams showing a first SIW filter (or second SIW filter) and a third SIW filter (or fourth SIW filter) according to an embodiment of the present invention.
4A to 4B are diagrams between the first SIW filter and the third SIW filter (or the second SIW filter and the fourth SIW filter) and the third SIW filter (or the fourth SIW filter), according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the frequency response characteristics and coupling coefficient of the transmission coefficient according to the width of the iris and the diameter of the circular opening between the dielectric resonators.
Figures 5a and 5b are diagrams showing reflection coefficient characteristics and external quality coefficient according to the slot length or aperture diameter of the GCPW-SIW converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the electric field distribution of a comparator combined with a filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the frequency response characteristics and coupling coefficient of the transmission coefficient according to the width of the iris in a sum-mode comparator according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

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. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected," but also the case where it is "electrically connected" with another element in between. . Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다. 도 1a는 합차 모드 비교기를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, specific details for implementing the present invention will be described with reference to the attached configuration diagram or processing flow diagram. Figure 1a is a diagram for explaining a sum mode comparator.

도 1a를 참조하면, 합차 모드 비교기(100)는 기판(106)의 제 1 면으로부터 연장되도록 형성된 제 1 비아 배열에 의해 형성되는 합 모드용 전송 선로(108) 및 기판(106)의 제 2 면으로부터 연장되도록 형성된 제 2 비아 배열에 의해 형성되는 차 모드용 전송 선로(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1A, the sum mode comparator 100 includes a sum mode transmission line 108 formed by a first via arrangement extending from the first side of the substrate 106 and the second side of the substrate 106. It may include a transmission line 110 for the difference mode formed by a second via arrangement formed to extend from.

합차 모드 비교기(100)는 제 1 비아 배열 및 제 2 비아 배열에 연결되고, 제 3 비아 배열에 의해 형성되는 비교기(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 비교기(112)는 TE102 모드(합 모드) 및 TE201 모드(차 모드)로 동작하는 SIW 이중모드 공진기일 수 있다.The sum mode comparator 100 may include a comparator 112 connected to the first via array and the second via array and formed by the third via array. Here, the comparator 112 may be a SIW dual-mode resonator operating in TE102 mode (sum mode) and TE201 mode (difference mode).

합차 모드 비교기(100)는 제 3 비아 배열의 일측에 연결되고 제 4 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 SIW 필터(114)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 SIW 필터(114)는 TE101 모드로 동작되는 SIW 공진기일 수 있다.The sum-mode comparator 100 may include a first SIW filter 114 connected to one side of the third via array and formed by the fourth via array. Here, the first SIW filter 114 may be a SIW resonator operated in TE101 mode.

합차 모드 비교기(100)는 제 3 비아 배열의 타측에 연결되고 제 5 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 SIW 필터(116)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 SIW 필터(116)는 TE101 모드로 동작되는 SIW 공진기일 수 있다. The sum mode comparator 100 may include a second SIW filter 116 connected to the other side of the third via array and formed by the fifth via array. Here, the second SIW filter 116 may be a SIW resonator operated in TE101 mode.

제 1 SIW 필터(114)는 비교기(112)의 좌측 상부에 연결되고, 제 2 SIW 필터(116)는 비교기(112)의 우측 상부에 연결될 수 있다.The first SIW filter 114 may be connected to the upper left side of the comparator 112, and the second SIW filter 116 may be connected to the upper right side of the comparator 112.

비교기(112)와 제 1 SIW 필터(114)(또는 제 2 SIW 필터(116)) 간의 결합 구조는 비아 홀(via hole)로 이루어진 대각 아이리스(Iris)를 통한 유도성(inductive) 결합 구조를 가질 수 있다. The coupling structure between the comparator 112 and the first SIW filter 114 (or the second SIW filter 116) has an inductive coupling structure through a diagonal iris made of a via hole. You can.

제 1 SIW 필터(114)는 비교기(112)의 좌측 상부에 연결되고, 제 2 SIW 필터(116)는 비교기(112)의 우측 상부에 연결될 수 있다. 즉, 제 1 SIW 필터(114)는 비교기(112)와 대각 아이리스를 통해 결합되고, 제 2 SIW 필터(116)는 비교기(112)와 대각 아이리스를 통해 결합될 수 있다.The first SIW filter 114 may be connected to the upper left side of the comparator 112, and the second SIW filter 116 may be connected to the upper right side of the comparator 112. That is, the first SIW filter 114 may be coupled to the comparator 112 through a diagonal iris, and the second SIW filter 116 may be coupled to the comparator 112 through a diagonal iris.

