WO2016195210A1 - 도파관 전력 분배기와 도파관 위상 가변기 및 이를 이용한 편파 안테나 - Google Patents

도파관 전력 분배기와 도파관 위상 가변기 및 이를 이용한 편파 안테나 Download PDF

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서용원
김명화
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    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means

Definitions

  • the present invention relates to a radio frequency device used in a wireless communication system, and more particularly, to a waveguide power divider, a waveguide phase shifter, and a polarization antenna using the same.
  • Ultra-high frequency transceiver antennas include parabolic antennas, microstrip antennas and waveguide slot array antennas.
  • a microstrip array antenna or a waveguide slot array antenna is mainly used for the purpose of miniaturization by reducing its size.
  • the microstrip array antenna has a microstrip patch array structure using a dielectric substrate, and according to the loss coefficient of the dielectric due to the characteristics of the dielectric substrate, the loss of the transmitted or received signal is large, the resistance loss of the conductor occurs, and especially the frequency As the loss increases, the loss is avoided in the ultra-high frequency band.
  • the waveguide slot array antenna has a structure in which a slot-shaped hole is formed in a general waveguide without using the dielectric substrate.
  • Korean patent application No. 2006-18147 name: “stacked slot array antenna”, Applicant: Motonics Co., Inventor: Cho Tae-gwan, etc., filed date: 2006 Feb. 24, 2008, or Korean Patent Application No. 2007-7000182 (Name: "Planar Antenna Module, Triple Plate Type Flat Array Antenna and Triple Plate Line-Waveguide Transducer", Applicant: Hitachi Kasei Kogyo Co., Ltd. , Inventor: Ota Masahiko et al., Filing date: January 04, 2007).
  • the waveguide is a hollow metal tube, a kind of highpass filter.
  • the mode of the tube has a constant cutoff wavelength, and the basic mode is determined by the size of the waveguide.
  • waveguides have the advantage of low attenuation compared to parallel two-wire lines, coaxial cables, and the like, and have been used mainly for high power in microwave transmission lines.
  • Waveguides have various cross-sectional shapes, and are divided into circular waveguides, rectangular waveguides, and elliptical waveguides according to the cross-sectional shape.
  • a technology using a millimeter wave having a wavelength in millimeter units such as 28 GHz or 60 GHz has emerged in a mobile communication system.
  • Various techniques for implementing high-performance and efficient waveguide-type equipments such as filters or power dividers, which are suitable for processing such millimeter wave signals, have been studied.
  • the basic element in order to have an arbitrary linearly polarized wave, the basic element is rotated in the same manner as the desired polarized wave to implement an arbitrary linearly polarized wave.
  • the waveguide slot array antenna it is difficult to rotate a single slot because the antenna and the waveguides that excite the power to the antenna are structurally integrated with each other. That is, in the general antenna structure, it is not possible to actually adjust the polarization variably.
  • it is to rotate the arranged antenna shape it is difficult to maintain any polarization when the shape of the specified antenna is limited.
  • 2006-46075 (name: “waveguide slot array antenna for receiving satellite signals having arbitrary linearly polarized waves", applicant: Wiworld) Inc., inventor: Chan-gu Park, filed date: May 23, 2006, and furthermore, Korea Patent Application No. 2010-95624 (name: “Serial Slot Array Antenna”, Applicant: Seoul National University Industry-Academic Cooperation Foundation, etc., inventor: Kim Dong-yeon, etc.) , Application date: September 30, 2010).
  • An object of the present invention is a waveguide power divider having a waveguide structure for enabling variable power distribution, a waveguide phase shifter having a waveguide structure for changing the transmission signal phase of two waveguides variably, and such waveguide It is to provide a polarization antenna that can be variable to any linear polarization using a power divider and waveguide phase variable.
  • the present invention provides a polarization antenna; A waveguide power divider which receives a transmission signal through an input waveguide and variably distributes the signal to the first and second output waveguides; A waveguide phase shifter that receives the signals output from the first and second output waveguides of the waveguide power divider and variably changes the phase difference between the two input signals; And a radiator which receives each signal output from the waveguide phase shifter and combines them to radiate a radio signal.
  • the waveguide power divider corresponds to an input waveguide designed to correspond to a corresponding processing frequency characteristic, and a cavity region connected to the input waveguide and having a cavity region corresponding to the input waveguide without affecting the corresponding processing frequency characteristic.
  • a power distribution adjustment plate configured to move at an end portion corresponding to a point to be distributed to an upper surface or a lower surface of the cavity; In connection with the end portion, it may include a manipulation equipment for moving the end portion in conjunction with external manipulation.
  • the operation equipment, the rotary knob is provided on the outside of the main case;
  • a control pin which rotates in association with the rotary knob in the inner cavity of the main case and has a screw structure formed on the outside thereof;
  • An end portion of the power distribution adjusting plate may be provided with a hole or a groove having a certain gap so as to have a size that is engaged with the screw structure of the adjusting pin, so that the adjusting pin is partially movable in the front-rear direction.
  • the operation equipment is installed in the inner cavity of the main case is fixed to the end portion and the center point of the power distribution control plate, both ends through the through holes formed in the corresponding portion of the main case to the outside of the main case
  • An adjusting pin which is installed to protrude outwardly; It may include an operation structure for moving the outer protruding portion of the adjustment pin up and down from the outside of the main case.
  • the waveguide phase variable may include a first-first waveguide designed to correspond to a corresponding processing frequency characteristic, and a first-second waveguide path delayed so that a phase difference of a transmission signal has a preset phase difference compared to the first-first waveguide.
  • a first case having a wave guide;
  • the first-first waveguide and the first-second waveguide of the first case may be aligned with the input / output terminals of the second-first waveguide and the second-second waveguide of the second case, respectively.
  • the case is configured and installed; When the first case and the second case are in contact with each other, at least one of the first case and the second case is configured to be rotatable while being supported by an external support structure;
  • the first-first waveguide and the first-second waveguide of the first case are formed symmetrically with respect to the rotation axis, and the second-first waveguide and the second-second waveguide of the second case form the rotation axis. It can be formed symmetrically with respect to the reference.
