KR960008029B1

KR960008029B1 - 도파관-마이크로스트립변환기

Info

Publication number: KR960008029B1
Application number: KR1019930024980A
Authority: KR
Inventors: 유키로 카시마; 아키라 키노시타; 요시카즈 요시무라
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 1996-06-19
Also published as: CN1039267C; DE69316962D1; JPH06164217A; US5422611A; CN1087755A; JP3366031B2; EP0599316B1; DE69316962T2; EP0599316A1

Abstract

내용 없음.

Description

도파관-마이크로스트립변환기

제1도(a)는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 도파관-마이크로스트립변환기의 분해사시도.

(b)는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 도파관-마이크로스트립변환기의 분해사시도.

제2도(a)는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 도파관-마이크로스트립변환기의 분해사시도.

(b)는 본 발명의 제2실시예 있어서의 도파관-마이크로스트립변환기의 측면단면도.

제3도(a)는 종래의 한쪽편파수신용 도파관-마이크로스트립변환기의 분해사시도.

(b)는 종래의 한쪽편파수신용 도파관-마이크로스트립변화기의 측단면도.

(c)는 종래의 양쪽편파수신용 도파관-마이크로스트립변환기의 분해사시도.

(d)는 종래의 양쪽편파수신용 도파관-마이크로스트립변환기의 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6,13 : 통형도파관 7,14 : 네모형슬릿

8,15 : 유전체기판 9,16 : 프로우브

10,17 : 시일드케이스 11,18 : 구리박패턴

12,19 : 통과구멍 20,23 : 관통구멍

21 : 유전체 22 : 도체봉

24 : 마이크로스트립라인 25 : 금속판

본 발명은 위성반송 및 위성통신용 다운컨버터등에 사용되고, 전자파가 고파관을 전파하는 모드로부터 마이크로스트립라인을 전파하는 모드로 변환되는 도파관-마이크로스트립변환기에 관한 것이다.

최근, 위성방송은 보급기를 맞아서, 또 민간의 통신위성을 이용하는 CS방송도 서비스를 개시하고, 일반가정에서 복수의 위성을 직접수신하는 기회가 늘고 있다. 그에 따라서 수신용 안테나의 소형화, 저코스트화가 요구되는 동시에, 수신대상이 되는 위성의 편파와 반대의 편파와의 간섭이 문제시되게 되어왔다. 이 간섭을 억압하는 능력은 포물선형 안테나를 사용하는 경우, 저잡음다운컨버터의 교차편파식별도에 의해 거의 결정되기 때문에, 양호한 교차편파식별도를 가진 저잡음다운컨버터의 중요성이 재인식되고 있는 것이 현상황이다.

이하에 종래의 도파관-마이크로스트립변환기에 대해서 설명한다. 제3도는 종래의 도파관-마이크로스트립변환기의 구성을 표시한 것이다. 제3도에 있어서, (1)은 통형도파관, (2)는 시일드케이스, (3)은 유전체기판, (4)및(5)는 유전체기판상에 마이크로스트립라인에 의해서 형성되는 프로우브이다.

이상과 같이 구성된 도파관-마이크로스트립변환기에 대해서 이하 그 동작을 설명한다. 먼저 한쪽편파만을 수신하는 경우에 대해서 설명한다. 도파관(1)에 입시한 전자파는, 도파관(1)의 일단부쪽을 종단하는 시일드케이스(2)에 의해서 전체반사된다. 전체반사된 전자파는 시일드케이스(2)의 종단면으로부터 λ/4정도의 거리를 두고 설치된 유전체기판(3)의 위에 마이크로스트립라인에 의해서 형성되는 프로우브(4)를 여진함으로써, 마이크로스트립라인위를 전파하는 전자파로 변환된다.

한편, 양쪽편파를 수신하는 경우도 마찬가지로 상기위 구성에, 직교하는 편파를 여진하기 위한 프로우브(5)를 부가함으로써 직교하는 상이한 편파의 도파관-마이크로스트립변환을 가능하게 하고 있다.