합차 모드 비교기(100)는 제 4 비아 배열에 연결되고, 제 6 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 출력 전송 선로(118) 및 제 5 비아 배열에 연결되고, 제 7 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 출력 전송 선로(120)를 포함할 수 있다.The sum mode comparator 100 is connected to the fourth via array, the first output transmission line 118 formed by the sixth via array, and the second output transmission line 118 formed by the seventh via array and connected to the fifth via array. It may include an output transmission line 120.

도 1b는 합차 모드 비교기 및 유전체 공진기를 포함하는 유전체 공진 안테나를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 1a 내지 도 7을 참조하여 도 1b를 설명하기로 한다. FIG. 1B is a diagram for explaining a dielectric resonant antenna including a sum-mode comparator and a dielectric resonator. Hereinafter, FIG. 1B will be described with reference to FIGS. 1A to 7.

도 1b를 참조하면, 유전체 공진 안테나(200)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 합차 모드 비교기(104), 유전체 공진기(102)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1B, the dielectric resonant antenna 200 may include a sum-mode comparator 104 and a dielectric resonator 102 according to another embodiment of the present invention.

합차 모드 비교기(104)를 적용한 유전체 공진 안테나(200)는 정교한 DoA(Direction of Arrival) 추정 능력을 통해 레이더 시스템 내에서 타겟을 추적하는데 사용될 수 있다. The dielectric resonant antenna 200 to which the sum mode comparator 104 is applied can be used to track a target within a radar system through sophisticated Direction of Arrival (DoA) estimation capability.

유전체 공진기(102)는 고차 모드의 방사체(radiator) 역할을 수행할 수 있다. The dielectric resonator 102 may function as a radiator of a higher order mode.

합차 모드 비교기(104)는 기판 집적형 도파관형 구조를 갖는 비교기일 수 있다. The sum-mode comparator 104 may be a comparator having a substrate-integrated waveguide-type structure.

합차 모드 비교기(104)는 SIW(Substrate Integrated Waveguide) 급전 회로를 포함할 수 있다. The sum mode comparator 104 may include a Substrate Integrated Waveguide (SIW) power supply circuit.

유전체 공진기(102) 및 SIW 급전 회로는 기설정된 제 1 유전율(예컨대, ) 및 기설정된 제 1 손실 탄젠트(예컨대, ) 특성을 갖도록 구성될 수 있다. The dielectric resonator 102 and the SIW power supply circuit have a preset first dielectric constant (e.g., ) and a preset first loss tangent (e.g., ) can be configured to have characteristics.

SIW 급전 회로에 사용된 기판(106)은 기설정된 제 2 유전율(예컨대, ) 및 기설정된 제 2 손실 탄젠트(예컨대, ) 특성을 갖도록 구성될 수 있다. The substrate 106 used in the SIW power supply circuit has a preset second dielectric constant (e.g., ) and a preset second loss tangent (e.g., ) can be configured to have characteristics.

SIW 급전 회로는 유전체 공진기(102)에 급전하기 위한 개구면(aperture)과 GCPW(Grounded coplanar waveguide)로 구성될 수 있다. The SIW power supply circuit may be composed of an aperture for feeding power to the dielectric resonator 102 and a grounded coplanar waveguide (GCPW).

유전체 공진기(102)는 안테나의 방향성을 향상시키기 위해 고차 모드(예컨대, )로 동작될 수 있다. The dielectric resonator 102 uses a higher order mode (e.g., ) can be operated.

고차 모드로 동작되는 유전체 공진기(102)의 높이 파라미터와 지름 파라미터에 대한 근사값은 자계벽 방식(magnetic wall method)이 적용된 상태에서 알아낼 수 있다. Approximate values for the height and diameter parameters of the dielectric resonator 102 operating in a high-order mode can be found by applying the magnetic wall method.

유전체 공진기(102)의 지름 파라미터 및 높이 파라미터, 개구면의 크기 파라미터, 개구면과 유전체 공진기(102) 간의 거리 파라미터는 유전체 공진기 안테나(100)의 방향성을 최대화하는 방향으로 최적화되도록 설계될 수 있다. The diameter parameters and height parameters of the dielectric resonator 102, the size parameters of the opening surface, and the distance parameters between the opening surface and the dielectric resonator 102 may be designed to be optimized in a direction that maximizes the directionality of the dielectric resonator antenna 100.