  • the waveguide power divider having the waveguide structure may enable variable power distribution, and in the waveguide phase shifter having the waveguide structure, the transmission signal phases of the two waveguides may be variably changed. It may be possible to.
  • the polarization antenna implemented by using the waveguide power divider and the waveguide phase shifter may be variable to any linear polarization desired by the user, such as selecting or aligning the polarization according to the installation environment of the antenna. .
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a polarization antenna using a waveguide power divider and a waveguide phase shifter according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the waveguide power divider in FIG. 1.
  • 3A, 3B, and 3C are transmissive side views of the waveguide power divider of FIG.
  • 4A, 4B and 4C are graphs showing electrical characteristics of the waveguide power divider in FIG.
  • 5A, 5B, 5C, and 5D are partial transmission structure diagrams of the waveguide phase shifter in FIG.
  • 6A, 6B, 6C and 6D are graphs showing electrical characteristics of the waveguide phase shifter in FIG.
  • Figure 7 is a perspective view of the separation of the radiating part of Figure 1
  • FIG. 8 is a table illustrating examples of polarization varying states of the polarization antenna of FIG.
  • 9A, 9B, 9C, and 9D are electric field diagrams showing examples of polarization varying states of the polarization antenna of FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of a waveguide power divider in accordance with some other embodiments of the present invention.
  • 11A and 11B are partial transmission structure diagrams of FIG. 10.
  • FIG. 12 is a perspective view showing transmission of a waveguide-related main part in FIG. 10.
  • FIG. 12 is a perspective view showing transmission of a waveguide-related main part in FIG. 10.
  • FIG. 10 is structural diagrams of the power distribution adjusting plate and the adjusting pin in FIG. 10.
  • FIG. 10 is side transmissive structural views of FIG. 10.
  • 15 is a partially transmissive perspective view showing a coupling structure of a waveguide power divider and a waveguide phase variable according to some other embodiments of the present invention.
  • a polarization antenna according to an exemplary embodiment of the present invention includes a waveguide power divider 1 which receives a transmission signal through an input waveguide and variably distributes the signal to first and second output waveguides; A waveguide phase shifter (2) which receives the signals output from the first and second output waveguides of the waveguide power divider (1) and variably changes the phase differences between the two input signals; It comprises a radiator (3) for receiving the respective signals output from the waveguide phase shifter (2) to combine them to radiate a radio signal.
  • the radiator 3 may adopt a conventional antenna structure that generates double polarization by combining transmission signals of two paths respectively input through the two waveguide structures, for example, vertical (V). It may have a horn antenna structure based on vertical polarization and horizontal polarization.
  • the radiating part using the radiating part 3 having a structure which generates a double polarized wave
  • the waveguide power divider 1 allows the signal distribution ratios of the two paths to be varied so as to distribute the signal, and the waveguide phase variable 2 In this way, it is possible to vary the phase difference of the signals distributed in this way, so that the signal emitted from the radiator 3 as a whole generates a single linearly polarized wave in which the polarization direction is variable.
  • FIG. 2 is a perspective view of a waveguide power divider in FIG. 1
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C are side views of the waveguide power divider in FIG. 1.
  • 3A illustrates a state in which a signal input from the input waveguide 110 is divided and transmitted to the first and second output waveguides 112 at a ratio of 0: 100 (%), respectively
  • FIG. 3B illustrates the input waveguide 110.
  • FIG. 3C a signal input from the first and second output waveguides 112 is divided and transmitted at a ratio of 50:50 (%), respectively.
  • a waveguide power divider according to some embodiments of the present invention is basically connected to an input waveguide 110 designed to correspond to a corresponding processing frequency characteristic, and to the input waveguide 110 and to a corresponding processing.
  • the main case of the metallic material for forming the first and second output waveguides 111 and 112, which are structures corresponding to the respective portions of the cavity region corresponding to the input waveguide 110 is divided into two parts without affecting the frequency characteristics (11) is provided.
  • a power distribution adjustment plate 120 in the form is installed in the cavity, most of the portion is fixed, but the portion connected to the input waveguide 110 in the power distribution control panel 120, that is, the signal input from the input waveguide 110
  • the distal end portion (a) corresponding to the point where is distributed to the first and second output waveguides (111, 112) is not fixed and is configured to be movable to reach the upper or lower surface inside the cavity.
  • operation equipment connected to the distal end portion (a) and moving the distal end portion (a) in conjunction with external operation.
  • the main case 11 is provided as the operation equipment.
  • Rotation knob 136 is installed on the outside of the main case 11, the inner cavity of the rotation knob 136 and rotates in conjunction with the adjustment pin 135 may be provided with a screw structure as a whole.
  • the distal end portion (a) of the power distribution adjusting plate 120 has a size that engages with the screw structure of the adjusting pin 135 and has a some play so that the adjusting pin 135 is partially movable in the front and rear directions. Grooves may be formed.
  • end portions (a) and the equipment for moving them serve to open and close the first output waveguide 111 and the second output waveguide 112 in a ratio relative to each other, as if to form a valve structure.
  • the size and the like of the adjustment pin 135 is designed in consideration of appropriately not to adversely affect the signal processing performance of the splitter.
  • an appropriate scale, a rotation guide cover, or the like may be printed around the rotation knob 136 to guide a user's operation.
  • FIG. 4A, 4B and 4C are graphs showing electrical characteristics of the waveguide power divider in FIG. 1.
  • FIG. 4A illustrates input / output characteristics of a waveguide power divider when a signal input from an input waveguide 110 is distributed to a first and a second output waveguide 112 at a ratio of 50:50 (%), respectively.
  • FIG. 4B illustrates a characteristic in which a signal input from the input waveguide 110 is transmitted to the first and second output waveguides 112 at a ratio of 75:25 (%), respectively, and is transmitted. Characteristic when the signal input from the input waveguide 110 is distributed to the first and second output waveguide 112 at a ratio of 99: 1 (%), respectively, and transmitted.