그러나 상기한 종래의 구성에서는 입사하는 전자파의 방향으로 향해지는 도파관(1)과 유전체기관(3)을 직교시킬 필요가 있고, 그때문에 안테나 등의 포물선형 반사기와 조합시켜 사용하는 경유에, 반사기에 입사하는 전자파를 불로킹하는 면적, 즉 입사하는 전자파의 방향으로부터의 투영면적에 상당하는 것이 커진다는 문제점을 가지고 있다. 또 양쪽편파수신의 경우, 동일한 도파관의 동일단면상의 유전체기판에서 2개의 프로우브를 형성하기 때문에, 직교하는 편파의 간섭 즉 교차편파식의 별도가 열화한다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하는 것이며, 소형이며 블로킹이 적은, 또 교차편파식별도가 매우 양호한 도파관-마이크로스트립변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이들의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 도파관-마이크로스트립변환기는, 한쪽편파수신의 경우에는 도파관의 측벽에 네모형슬릿을 형성하고, 이 슬릿의 상면에 마이크로스트립라인에 의해서 형성한 프로우브를 배설해서 이루어진 유체기관을 얹어놓고, 또 이 유전체기판을 시일드케이스로 덮은 구성으로 하고 있다. 이 구성에서 주목할 만한 것은, 도파관을 전파하는 전자파가 도파관의 측벽에 형성힌 네모슬릿과 전체반사종단의 조합구성에 의해, 이 네모슬릿을 전자파가 빠져나감으로써, 네모형도파관을 전파하는 모드로 변환되는 것이다. 또 슬릿을 빠져나온 전자파는 시일드케이스에 의해 종단되고, 전체반사하고, 마이크로스트립 라인을 전파하는 모드로 변화되는 것이다. 이에 의해, 프로우브가 도파관의 측벽을 따라서 배치되므로, 블로킹이 대폭으로 감소하는 동시에, 슬릿을 개재한 전자파가 시일드케이스에 의해서 종단반사되고 효율적으로 마이크로스트립라인위를 전파하는 전자파로 변환된다.

또, 도파관의 원형도파관의 경우에는, 이 현형도파관의 측벽의 슬릿의 길이방향이 이 도파관의 축방향에 평행하게 형성함으로써, 전자파를 효율적으로 슬릿을 개재해서 시일드케이스에 전달할 수 있다.

또, 유전제기관이 한쪽의 면에 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브를 구비하고, 다른 한쪽의 면에 도파관과의 어드도체를 가진 구성으로 하고, 이 어드도체에 시일드케이스를 전기적으로 접속함으로써, 시일드케이스의 어드접지와 장착이 간단해진다.

또한, 시일드케이스의 면이 4각형상으로 가짐으로써, 슬릿을 개재한 직사각형도파관의 전파모드의 전자파의 시일드케이스에 의한 종단의 전체반사가 확실해지고 효율이 향상한다.

또, 양쪽편파를 수신하는 경우에 적합한 것으로서, 한쪽단부를 종단한 도파관의 측벽에 슬릿을 형성하고, 이 슬릿의 상면에 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브를 구비한 유전체기판을 얹어놓고, 이 유전체기판을 시일드케이스로 덮는 상기한 한쪽편파수신 구성에 추가해서, 이 도파관의 측벽에 형성한 관통구멍에 링형상의 유전체를 끼워놓고, 이 유전체의 관통구멍을 개재해서 이 도파관내에 삽입되는 도체봉을 구비하고, 이 도체봉을 상기 유전체기판과 동일 편명상에 형성한 마이크로스트립라인에 접속하고, 상기 프로우브와 이 도체봉과의 사이에 이 도체봉과 프로우브를 연결하는 선에 평행하게, 금속판을 도파관내에 배설한 구성이다. 이에 의해, 양쪽편파가 직교하는 상이한 편파가 프로우브와 도체봉의 사이에 배치되어 있는 금속판에 의해서 분리되고, 프로우브와 도체봉을 각각 따로따로 여진하게 되어, 확실하게 분리해서 변환할 수 있으므로 양호한 교차편파식별도를 얻을 수 있다.

(실시예1)

이하 본 발명의 제1실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제1도에 있어서, (6)은 한쪽단부를 금속벽으로 종단하고 단면이 원형중공인 통형도파관, (7)은 통형도파관의 측벽에 형성된 네모형슬릿, (8)은 유전체기판, (9)는 유전체기판, (8)의 상면에 마이크로스트립라인으로 형성되는 프로우브, (10)은 유전체기판(8)의 상면을 덮는 시일드케이스, (11)은 시일드케이스(10)를 유전체기판(8)에 납땜하기 위한 구리박패턴, (12)는 유전체기판(8)의 이면의 어드패턴과 구리박패턴(11)을 접속하기 위한 통과구멍이다.