각 파라미터들이 최적화된 후에는 CST 툴의 최적화 기능을 통해 GCPW - SIW 변환부(transition)를 조절하면서 최적화된 유전체 공진기 안테나(100)의 반사손실(Return Loss) 값 및 실현 이득(Realized gain) 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 유전체 공진기 안테나(100)는 27.65 GHz에서 3.3%의 10 dB 반사손실 대역을 갖고, E-plane에서 10.6 dBi의 이득을 갖고, H-plane에서 10.2 dBi의 이득을 가질 수 있다. After each parameter is optimized, the return loss and realized gain values of the optimized dielectric resonator antenna 100 are adjusted by adjusting the GCPW-SIW transition through the optimization function of the CST tool. It can be obtained. For example, the dielectric resonator antenna 100 may have a 10 dB return loss band of 3.3% at 27.65 GHz, a gain of 10.6 dBi in the E-plane, and a gain of 10.2 dBi in the H-plane.

한편, 중심주파수가 27.65 GHz이고, 대역통과필터의 통과대역 내 반사손실 값이 15 dB이며, 통과대역폭이 700 MHz가 되는 유전체 공진 안테나(200)를 설계하고자 하면, 우선 저역통과필터의 원형(prototype) 상수들을 구해야 한다. 저역통과 원형 계수는 [수학식 1]을 통해 계산될 수 있다. On the other hand, if you want to design a dielectric resonant antenna 200 with a center frequency of 27.65 GHz, a reflection loss value in the pass band of the band pass filter of 15 dB, and a pass bandwidth of 700 MHz, first, a prototype of the low pass filter is used. ) We need to find the constants. The low-pass circular coefficient can be calculated through [Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

이를 4차로 구현할 경우, 저역통과필터 g-파라미터들은 도 2a와 같이 도출될 수 있다. 저역통과필터 g-파라미터에서 대역통과필터 파라미터로의 변환은 [수학식 2]를 통해 수행될 수 있다. When this is implemented in the fourth order, the low-pass filter g-parameters can be derived as shown in Figure 2a. Conversion from the low-pass filter g-parameter to the band-pass filter parameter can be performed through [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

합차 모드 비교기(104)는 기판의 제 1 면으로부터 연장되도록 형성된 제 1 비아 배열에 의해 형성되는 합 모드용 전송 선로 및 기판의 제 2 면으로부터 연장되도록 형성된 제 2 비아 배열에 의해 형성되는 차 모드용 전송 선로를 포함할 수 있다. The sum mode comparator 104 is a transmission line for the sum mode formed by a first via array formed to extend from the first side of the substrate and a transmission line for the difference mode formed by a second via array formed to extend from the second side of the substrate. May include transmission lines.

합차 모드 비교기(104)는 제 1 비아 배열 및 제 2 비아 배열에 연결되고, 제 3 비아 배열에 의해 형성되는 비교기(112)를 포함할 수 있다. The sum mode comparator 104 may include a comparator 112 connected to the first via arrangement and the second via arrangement and formed by the third via arrangement.

여기서, 비교기(112)는 TE102 모드(합 모드) 및 TE201 모드(차 모드)로 동작하는 SIW 이중모드 공진기일 수 있다. 비교기(112)의 너비와 길이는 [수학식 3]을 통해 도출될 수 있다. Here, the comparator 112 may be a SIW dual-mode resonator operating in TE102 mode (sum mode) and TE201 mode (difference mode). The width and length of the comparator 112 can be derived through [Equation 3].

[수학식 3][Equation 3]

도 6을 참조하면, 27.65 GHz에서 비교기(112)는 합 모드에 해당하는 전계(Electric field, (a)) 분포를 갖고, 차 모드에 해당하는 전계 분포(b)를 가질 수 있다. 비교기(112)에서의 합 모드, 차 모드의 전계는 동일 주파수 내에서 직교성(orthogonality)으로 인해, 합 모드용 포트와 차 모드용 포트 간 우수한 격리도 성능을 갖는다. Referring to FIG. 6, at 27.65 GHz, the comparator 112 may have an electric field (a) distribution corresponding to the sum mode and an electric field distribution (b) corresponding to the difference mode. Due to the orthogonality of the sum mode and difference mode electric fields in the comparator 112 within the same frequency, excellent isolation performance is achieved between the sum mode port and the difference mode port.