  • FIG. 5A, 5B, 5C, and 5B are structural diagrams of the waveguide phase shifter in FIG. 1, and FIG. 5A shows a transmission perspective structure when the waveguide phase shifter is in a first state, and FIG. 5B shows a side structure of FIG. 5A. Indicates.
  • FIG. 5C shows the transmission strabismus structure when the waveguide phase variable is in the second state, and
  • FIG. 5D shows the side structure of FIG. 5C.
  • the waveguide phase shifter may be divided into a first case 21 and a second case 22, and the first case 21 may correspond to a corresponding processing frequency characteristic.
  • Two waveguides 212 are provided.
  • the second case 22 also has a preset phase difference between the 2-1 waveguide 221 and the 2-1 waveguide 221 which are designed to correspond to the corresponding processing frequency characteristics.
  • second waveguide 222 with a delayed waveguide path to have a phase difference (eg, 90 degrees).
  • the 1-1 waveguide 211 and the 1-2 waveguide 212 of the first case 21 are respectively the 2-1 waveguide 221 and the 2-2 waveguide ( The first case 21 and the second case 22 are in contact with each other so as to be exactly aligned with the input / output terminal of the 222, and the first-first, the first-second waveguides 211, 212, and the second-one, The second-two waveguides 221 and 222 are designed.
  • first case 21 and the second case 22 when the first case 21 and the second case 22 remain in contact with each other, at least one of the first case 21 and the second case 22 (eg, the second case) is external. It is installed to be rotatable while being supported by a support structure (not shown).
  • first-first waveguide 211 and the second-second waveguide 212 of the first case 21 are formed symmetrically with respect to the rotation axis, and likewise, the second case 22
  • the second-first waveguide 221 and the second-second waveguide 222 are also formed symmetrically with respect to the rotation axis.
  • the first-first waveguide 211 and the first-second waveguide (211) of the first case 21 are configured to be connected to input and output terminals of the second-second waveguide 222 and the second-first waveguide 221 of the second case 22, respectively.
  • the first-first of the first case 21 may be located.
  • the waveguide 211 and the 1-2 waveguide 212 are connected to the input and output terminals of the 2-1 waveguide 221 and the 2-2 waveguide 222 of the second case 22, respectively, and the 1-1 waveguide.
  • the signal passed through the 2-1 waveguide 212 and the 2-2 waveguide 222 compared to the signal passed through the (211) and 1-2 waveguide 212 (a signal transmitted to the a-stage side in the drawing) In the figure, the signal transmitted to the b-side side is delayed by 180 degrees.
  • the first-first waveguide 211 and the first-second waveguide 211 and the first-second of the first case 21 are located.
  • the waveguide 212 is connected to the input and output terminals of the second-second waveguide 222 and the second-first waveguide 221 of the second case 22, respectively, and the first-first waveguide 211 and the second-second waveguide.
  • the signal passing through 212 (the signal transmitted to the a-stage side in the drawing) and the signal passing through the 2-1 waveguide 212 and the 2-1 waveguide 221 (the signal transmitted to the b-side side in the drawing) There is no mutual phase difference.
  • the first-first and second-second waveguides 211 and 212 or the second-first and second-second waveguides 221 and 222 of the first or case 21 and 22 having the above-described configuration are, for example. 2 and the first and second output waveguides 111 and 112 of the waveguide power divider shown in FIG.
  • the phases of the signals distributed and output from the waveguide power divider may be varied in phase so as to have an appropriate phase difference with each other while passing through the waveguide phase variable.
  • the waveguide phase shifter is the phase difference between the first-first and the first-second waveguides 211 and 212 of the first and cases 21 and 22, or the second-first and second-second.
  • the phase difference between the waveguides 221 and 222 has been described as 90 degrees, for example, the phase difference between them may be configured to be 45 degrees, for example.
  • the waveguide phase shifter is implemented using the first and second cases having structures corresponding to each other, but additionally, a case such as a third or fourth having a corresponding structure is additionally installed. Structure may also be possible.
  • FIG. 7 is a perspective view of a radiation part in FIG. 1.
  • the radiator receives signals output through two paths of the waveguide phase variable (for example, a and b ends shown in FIGS. 5B and 5D), and combines them to generate polarization.
  • the waveguide phase variable for example, a and b ends shown in FIGS. 5B and 5D
  • it has first and second input waveguides 310 and 320 into which H and V polarizations are input, respectively.
  • the signal input to the second input waveguide 320 is provided in a cavity coupling structure designed to be in an appropriate position at the top through a slot 322 formed at the end of the second input waveguide 320 and has a + shape of the coupling structure. It is provided to the radiator 300 through the slot 312.
  • the signal input to the first input waveguide 310 is provided to the radiator 300 through a + -shaped slot 312 of a coupling structure connected to the first input waveguide 310.
  • the radiator has a horn antenna structure, but in addition, the radiator generates a double polarization by combining transmission signals of two paths respectively input through waveguide structures of two paths of the waveguide phase shifter. Antennas of various structures can be employed.
  • FIG. 8 is a table showing examples of polarization variable states (eg, first state, second state, third state and fourth state) of the polarization antenna of FIG. 1, and FIGS. 9A, 9B, 9C and 9D is an electric field diagram illustrating an example of polarization variable states (eg, first state, second state, third state, and fourth state) of the polarization antenna of FIG. 1.
  • the first state state1 has a power distribution ratio of 50:50 (%) of the first and second output waveguides of the waveguide power divider, and in the waveguide phase shifter.
  • the phases of the divided signals are varied to have a phase difference of 180: 0 (degrees), respectively.
  • the polarization of -45 degrees is generated in the antenna as a whole depending on the power distribution ratio and the amount of phase variation. Can be.
  • the power distribution ratio of the first output waveguide and the second output waveguide of the waveguide power divider is 100: 0 (%), and the phases of the signals thus distributed in the waveguide phase changer are each 0: 0.
  • the variable ie, there is no phase difference
  • the V polarization occurs in the antenna as a whole according to the power distribution ratio and the amount of phase variable.