이상과 같이 구성된 도파관-마이크로스트립변환기에 대해서 제1도를 사용해서 그 동작을 설명한다. 먼저 도파관(6)의 개구부로부터 입사하는 전자파는 도파관(6)의 타단부의 종단의 금속벽에 의해서 전체반사된다. 그후, 도파관(6)의 측벽에 수직으로 형성된 네모형슬릿(7)에 의해서 원형도파관을 전파하는 모드로부터 직사각형도파관을 전파하는 모드로 변환되고, 유전체기판(8)위에 설치된 한쪽단부를 금속벽으로 종단한 직사각형도파관을 형성하는 시일드케이스(10)에 인도되고, 그 종단에 의해서 재차-전체반사되고, 유전체기판(8)의 위에 마이크로스트립라인으로 형성되는 프로우브(9)를 여진함으로써 마이크로스트립라인 위를 전파하는 전자파로 변환된다.

구체적인 구성으로서는 전자파의 주파수가 11GH_Z부근에 있는 경우에, 도파관(6)의 측벽에 형성되는 깊이가 1mm정도이고 관축방향의 길이가 15mm정도, 폭이 2∼3mm정도가 적당했다. 그리고 그 슬릿에 상응해서 배치되고 조단 직사각형도파관으로서 동작하는 시일드케이스(10)의 형상은 개구가 20mm정도와 5∼6mm정도의 직사각형이고, 깊이가 5mm정도가 성능 및 크기에서 적당했다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 입사하는 전자파의 방향으로 향해지는 도파관(6)과 유전체기판(8)을 직교시키지 않고 매우 양호한 특성의 도파관-마이크로스트립변환기를 구성하는 것이 가능하고, 포물선형등의 반사기와 조합해서 사용하는 경우에 블로킹에 의한 영향을 대폭으로 경감할 수 있다.

(실시예2)

이하 본 발명의 제2실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

제2도에 있어서, (13)은 한쪽단부를 금속벽으로 종단한 통형도파관, (14)는 통형도파관의 측벽에 형성된 네모형슬릿, (15)는 유전체기판, (16)은 유전체기판(15)의 상면에 마크로스트립라인으로 형성되는 프로우브, (17)은 유전체기판(15)의 상면을 덮는 시일드케이스, (18)은 시일드케이스(17)를 유전체기판(15)에 납땜하기 위한 구리박패턴, (19)는 유전체기판(15)의 이면의 어드패턴과 규리박패턴(18)을 접속하기 위한 통과구멍이고, 이상은 제1도의 제1실시예의 구성과 마찬가지이다. 제1실시예의 구성과 다른 점은, 슬릿 (14)과 동일한 도파관측벽에 관통구멍(20)을 또 형성하고, 이 관통구멍(20)내에 링형상의 유전체(21)를 끼워넣고, 이 유전체(21)의 관통구멍(20)을 개제해서 도체봉(22)을 도파관(13)내에 소정치수만큼 돌출하도록 삽입하고, 이 도체봉(22)의 타단부를 유전체기판(15)위에 형성되고 마이크로스트립라인(24)과 납땜에 의해 접속하고 있는 점과, 프로우브(16)와 도체봉(22)과의 사이에 도체봉(22)과 프로우브(16)를 연결하는 선에 평행하게 금속판(25)을 삽입하고 있는 점이다.

이상과 같이 구성된 도파관-마이크로스트립변환기에 대해서 이하에 그 동작을 설명한다. 입력하는 전자파가 양쪽편파일 경우이고, 제2도의 X축방향으로 전계성분을 가진 전자파(이하 EX라고함)와, Y축방향으로 전계성분을 가진 전자파(이하EY라고 함)가 동시에 도파관(13)에 입사한다고 하자, 도파관(13)에 입사된 양쪽편파의 전자파의 EY는 금속판(25)에 의해서 전체반사되고, 도체봉(22)을 여진하고 마이크로스트립라인(24)위를 전파하는 전자파로 변환된다. 한편 EX는 금속판(25)에 의해서 반사되지 않고 통과하고, 도파관(13)의 금속벽에 의한 종단부에서 전체반사되고, 이하 제1실시예에서 설명한 바와 같이 마이크로스트립라인 위를 전파하는 전자파로 변환된다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 실시예 1과 마찬가지로 블로킹의 영향을 대폭으로 경감할 수 있는 동시에, 동일한 도파관(13)내의 다른 위치에서, 직교하는 전자파를 도체봉(22) 및 프로우브(16)를 사용해서 각각 여진하고, 그 양자의 사이에 급속판(25)을 삽입함으로써 직교하는 상이한 편파를 분리하고, 매우 양호한 교차편파식별도가 얻어지는 도파과-마이크로스트립변환기를 구성할 수 있다.