합차 모드 비교기(104)는 제 3 비아 배열의 일측에 연결되고 제 4 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 SIW 필터(114)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 SIW 필터(114)는 TE101 모드로 동작되는 SIW 공진기일 수 있다. 예를 들어, 제 1 SIW 필터(114)의 공진 주파수는 필터의 통과대역의 중심주파수인 27.65 GHz를 갖도록 설계될 수 있다. 제 1 SIW 필터(114)는 [수학식 4]를 통해 설계될 수 있다. 도 3a는 제 1 SIW 필터(114)의 설계 파라미터(a), 제 1 SIW 필터(114)의 공진 모드 시 전계 분포(b), 제 1 SIW 필터(114)의 투과계수의 주파수 응답 특성(c)를 나타낸 도면이다. The sum mode comparator 104 may include a first SIW filter 114 connected to one side of the third via array and formed by the fourth via array. Here, the first SIW filter 114 may be a SIW resonator operated in TE101 mode. For example, the resonance frequency of the first SIW filter 114 may be designed to have 27.65 GHz, which is the center frequency of the passband of the filter. The first SIW filter 114 can be designed through [Equation 4]. Figure 3a shows the design parameters (a) of the first SIW filter 114, the electric field distribution in the resonance mode of the first SIW filter 114 (b), and the frequency response characteristics of the transmission coefficient of the first SIW filter 114 (c). ) This is a drawing showing.

[수학식 4][Equation 4]

여기서, 는 자유공간상 전파의 위상 속도이고, 은 기판의 유전율이고 는 제 1 SIW 필터(114)의 너비이고, 은 제 1 SIW 필터(114)의 길이이고, 는 비아 홀의 지름, 는 두 근접한 비아 홀의 중심 사이 거리이다. here, is the phase velocity of propagation in free space, is the dielectric constant of the substrate, is the width of the first SIW filter 114, is the length of the first SIW filter 114, is the diameter of the via hole, is the distance between the centers of two adjacent via holes.

합차 모드 비교기(104)는 제 3 비아 배열의 타측에 연결되고 제 5 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 SIW 필터(116)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 SIW 필터(116)는 TE101 모드로 동작되는 SIW 공진기일 수 있다. 예를 들어, 제 2 SIW 필터(116)의 공진 주파수는 필터의 통과대역의 중심주파수인 27.65 GHz를 갖도록 설계될 수 있다.The sum mode comparator 104 may include a second SIW filter 116 connected to the other side of the third via array and formed by the fifth via array. Here, the second SIW filter 116 may be a SIW resonator operated in TE101 mode. For example, the resonance frequency of the second SIW filter 116 may be designed to have 27.65 GHz, which is the center frequency of the filter's passband.

제 3 SIW 필터(122) (또는 제 4 SIW 필터(124)) 및 유전체 공진기(102) 간의 결합계수 및 외부품질계수(external Q-factor)는 유전체 공진 안테나(200)를 급전하는 개구면의 크기와 SIW 단락 종단(shorted end) 간 거리를 통해 결정될 수 있다. 도 3b는 제 3 SIW 필터(122) (또는 제 4 SIW 필터(124))의 설계 파라미터(a), 제 2 SIW 필터(116)의 공진 모드 시 전계 분포(b), 투과계수의 주파수 응답 특성(c)를 나타낸 도면이다. The coupling coefficient and external quality factor (external Q-factor) between the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124) and the dielectric resonator 102 are the size of the opening that feeds the dielectric resonant antenna 200. It can be determined through the distance between and SIW shorted end. Figure 3b shows the design parameters (a) of the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124), the electric field distribution (b) in resonance mode of the second SIW filter 116, and the frequency response characteristics of the transmission coefficient. This is a drawing showing (c).