  • the third state state3 has a power distribution ratio of 50:50 (%) between the first output waveguide and the second output waveguide of the waveguide power divider, and the phase difference of the signals thus distributed in the waveguide phase changer is phase difference. In this case, it can be seen that a polarization of +45 degrees occurs in the antenna.
  • the fourth state (state4) is the power distribution ratio of the first output waveguide and the second output waveguide of the waveguide power divider is 0: 100 (%), and the phase difference of the signals thus distributed in the waveguide phase shifter In this case, it can be seen that the H polarization occurs in the antenna.
  • FIG. 10 is a perspective view of a waveguide power divider according to some other embodiments of the present invention.
  • FIG. 10A illustrates a perspective view in one direction
  • FIG. 10B illustrates a perspective view in the other direction.
  • 11A and 11B are the transmission structure diagrams of FIG. 10
  • FIG. 11A is a perspective view of transmission
  • FIG. 11A is a transmission front view.
  • 12 is a perspective view of a waveguide-related main part, that is, the main cavity 175 of FIG. 10
  • FIGS. 13A, 13B, and 13C are structural diagrams of the power distribution adjusting plate 160 and the adjusting pin 175 of FIG. 10.
  • FIG. 10A illustrates a perspective view in one direction
  • FIG. 10B illustrates a perspective view in the other direction.
  • 11A and 11B are the transmission structure diagrams of FIG. 10
  • FIG. 11A is a perspective view of transmission
  • FIG. 11A is a transmission front view.
  • 12 is a perspective view of
  • FIG. 13A illustrates a state in which an input signal is divided and transmitted at a ratio of 50:50 (%)
  • FIG. 13B illustrates a state in which an input signal is distributed and transmitted at a ratio of 0: 100 (%)
  • FIG. 13C shows a state in which an input signal is distributed and transmitted at a ratio of 100: 0 (%)
  • 14A, 14B, 14C, and 14D are lateral transmissive structural diagrams of FIG. 10, and in FIG. 14A, for example, according to the sliding position of the sliding manipulator 176, the input signals are respectively 50:50 (%) in ratio.
  • a first example of a state of distributing and transmitting is shown, and FIG.
  • FIG. 14B shows a state of distributing and transmitting an input signal at a ratio of 100: 0 (%) according to the sliding position of the sliding manipulator 176.
  • FIG. 14D shows a state in which an input signal is distributed and transmitted in a 0: 100 (%) ratio.
  • the waveguide power divider according to another embodiment of the present invention is similar to the structure shown in FIG. 2 and the like, basically, the input waveguide 150 is designed to correspond to the processing frequency characteristics, The first and second output waveguides 151, which are connected to the input waveguide 150 and have a structure corresponding to each portion of the cavity region corresponding to the input waveguide 150, without affecting the corresponding processing frequency characteristics, The main case 15 of the metallic material for forming the 152 is provided.
  • a metal plate having an appropriate elasticity is formed by dividing at least a portion of the first and second output waveguides 151 and 152 by dividing the cavity region corresponding to the input waveguide 150 into two parts.
  • a power distribution adjustment plate 160 of the type The power distribution control panel 160 is installed to fix most of the parts inside the cavity, but the portion of the power distribution control panel 160 connected to the input waveguide 150, that is, the signal input from the input waveguide 150.
  • the distal end portion (a) corresponding to the point where is distributed to the first and second output waveguides (151, 152) is not fixed and is bent so as to be movable to reach the upper or lower surface inside the cavity.
  • operation equipment connected with the distal end portion (a) and moving the distal end portion (a) in conjunction with external operation.
  • the operation equipment the main case 15 is provided.
  • the main case 15 In the inner cavity of the terminal portion (a) of the power distribution control plate 160 and one side of the center point may be provided with a fixed pin 175 is fixedly installed.
  • Both ends of the adjustment pin 175 are installed to protrude to the outside of the main case 15 through the through holes formed in the corresponding portion of the main case 15, the outside of the main case 15 to the user's operation Accordingly, by moving the outer protruding portion of the adjusting pin 175 up and down, an operation structure for moving the distal portion a of the power distribution adjusting plate 160 connected with the adjusting pin 175 is additionally installed.
  • the manipulation structure is formed to surround at least a portion of the main case 15 from the outside of the main case 15, and is slidably installed along the waveguide, and protruded portions of both sides of the adjusting pin 175 therein. It may be configured as a tubular sliding manipulator 176 having inclined surfaces (b1, b2) in contact with the guide to guide the vertical movement of the adjustment pin 175 during the sliding movement.
  • end portions (a) and the devices moving them serve to open and close the first output waveguide 151 and the second output waveguide 152 in a ratio relative to each other, as if forming a valve structure.
  • the size and the like of the adjustment pin 175 is designed considering appropriately so as not to adversely affect the signal processing performance of the splitter.
  • an appropriate scale or sliding movement guide cover may be printed on the outer surface of the main case 15 to guide the user's operation on the sliding manipulator 136.
  • a structure according to some other embodiments of the present invention is, for example, a structure in which a waveguide power divider shown in FIG. 10 and the like and a waveguide phase variable shown in FIG. 5A and the like are combined.
  • the main case 15 of the waveguide power divider and the first case 21 of the waveguide phase changer may be formed integrally with each other (or may be formed fixed to each other), and the waveguide phase
  • the second case 22 of the variable device may be connected to the first case 21 to be rotatable.
  • the outer support structure 276 for rotatably supporting the second case 22 may be formed of the waveguide power divider. It may be integrally formed with the tubular sliding manipulator 176. Accordingly, the outer support structure 276 may be configured to slide when the tubular sliding manipulator 176 is slidingly moved.
  • the exterior 226 of the second case 22 may be formed in a cylindrical shape, and the protrusion 245 may be formed at an appropriate position on the outside.
  • the outer support structure 276 is inserted into the projection 245 of the second case 22 is guided to properly rotate the projection 245 during the sliding movement to consequently rotate the second case 22.
  • a spiral guide groove 188 may be formed.
  • the power distribution operation of the waveguide power divider and the phase shifting operation of the waveguide phase changer must be appropriately matched with each other.