또한, 제1실시예에 있어서, 시일드케이스(10)는 유전체기판(8)에 납땀하는 구성으로 하고 있으나, 비스고정 등의 방법에 의해서 고정해도 된다. 또 시일드 케이스(10)의 측벽을, 슬릿(7)을 형성한 도파관(6)과 일체구조로하고, 그 상면에 금속판을 비스고정등의 방법에 의해 장착하는 구조로해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상의 구조는 제2실시예에 대해서도 사용가능한 것은 말할 나위도 없다. 또, 도파관(6)의 중공단면도형상에 대해서도 원형에 한정되지 않고, 타원형 직사각형등 임의이다.

이상과 같이 본 발명은, 도파관 측벽에 형성한 슬릿과 이 슬릿에 상대해서 설치된 유전체기판위에 형성되는 마이크로스트립라인에 의한 프로우브와, 그 상면을 덮는 시일드케이스를 설치함으로써, 전자파의 입사방향과 평행하게 유전체기판을 배치하는 것이 가능하고, 포물선형등의 반사기와 조합해서 사용하는 경우에 문제가 되는 블로킹을 대폭으로 경감할 수 있는 뛰어난 도파관-마이크로스트립변화기를 실현하는 것이다. 또 양쪽편파수신의 경우에도, 상기의 구성에 도체봉을 링형상의 유전체를 개재해서 도파관내에 삽입하고, 그 타단부를 유전체기판위의 마이크로스트립라인에 납땀함으로써 얻어지는 도파관-마이크로스트립변환기를 부가하고, 직교하는 편파를 분리하기 위하여 금속판을 도파관내에 삽입함으로써, 교차편파식별도가 매우 양호한 도파관-마이크로스트립변환기를 실현할 수 있다.

Claims

한쪽단부를 종단한 도파관의 측벽에 슬릿을 형성하고, 상기 슬릿의 상면에 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브를 구비한 유전체기판을 얹어놓고, 이 유전체기판을 시일드케이스에 의해서 덮는 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제1항에 있어서, 도파관이 원형도파관인 동시에, 상기 도파관의 측벽의 슬릿이 상기 원형도파관의 축방향으로 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 한느 도파관-마이크로스트립변환기.
제1항에 있어서, 유전체기판이 한쪽의 면에 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브를 구비하고, 다른 한쪽의 면에 도파관과의 어드를 취하는 어드도체를 가진 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제3항에 있어서, 유전체기판을 관통하는 통과구멍을 구비하고, 마이크르스트립라인으로 이루어진 프로우브와 동일 평면상에서 전기적으로 절연된 도체박을 형성하고, 상기 도체박과 상기 통과구멍을 개재해서 이면의 어드도체를 전기적으로 접속하고, 상기 도체박과 시일드케이스가 접속된 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제1항에 있어서, 사일드케이스의 면이 4각형인 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제1항에 있어서, 유전체기판의 면이, 도파관의 축과 평행인 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
한쪽단부를 종단한 도파관의 측벽에 슬릿을 형성하고, 상기 슬릿의 상면에 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브를 구비한 유전체기판을 얹어놓고, 이 유전체기판을 시일드케이스로 덮는 동시에, 상기 도파관의 측벽에 형성한 관통구멍에 링형상의 유전체를 끼워넣고, 이 유전체의 관통구멍을 개재해서 상기 도파관내에 삽입되는 도체봉을 구비하고, 이 도체봉을 상기 유전체기판과 동일평면상에 형성한 상기 마이크로스트립라인에 접속하고, 상기 프로우브와 상기 도체봉과의 사이에 상기 도체봉과 평행하게 금속판을 도파관내에 배설한 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제7항에 있어서, 광통구멍이, 도판관의 슬릿이 형성된 면과 동일면의 측벽에 배치된 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제7항에 있어서, 금속판이 도체봉과 슬릿을 연결하는 선에 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제7항에 있어서, 도파관이 원형도파관인 동시에, 상기 도파관의 측벽이 슬릿이 상기 원형도파관의 축방향으로 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제7항에 있어서, 유전체기판이 한쪽의 면에 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브를 구비하고, 다른 한쪽의 면에 도파관과의 어드를 취하는 어드도체를 가진 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제11항에 있어서, 유전체기판을 관통하는 통과구멍을 구비하고, 마이크로스트립라인으로 이루어진 프로우브와 동일 평면상에서 전기적으로 절연된 도체박을 형성하고, 상기 도체박과 상기 통과구멍을 개재해서 이면의 어드도체를 전기적으로 접속하고, 상기 도체박과 시일드케이스가 접속된 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제7항에 있어서, 시일드케이스 면이 4각형인 것일 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.
제7항에 있어서, 유전체기판의 면이, 도파관의 축과 평행인 것을 특징으로 하는 도파관-마이크로스트립변환기.