제 1 SIW 필터(114)는 비교기(112)의 좌측 상부에 연결되고, 제 2 SIW 필터(116)는 비교기(112)의 우측 상부에 연결될 수 있다. 즉, 제 1 SIW 필터(114)는 비교기(112)와 대각 아이리스를 통해 결합되고, 제 2 SIW 필터(116)는 비교기(112)와 대각 아이리스를 통해 결합될 수 있다. 도 7은 비교기(112)가 대각 아이리스를 통해 제 1 SIW 필터(114) 및 제 2 SIW 필터(116)와 결합된 상태에서 아이리스의 너비에 따른 투과계수의 주파수 응답 특성 및 결합계수를 나타낸 도면이다.The first SIW filter 114 may be connected to the upper left side of the comparator 112, and the second SIW filter 116 may be connected to the upper right side of the comparator 112. That is, the first SIW filter 114 may be coupled to the comparator 112 through a diagonal iris, and the second SIW filter 116 may be coupled to the comparator 112 through a diagonal iris. Figure 7 is a diagram showing the frequency response characteristics and coupling coefficient of the transmission coefficient according to the width of the iris in a state in which the comparator 112 is coupled to the first SIW filter 114 and the second SIW filter 116 through a diagonal iris. .

대칭적으로 구성된 대각 아이리스를 통해 비교기(112)의 합 모드와 차 모드일 때 각각 동일한 크기의 전계 분포가 형성될 수 있다(도 6 참조). Through a symmetrically configured diagonal iris, electric field distributions of the same size can be formed in the sum mode and difference mode of the comparator 112 (see FIG. 6).

예를 들어, 비교기(112)와 제 1 SIW 필터(114) 간의 결합을 예시로 들면, 비교기(112)에서 합 모드에 해당하는 TE102 모드가 수행되면, 대각 아이리스 결합을 통해 제 1 SIW 필터(114)의 TE101 모드가 형성되고, 비교기(112)에서 차 모드에 해당하는 TE201 모드가 수행되면, 대각 아이리스 결합을 통해 제 1 SIW 필터(114)의 TE101 모드가 형성될 수 있다. For example, taking the combination between the comparator 112 and the first SIW filter 114 as an example, when the TE102 mode corresponding to the sum mode is performed in the comparator 112, the first SIW filter 114 is connected through diagonal iris combination. ) is formed, and when the TE201 mode corresponding to the difference mode is performed in the comparator 112, the TE101 mode of the first SIW filter 114 can be formed through diagonal iris combination.

이를 통해 비교기(112)와 제 1 SIW 필터(114) 간의 결합계수 및 비교기(112)와 제 2 SIW 필터(116) 간의 결합계수는 합차 모드에서 거의 동일하게 가질 수 있다. 이를 통해 합차 모드에서 요구되는 동일한 필터 특성을 단일 기판 내에서 구현될 수 있다. Through this, the coupling coefficient between the comparator 112 and the first SIW filter 114 and the coupling coefficient between the comparator 112 and the second SIW filter 116 can be substantially the same in the summation mode. Through this, the same filter characteristics required in summation mode can be implemented within a single substrate.

비교기(112)와 제 1 SIW 필터(114) 간의 결합계수는 공진 주파수가 동일하므로 [수학식 5]를 통해 도출될 수 있다. The coupling coefficient between the comparator 112 and the first SIW filter 114 can be derived through [Equation 5] since the resonance frequencies are the same.

[수학식 5][Equation 5]

비교기(112)와 제 1 SIW 필터(114)(또는 제 2 SIW 필터(116)) 간의 결합 구조는 비아 홀(via hole)로 이루어진 대각 아이리스(Iris)를 통한 유도성(inductive) 결합 구조를 가질 수 있다. The coupling structure between the comparator 112 and the first SIW filter 114 (or the second SIW filter 116) has an inductive coupling structure through a diagonal iris made of a via hole. You can.

본 발명의 다른 실시예에 따른 합차 모드 비교기(104)는 제 3 SIW 필터(122) 및 제 4 SIW 필터(124)를 포함할 수 있다.The sum mode comparator 104 according to another embodiment of the present invention may include a third SIW filter 122 and a fourth SIW filter 124.

제 3 SIW 필터(122)는 제 1 SIW 필터(114)의 상부에 연결되고, 제 4 SIW 필터(124)는 제 2 SIW 필터(116)의 상부에 연결될 수 있다. The third SIW filter 122 may be connected to the top of the first SIW filter 114, and the fourth SIW filter 124 may be connected to the top of the second SIW filter 116.

제 3 SIW 필터(122) 및 제 4 SIW 필터(124)는 TE102 모드로 동작되는 SIW 공진기일 수 있다. The third SIW filter 122 and the fourth SIW filter 124 may be SIW resonators operating in TE102 mode.