  • the position and shape of the projection 245 formed in the case 22 and the guide groove 188 formed in the outer support structure 276 are appropriately designed.
  • the configuration and operation of the waveguide power divider, the waveguide phase shifter, and the polarization antenna using the same can be made.
  • specific embodiments have been described. Branch modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
  • the operating equipment for power distribution operation of the waveguide power divider has been described with respect to various embodiments.
  • various valves for moving the distal portion of the power distribution control plate of the waveguide power divider It may be possible to apply a valve structure.
  • the manipulation equipment for manipulating the waveguide phase shifter may have various structures in addition to the structures described above.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 편파 안테나에 있어서; 입력 도파관으로 송신 신호를 입력받아 제1 및 제2출력 도파관으로 가변적으로 분배하여 출력하는 도파관 전력 분배기와; 도파관 전력 분배기의 제1 및 제2출력 도파관으로부터 출력되는 신호를 각각 입력받아 입력된 두 신호의 위상차이를 가변적으로 변경하여 각각 출력하는 도파관 위상 가변기와; 도파관 위상 가변기에서 출력되는 각각의 신호를 입력받아 이들을 결합하여 무선신호를 방사하는 방사부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

도파관 전력 분배기와 도파관 위상 가변기 및 이를 이용한 편파 안테나
본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 주파수 장치에 관한 것으로, 특히 도파관 전력 분배기와 도파관 위상 가변기 및 이를 이용한 편파 안테나에 관한 것이다.
초고주파용 송수신 안테나로는 파라볼릭 타입의 안테나, 마이크로스트립 안테나 및 도파관 슬롯 어레이 안테나 등이 있다. 이러한 안테나들 중에서 그 사이즈를 줄여 소형화하기 위한 목적으로 주로 마이크로스트립 어레이 안테나 또는 도파관 슬롯 어레이 안테나가 사용되고 있다.
마이크로스트립 어레이 안테나는 유전체 기판을 이용한 마이크로스트립 패치 어레이 구조를 갖는데, 유전체 기판의 특성에 의한 유전체의 손실계수에 따라, 송신 또는 수신되는 신호의 손실이 크며, 도체의 저항 손실이 발생하고, 특히 주파수가 높아짐에 따라 손실이 커지므로 초고주파 대역에서는 지양되고 있다.
도파관 슬롯 어레이 안테나는 상기 유전체 기판 등을 사용하지 않고 일반적인 도파관에 슬롯 형태의 구멍을 형성하는 구조를 가진다. 이와 같은 도파관 슬롯 어레이 안테나에 관한 기술로는, 국내 선출원된 특허 출원번호 제2006-18147호(명칭: "적층형 슬롯배열안테나", 출원인: (주)모토닉스, 발명자: 조태관 등, 출원일: 2006년02월24일), 또는 국내 선출원된 특허 출원번호 제2007-7000182호(명칭: "평면 안테나 모듈, 트리플 플레이트형 평면 어레이 안테나 및 트리플 플레이트 선로-도파관 변환기", 출원인: 히다치 가세고교 가부시끼가이샤, 발명자: 오오따 마사히꼬 등, 출원일: 2007년01월04일)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
일반적으로 도파관은 속이 빈 금속관으로 일종의 고역통과 필터로 관내 모드는 일정한 차단 파장을 가지며, 기본 모드는 도파관의 크기에 의해 결정된다. 또한, 도파관은 평행 2선식 선로나 동축케이블 등에 비해 감쇠가 적은 이점이 있어 마이크로파 전송선로에 있어서 주로 고출력용으로 사용되어 왔다. 도파관은 여러 가지 단면의 형상을 가지며, 단면 형상에 따라 원형 도파관, 사각형 도파관, 타원형 도파관 등으로 나뉜다. 특히, 최근 들어, 차세대 5G 시스템에서와 같이, 이동통신 시스템에서는, 28GHz 또는 60GHz 등의 밀리미터 단위의 파장을 갖는 밀리미터파(Millimeter Wave)를 활용하는 기술이 대두되고 있다. 이러한 밀리미터파 신호를 처리하기에 적합한 도파관 타입의 각종 장비들, 예를 들어, 필터나, 전력 분배기 등을 보다 고성능 및 효율적으로 구현하는 기술이 다각도로 연구되고 있다.
한편, 일반적인 배열 안테나에 있어서 임의의 직선 편파를 갖기 위해서는 기본 소자를 원하는 편파와 동일하게 회전시켜 임의의 직선 편파를 구현한다. 하지만, 도파관 슬롯 어레이 안테나에서는, 안테나 및 안테나에 전력을 여기시키는 도파관이 구조적으로 상호 일체형이므로, 단일 슬롯을 회전시키기 어렵다. 즉, 일반적인 안테나 구조에서는 실제로 편파를 가변적으로 조정하는 것이 가능하지 않는 구조이다. 이에, 일반적으로는 배열된 안테나 형상을 회전시키게 되는데, 특정된 안테나의 형상이 제한된 경우에는 임의의 편파를 유지하는데 어려움이 있다. 임의의 직선편파를 갖는 도파관 슬롯 어레이 안테나에 관한 기술로는 국내 선출원된 특허 출원번호 제2006-46075호(명칭:"임의의 직선편파를 갖는 위성 신호 수신용 도파관 슬롯 배열 안테나", 출원인: 위월드 주식회사, 발명자: 박찬구, 출원일: 2006년05월23일), 또한, 국내 선출원된 특허 출원번호 제2010-95624(명칭:"직렬 슬롯 배열 안테나",출원인: 서울대학교산학협력단 등, 발명자: 김동연 등, 출원일: 2010년 09월 30일)에 개시된 바 있다.