도 4a는 아이리스의 제 1 너비(a)에 따른 투과계수의 주파수 응답 특성(b) 및 제 1 SIW 필터(114) 및 제 3 SIW 필터(122) 간 또는 제 2 SIW 필터(116) 및 제 4 SIW 필터(124)의 결합계수(c)를 나타낸 도면이다.Figure 4a shows the frequency response characteristics (b) of the transmission coefficient according to the first width (a) of the iris and between the first SIW filter 114 and the third SIW filter 122 or the second SIW filter 116 and the fourth This is a diagram showing the coupling coefficient (c) of the SIW filter 124.

제 1 SIW 필터(114) 및 제 3 SIW 필터(122) (또는 제 2 SIW 필터(116) 및 제 4 SIW 필터(124)) 간의 결합 구조는 비아 홀로 이루어진 아이리스를 통한 유도성 결합 구조를 가질 수 있다. The coupling structure between the first SIW filter 114 and the third SIW filter 122 (or the second SIW filter 116 and the fourth SIW filter 124) may have an inductive coupling structure through an iris made of a via hole. there is.

제 1 SIW 필터(114)의 공진 주파수와 제 3 SIW 필터(122)의 공진 주파수 (또는 제 2 SIW 필터(116) 의 공진 주파수와 제 4 SIW 필터(124)의 공진 주파수)가 같을 경우, [수학식 6]을 통해 제 1 SIW 필터(114) 및 제 3 SIW 필터(122) (또는 제 2 SIW 필터(116)와 제 4 SIW 필터(124)) 간의 결합계수가 도출될 수 있다. When the resonance frequency of the first SIW filter 114 and the resonance frequency of the third SIW filter 122 (or the resonance frequency of the second SIW filter 116 and the resonance frequency of the fourth SIW filter 124) are the same, [ The coupling coefficient between the first SIW filter 114 and the third SIW filter 122 (or the second SIW filter 116 and the fourth SIW filter 124) can be derived through Equation 6.

[수학식 6][Equation 6]

제 3 SIW 필터(122) (또는 제 4 SIW 필터(124)) 및 유전체 공진기(102) 간의 결합계수는 원형 개구면의 지름에 의해 결정될 수 있다. 도 4b는 원형 개구면의 지름(a)에 따른 투과계수의 주파수 응답 특성(b) 및 제 3 SIW 필터(122) (또는 제 4 SIW 필터(124)) 및 유전체 공진기(102) 간의 결합계수를 나타낸 도면이다. The coupling coefficient between the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124) and the dielectric resonator 102 may be determined by the diameter of the circular opening surface. Figure 4b shows the frequency response characteristic (b) of the transmission coefficient according to the diameter (a) of the circular opening surface and the coupling coefficient between the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124) and the dielectric resonator 102. This is the drawing shown.

합차 모드 비교기(104) 및 유전체 공진기(102)에 대한 복수의 설계 파라미터는 유전체 공진기 안테나(100)의 방향성은 기본 모드 안테나 방향성의 임계치를 초과하는 방향으로 설정될 수 있다. 여기서, 복수의 설계 파라미터는 유전체 공진기(102)의 지름 파라미터, 높이 파라미터, 유전체 공진기(102)를 급전하는 개구면(aperture)의 크기 파라미터 및 개구면 및 유전체 공진기(102) 간의 거리 파라미터를 포함할 수 있다. A plurality of design parameters for the sum-mode comparator 104 and the dielectric resonator 102 may be set so that the directionality of the dielectric resonator antenna 100 exceeds the threshold of the basic mode antenna directionality. Here, the plurality of design parameters may include a diameter parameter of the dielectric resonator 102, a height parameter, a size parameter of the aperture feeding the dielectric resonator 102, and a distance parameter between the aperture and the dielectric resonator 102. You can.

GCPW를 적용한 SIW 필터의 외부품질계수는 GCPW 변환부(transiton)의 테이퍼링 너비 및 길이, GCPW - SIW 변환부의 슬롯 길이에 의해 결정될 수 있다. 도 5a는 GCPW - SIW 변환부의 슬롯 길이(a)에 따른 반사계수의 위상 특성(b) 및 외부품질계수(c)를 나타낸 도면이다. The external quality factor of the SIW filter applying GCPW can be determined by the tapering width and length of the GCPW transition unit and the slot length of the GCPW-SIW conversion unit. Figure 5a is a diagram showing the phase characteristics (b) and external quality coefficient (c) of the reflection coefficient according to the slot length (a) of the GCPW-SIW converter.