본 발명의 목적은 가변적인 전력 분배가 가능하도록 하기 위한 도파관 구조를 가진 도파관 전력 분배기와, 두 도파관의 전송 신호 위상을 가변적으로 변경하는 것이 가능하도록 하기 위한 도파관 구조를 가진 도파관 위상 가변기와, 이러한 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기를 이용하여 임의의 직선 편파로 가변 가능할 수 있는 편파 안테나를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 편파 안테나에 있어서; 입력 도파관으로 송신 신호를 입력받아 제1 및 제2출력 도파관으로 가변적으로 분배하여 출력하는 도파관 전력 분배기와; 상기 도파관 전력 분배기의 상기 제1 및 제2출력 도파관으로부터 출력되는 신호를 각각 입력받아 입력된 두 신호의 위상차이를 가변적으로 변경하여 각각 출력하는 도파관 위상 가변기와; 상기 도파관 위상 가변기에서 출력되는 각각의 신호를 입력받아 이들을 결합하여 무선신호를 방사하는 방사부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 도파관 전력 분배기는, 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계된 입력 도파관과, 상기 입력 도파관과 연결되며 해당 처리 주파수 특성에 영향을 주지 않으면서 상기 입력 도파관과 대응되는 캐비티 영역이 2등분된 각 부분에 해당하는 구조인 제1 및 제2출력 도파관을 형성하기 위한 금속성 재질의 메인 케이스와; 상기 메인 케이스에서 상기 입력 도파관과 대응되는 캐비티 영역을 2등분하여 상기 제1 및 제2출력 도파관의 적어도 일부분을 구분하여 형성하며, 상기 입력 도파관에서 입력된 신호가 상기 제1 및 제2출력 도파관으로 분배되는 지점과 대응되는 말단 부위가 상기 캐비티 내부의 상면 또는 하면으로 이동가능하게 구성되는 전력 분배 조정판과; 상기 말단 부위와 연결되어, 외부 조작에 연동하여 상기 말단 부위를 이동시키는 조작 장비를 포함할 수 있다.
상기 조작 장비는, 상기 메인 케이스의 외측에 설치되는 회전 노브와; 상기 메인 케이스의 내부 캐비티에서 상기 회전 노브와 연동하여 회전하며 외측에 전체적으로 나사 구조가 형성된 조정핀을 포함하며; 상기 전력 분배 조정판의 말단 부위에는 상기 조정핀의 나사 구조와 맞물리는 사이즈를 가지면서 상기 조정핀이 전후 방향으로 일부 이동가능하도록 얼마간의 유격을 가지는 홀 또는 홈이 형성될 수 있다.
상기 조작 장비는, 상기 메인 케이스의 내부 캐비티에서 상기 전력 분배 조정판의 말단 부위와 일측 가운데 지점이 고정되게 설치되며, 양단은 상기 메인 케이스의 대응되는 부위에 형성된 관통 홀들을 통과하여 상기 메인 케이스의 외부로 돌출되게 설치되는 조정 핀과; 상기 메인 케이스의 외부에서 상기 조정핀의 외부 돌출된 부위를 상하로 이동시키는 조작 구조물을 포함할 수 있다.
상기 도파관 위상 가변기는, 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제1-1도파관과, 상기 제1-1도파관에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상차이를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제1-2도파관을 구비하는 제1케이스와; 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제2-1도파관과, 상기 제2-1도파관에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상차이를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제2-2도파관을 구비하는 제2케이스를 포함하며; 상기, 제1케이스의 상기 제1-1도파관 및 제1-2도파관은 각각 상기 제2케이스의 상기 제2-1도파관 및 제2-2도파관의 입출력단과 정렬되도록 상기 제1케이스 및 상기 제2케이스가 구성 및 설치되며; 상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 맞닿은 상태를 유지하면에서, 상기 제1케이스와 제2케이스 중 적어도 하나는 외부 지지 구조물에 의해 지지되면서 회전가능하도록 구성되며; 상기 제1케이스의 상기 제1-1도파관 및 제1-2도파관은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성되며, 상기 제2케이스의 제2-1도파관 및 제2-2도파관은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에서는, 도파관 구조를 가진 도파관 전력 분배기가 가변적인 전력 분배가 가능할 수 있으며, 도파관 구조를 가진 도파관 위상 가변기에서, 두 도파관의 전송 신호 위상을 가변적으로 변경하는 것이 가능할 수 있다. 특히, 이러한 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기를 이용하여 구현한 편파 안테나는 해당 안테나의 설치 환경에 맞게 편파를 선택하거나 얼라이언트할 수 있는 등, 사용자가 원하는 임의의 직선 편파로 가변하는 것이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기를 이용한 편파 안테나의 개략적인 구성도
도 2는 도 1 중 도파관 전력 분배기의 투과 사시도
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1 중 도파관 전력 분배기의 투과 측면도
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 1 중 도파관 전력 분배기의 전기적 특성을 나타낸 그래프
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 도 1 중 도파관 위상 가변기의 일부 투과 구조도
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 도 1 중 도파관 위상 가변기의 전기적 특성을 나타낸 그래프
도 7은 도 1중 방사부의 투과 분리 사시도
도 8은 도 1의 편파 안테나의 편파 가변 상태들의 예를 나타낸 테이블
도 9a, 도 9b, 도 9c 및 도 9d는 도 1의 편파 안테나의 편파 가변 상태들의 예를 나타낸 전계도
도 10은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 도파관 전력 분배기의 사시도
도 11a 및 도 11b는 도 10의 일부 투과 구조도
도 12는 도 10 중 도파관 관련 주요부의 투과 사시도
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 도 10 중 전력 분배 조정판 및 조정핀의 구조도
도 14a, 도 14b, 도 14c 및 도 14d는 도 10의 측면 투과 구조도
도 15는 본 발명의 일부 또다른 실시예들에 다른 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기의 결합 구조를 나타낸 일부 투과 사시도
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 첨부한 도면들에서는 동일한 구성요소에 대해서는 가능한 동일한 참조부호를 부여하였다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기를 이용한 편파 안테나의 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따른 편파 안테나는 입력 도파관으로 송신 신호를 입력받아 제1 및 제2출력 도파관으로 가변적으로 분배하여 출력하는 도파관 전력 분배기(1)와; 상기 도파관 전력 분배기(1)의 제1 및 제2출력 도파관으로부터 출력되는 신호를 각각 입력받아 입력된 두 신호의 위상차이를 가변적으로 변경하여 각각 출력하는 도파관 위상 가변기(2)와; 상기 도파관 위상 가변기(2)에서 출력되는 각각의 신호를 입력받아 이들을 결합하여 무선신호를 방사하는 방사부(3)를 포함하여 구성된다.