합차 모드 비교기(104)의 제 3 SIW 필터(122) (또는 제 4 SIW 필터(124))와 유전체 공진기(102) 간의 결합계수 및 외부품질계수는 유전체 공진기(102)에 급전하기 위한 원형 개구면의 지름에 의해 결정될 수 있다. 이때, 합차 모드 비교기(104)의 제 3 SIW 필터(122)(또는 제 4 SIW 필터(124))와 유전체 공진기(102) 간의 결합계수 및 외부품질계수를 동시에 만족시키기 위해서는 개구면과 SIW 단락 종단(shorted end) 간 거리가 추가적으로 조정되어야 한다. 도 5b는 유전체 공진기(102)와 제 3 SIW 필터(122) (또는 제 4 SIW 필터(124))가 개구면을 통해 결합 시 개구면 지름과 SIW 공진기 길이(a)에 따른 입력 임피던스의 주파수 응답(b) 및 외부품질계수(c)를 나타낸 도면이다.The coupling coefficient and external quality factor between the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124) of the sum mode comparator 104 and the dielectric resonator 102 are circular openings for feeding power to the dielectric resonator 102. It can be determined by the diameter of . At this time, in order to simultaneously satisfy the coupling coefficient and external quality factor between the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124) of the sum mode comparator 104 and the dielectric resonator 102, the opening surface and SIW short circuit termination The distance between the shortened ends must be adjusted additionally. Figure 5b shows the frequency response of the input impedance according to the opening surface diameter and the SIW resonator length (a) when the dielectric resonator 102 and the third SIW filter 122 (or fourth SIW filter 124) are coupled through the opening surface. This is a diagram showing (b) and external quality factor (c).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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 description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

100: 합차 모드 비교기
200: 유전체 공진 안테나
102: 유전체 공진기
104: 합차 모드 비교기
100: sum mode comparator
200: dielectric resonant antenna
102: dielectric resonator
104: Addition mode comparator

Claims (9)