상기에서, 방사부(3)는 두 가지 경로의 도파관 구조를 통해 각각 입력되는 두 경로의 송신신호를 결합하여 이중편파를 발생하는 통상적인 안테나 구조를 채용할 수 있는데, 예를 들어, 수직(V: Vertical) 편파 및 수평(H: Horizontal) 편파를 기본으로 하는 혼(horn) 안테나 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들에서는 안테나에서 수직 편파를 임의로 가변하기 위해 방사부(3)의 구조를 별도로 개량하는 것이 아니라, 이중편파를 발생하는 구조를 가지는 방사부(3)를 이용하여, 방사부(3)에 제공되는 두 경로의 송신신호를 발생할 경우에, 상기 도파관 전력 분배기(1)에서 두 경로의 신호 분배 비율을 가변하여 신호를 분배할 수 있도록 하며, 또한, 도파관 위상 가변기(2)에서는 이와 같이 분배된 신호들의 위상차를 가변할 수 있도록 하여, 전체적으로 방사부(3)에서 방사되는 신호가 편파 방향이 가변되는 하나의 직선 편파를 발생하는 구조를 가진다. 이하 첨부 도면을 참조하여, 상기 각 구성부들을 구체적인 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1 중 도파관 전력 분배기의 투과 사시도이며, 도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1 중 도파관 전력 분배기의 측면도이다. 도 3a에는 입력 도파관(110)에서 입력된 신호를 제1 및 제2출력 도파관(112)으로 각각 0:100(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시되며, 도 3b에는 입력 도파관(110)에서 입력된 신호를 제1 및 제2출력 도파관(112)으로 각각 50:50(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시되며, 도 3c에는 입력 도파관(110)에서 입력된 신호를 제1 및 제2출력 도파관(112)으로 각각 100:0(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시된다.
도 1 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따른 도파관 전력 분배기는 기본적으로, 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계된 입력 도파관(110)과, 상기 입력 도파관(110)과 연결되며 해당 처리 주파수 특성에 영향을 주지 않으면서 입력 도파관(110)과 대응되는 캐비티 영역이 2등분된 각 부분에 해당하는 구조인 제1 및 제2출력 도파관(111, 112)을 형성하기 위한 금속성 재질의 메인 케이스(11)를 구비한다.
또한, 상기 메인 케이스(11)에서 입력 도파관(110)과 대응되는 캐비티 영역을 2등분하여 상기 제1 및 제2출력 도파관(111, 112)의 적어도 일부분을 구분하여 형성하는 적절한 탄성을 가진 금속성 판 형태의 전력 분배 조정판(120)을 구비한다. 상기 전력 분배 조정판(120)은 상기 캐비티 내부에서 대부분의 부위가 고정되게 설치되지만, 상기 전력 분배 조정판(120)에서 상기 입력 도파관(110)과 연결되는 부위, 즉 입력 도파관(110)에서 입력된 신호가 제1 및 제2출력 도파관(111, 112)으로 분배되는 지점에 해당하는 말단 부위(a)는 고정되지 않고 휘어져서 캐비티 내부의 상면 또는 하면에 닿을 정도로 이동가능하게 구성된다.
또한, 상기 말단 부위(a)와 연결되어, 외부 조작에 연동하여 상기 말단 부위(a)를 이동시키는 조작 장비들이 구비되는데, 도 2 등에 도시된 구조에서는, 이러한 조작 장비로서, 메인 케이스(11)의 외측에 설치되는 회전 노브(136)와, 메인 케이스(11)의 내부 캐비티에서 상기 회전 노브(136)와 연동하여 회전하며 외측에 전체적으로 나사 구조가 형성된 조정핀(135)을 구비할 수 있다. 상기 전력 분배 조정판(120)의 말단 부위(a)에는 상기 조정핀(135)의 나사 구조와 맞물리는 사이즈를 가지면서 조정핀(135)이 전후 방향으로 일부 이동가능하도록 얼마간의 유격을 가지는 홀 또는 홈이 형성될 수 있다.
이러한 구조를 가짐으로써, 상기 회전 노브(136)를 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시키게 되면, 이와 연동하여 조정핀(135)이 회전하게 되며, 이에 따라 조정핀(135)과 맞물린 상기 전력 분배 조정판(120)의 말단 부위(a)가 상측 또는 하측 방향으로 이동한다. 이러한 동작은, 도 3a 내도 도 3c에 도시된 바와 같이, 결과적으로 입력 도파관(110)에 입력된 신호가 제1 및 제2출력 도파관(111, 112)으로 가변적인 분배 비율로 분배되어 출력되도록 한다.
이러한 말단 부위(a) 및 이를 움직이는 장비들은, 마치 판막(valve) 구조를 형성하는 것과 마찬가지로, 제1출력 도파관(111)과 제2출력 도파관(112)을 서로 상대적으로 비율로 개폐하는 역할을 한다. 이때, 상기 조정핀(135)의 사이즈 등은 해당 분배기의 신호 처리 성능에 악영향을 주지 않도록 적절히 고려하여 설계된다. 또한, 이 경우에 예를 들어 회전 노브(136)의 주위에는 사용자 조작을 가이드 하도록 적절한 눈금이나 회전 안내 표지 등이 인쇄될 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 1 중 도파관 전력 분배기의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다. 도 4a에는 예를 들어, 입력 도파관(110)에서 입력된 신호를 제1 및 제2출력 도파관(112)으로 각각 50:50(%) 비율로 분배하여 전송할 경우의 해당 도파관 전력 분배기의 입출력 특성이 도시되고 있으며, 도 4b에는 입력 도파관(110)에서 입력된 신호를 제1 및 제2출력 도파관(112)으로 각각 75:25(%) 비율로 분배하여 전송할 경우의 특성이 도시되며, 도 4c에는 입력 도파관(110)에서 입력된 신호를 제1 및 제2출력 도파관(112)으로 각각 99:1(%) 비율로 분배하여 전송할 경우의 특성이 도시된다.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5b는 도 1 중 도파관 위상 가변기의 구조도로서, 도 5a에는 도파관 위상 가변기가 제1상태일 경우에 투과 사시 구조를 나타내며, 도 5b는 도 5a의 측면 구조를 나타낸다. 도 5c에는 도파관 위상 가변기가 제2상태일 경우에 투과 사시 구조를 나타내며, 도 5d는 도 5c의 측면 구조를 나타난다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 도파관 위상 가변기는, 제1케이스(21) 및 제2케이스(22)로 구분하여 구성할 수 있는데, 상기 제1케이스(21)는 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제1-1도파관(211)과, 상기 제1-1도파관(211)에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상 차이(예를 들어, 90도)를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제1-2도파관(212)을 구비한다. 마찬가지로, 상기 제2케이스(22)도 각각, 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제2-1도파관(221)과, 상기 제2-1도파관(221)에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상 차이(예를 들어, 90도)를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제2-2도파관(222)을 구비한다.