대각 아이리스(Iris) 결합을 이용한 기판 집적형 도파관(SIW, Substrate Integrated Waveguide)형 합차 모드 비교기에 있어서,
기판;
상기 기판의 제 1 면으로부터 연장되도록 형성된 제 1 비아 배열에 의해 형성되는 합 모드용 전송 선로;
상기 기판의 제 2 면으로부터 연장되도록 형성된 제 2 비아 배열에 의해 형성되는 차 모드용 전송 선로;
상기 제 1 비아 배열 및 상기 제 2 비아 배열에 연결되고, 제 3 비아 배열에 의해 형성되는 비교기;
상기 제 3 비아 배열의 일측에 연결되고 제 4 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 SIW 필터;
상기 제 3 비아 배열의 타측에 연결되고 제 5 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 SIW 필터;
상기 제 4 비아 배열에 연결되고, 제 6 비아 배열에 의해 형성되는 제 1 출력 전송 선로; 및
상기 제 5 비아 배열에 연결되고, 제 7 비아 배열에 의해 형성되는 제 2 출력 전송 선로
를 포함하고,
상기 제 1 SIW 필터는 상기 비교기의 좌측 상부에 연결되고, 상기 제 2 SIW 필터는 상기 비교기의 우측 상부에 연결되는 것인, 합차 모드 비교기.
In the substrate integrated waveguide (SIW) type sum-mode comparator using diagonal iris coupling,
Board;
a sum mode transmission line formed by a first via arrangement extending from the first surface of the substrate;
a second mode transmission line formed by a second via arrangement extending from the second surface of the substrate;
a comparator connected to the first via arrangement and the second via arrangement and formed by a third via arrangement;
a first SIW filter connected to one side of the third via array and formed by a fourth via array;
a second SIW filter connected to the other side of the third via array and formed by a fifth via array;
a first output transmission line connected to the fourth via arrangement and formed by a sixth via arrangement; and
a second output transmission line connected to the fifth via arrangement and formed by the seventh via arrangement
Including,
The sum mode comparator wherein the first SIW filter is connected to the upper left side of the comparator, and the second SIW filter is connected to the upper right side of the comparator.
제 1 항에 있어서,
상기 비교기는 TE102 모드 및 TE201 모드로 동작하는 동작하는 SIW 이중모드 공진기인 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 1,
A sum-mode comparator wherein the comparator is an SIW dual-mode resonator operating in TE102 mode and TE201 mode.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 SIW 필터는 TE101 모드로 동작되는 SIW 공진기이고,
상기 제 2 SIW 필터는 TE101 모드로 동작되는 SIW 공진기인 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 1,
The first SIW filter is a SIW resonator operated in TE101 mode,
The summation mode comparator wherein the second SIW filter is a SIW resonator operated in TE101 mode.
제 1 항에 있어서,
상기 비교기와 상기 제 1 SIW 필터 또는 상기 제 2 SIW 필터 간의 결합 구조는 비아 홀(via hole)로 이루어진 대각 아이리스(Iris)를 통한 유도성(inductive) 결합 구조를 갖는 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 1,
A sum-mode comparator wherein the coupling structure between the comparator and the first SIW filter or the second SIW filter has an inductive coupling structure through a diagonal iris made of a via hole.
기판 집적형 도파관(SIW, Substrate Integrated Waveguide)형 합차 모드 비교기를 포함하는 유전체 공진기 안테나에 있어서,
일측에 배치되는 청구항 제 1 항의 합차 모드 비교기 및
타측에 배치되고, 고차 모드의 방사체(radiator) 역할을 수행하는 유전체 공진기(Dielectric Resonator, DR)
를 포함하는 것인, 유전체 공진기 안테나.
In the dielectric resonator antenna including a substrate integrated waveguide (SIW) type sum-mode comparator,
The sum mode comparator of claim 1 disposed on one side, and
A dielectric resonator (DR) is placed on the other side and acts as a radiator for higher order modes.
A dielectric resonator antenna comprising a.
제 5 항에 있어서,
상기 유전체 공진기에 대한 복수의 설계 파라미터는 상기 유전체 공진기 안테나의 방향성은 기본 모드 안테나 방향성의 임계치를 초과하는 방향으로 설정되고,
상기 복수의 설계 파라미터는 상기 유전체 공진기의 지름 파라미터, 높이 파라미터, 상기 유전체 공진기를 급전하는 개구면(aperture)의 크기 파라미터 및 상기 개구면 및 상기 유전체 공진기 간의 거리 파라미터를 포함하는 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 5,
The plurality of design parameters for the dielectric resonator are such that the direction of the dielectric resonator antenna is set in a direction that exceeds a threshold of basic mode antenna directionality,
The plurality of design parameters include a diameter parameter of the dielectric resonator, a height parameter, a size parameter of an aperture that feeds the dielectric resonator, and a distance parameter between the aperture and the dielectric resonator. .
제 5 항에 있어서,
상기 합차 모드 비교기 및 상기 유전체 공진기 간의 결합계수는 상기 유전체 공진기에 급전하기 위한 원형 개구면의 지름에 의해 결정되는 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 5,
A sum-mode comparator wherein the coupling coefficient between the sum-mode comparator and the dielectric resonator is determined by the diameter of a circular opening for feeding power to the dielectric resonator.
제 5 항에 있어서,
상기 GCPW(Grounded coplanar waveguide)를 적용한 SIW 필터의 외부품질계수는 GCPW 변환부(transiton)의 테이퍼링 너비 및 길이, GCPW - SIW 변환부의 슬롯 길이에 의해 결정되는 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 5,
The external quality factor of the SIW filter to which the GCPW (Grounded coplanar waveguide) is applied is determined by the tapering width and length of the GCPW transition unit and the slot length of the GCPW-SIW conversion unit. A sum-mode comparator.
제 5 항에 있어서,
상기 제 3 SIW 필터 또는 상기 제 4 SIW 필터와 유전체 공진기 간 결합계수 및 외부품질계수는 원형 개구면의 지름과 개구면과 SIW 단락 종단(shorted end) 간 거리에 의해 결정되는 것인, 합차 모드 비교기.
According to claim 5,
A sum-mode comparator in which the coupling coefficient and external quality coefficient between the third SIW filter or the fourth SIW filter and the dielectric resonator are determined by the diameter of the circular opening surface and the distance between the opening surface and the SIW shorted end. .
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