이때, 제1케이스(21)의 제1-1도파관(211) 및 제1-2도파관(212)은 각각 제2케이스(22)의 제2-1도파관(221) 및 제2-2도파관(222)의 입출력단과 정확히 정렬되도록 제1케이스(21) 및 제2케이스(22)가 맞닿게 구성되며, 또한, 제1-1, 제1-2도파관(211, 212) 및 제2-1, 제2-2도파관(221, 222)이 설계된다.
또한, 제1케이스(21)와 제2케이스(22)가 맞닿은 상태를 유지하면에서, 제1케이스(21)와 제2케이스(22) 중 적어도 하나(예를 들어, 제2케이스)는 외부 지지 구조물(미도시)에 의해 지지되면서 회전가능하도록 설치된다. 이 경우에, 상기 제1케이스(21)의 제1-1도파관(211)과 제1-2도파관(212)은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성되며, 마찬가지로, 제2케이스(22)의 제2-1도파관(221) 및 제2-2도파관(222)도 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성된다. 이에 따라, 예를 들어, 제2케이스(22)가 초기 상태에서 180도로 뒤집힌 상태로 회전하게 되면, 이때, 제1케이스(21)의 제1-1도파관(211) 및 제1-2도파관(212)은 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 각각 제2케이스(22)의 제2-2도파관(222) 및 제2-1도파관(221)의 입출력단과 연결되도록 구성된다.
이러한 구성에 의하여, 도 5a 및 도 5b에 도시된 1상태(일명 '초기 상태')에서와 같이 제1 및 케이스(21, 22)가 위치하게 되면, 제1케이스(21)의 제1-1도파관(211) 및 제1-2도파관(212)은 각각 제2케이스(22)의 제2-1도파관(221) 및 제2-2도파관(222)의 입출력단과 연결되어, 제1-1도파관(211) 및 제1-2도파관(212)을 통과한 신호(도면에서 a단 측으로 전송되는 신호)에 비해 제2-1도파관(212) 및 제2-2도파관(222)을 통과한 신호(도면에서 b단 측으로 전송되는 신호)는 180도 위상이 지연된다. 또한, 도 5c 및 도 5d에 도시된 제2상태에서와 같이 제1 및 케이스(21, 22)가 위치하게 되면, 제1케이스(21)의 제1-1도파관(211) 및 제1-2도파관(212)은 각각 제2케이스(22)의 제2-2도파관(222) 및 제2-1도파관(221)의 입출력단과 연결되어, 제1-1도파관(211) 및 제2-2도파관(212)을 통과한 신호(도면에서 a단 측으로 전송되는 신호)와 제2-1도파관(212) 및 제2-1도파관(221)을 통과한 신호(도면에서 b단 측으로 전송되는 신호)는 상호 위상차가 없게 된다. 물론, 이러한 경우에 외에도, 도 5a 및 도 5b에 도시된 초기 상태의 제1 및 제2케이스(21, 22)를 모두 180도 회전하는 구성이 가능할 경우에는 도면에서, a단 측으로 전송되는 신호가 b단 측으로 전송되는 신호에 비해 180도 위상이 지연되도록 할 수도 있다. 이러한 도 5a 내지 도 5d에 도시한 바와 같은 도파관 위상 가변기의 각 상태에 대한 전기적 특성은 도 6a 내지 도 6d에 도시한 바와 같다.
상기한 구성을 가지는 제1 또는 케이스(21, 22)의 제1-1 및 제1-2도파관(211, 212) 또는 제2-1 및 제2-2도파관(221, 222)은 예를 들어, 상기 도 2 등에 도시된 도파관 전력 분배기의 제1 및 제2출력 도파관(111, 112)과 연결되도록(예를 들어, 정확히 맞닿도록) 구성될 수 있다. 이러한 연결 관계에 따라, 도파관 전력 분배기에서 분배되어 출력되는 각각의 신호들이 도파관 위상 가변기를 거치면서 상호간의 적절한 위상차이를 가지도록 위상이 가변될 수 있다.
한편, 상기한 설명에서는, 도파관 위상 가변기는, 제1 및 케이스(21, 22)의 제1-1 및 제1-2도파관(211, 212)간의 위상 차이 또는 제2-1 및 제2-2도파관(221, 222)간의 위상 차이가 예를 들어, 90도 인 것으로 설명하였으나, 이외에도 이들간의 위상 차이가 예를 들어, 45도가 되도록 구성할 수도 있다. 또한, 상기의 설명에서는 서로 대응되는 구조를 가지는 제1 및 제2케이스를 이용하여 도파관 위상 가변기를 구현하는 것으로 설명하였으나, 이외에도 마찬가지로 대응되는 구조를 가지는 제3 또는 제4 등의 케이스를 추가적으로 설치하는 구조도 가능할 수 있다.
도 7은 도 1 중 방사부의 투과 사시도이다. 도 7을 참조하면, 방사부는 도파관 위상 가변기의 두 가지 경로(예를 들어, 도 5b 및 도 5d에 도시된 a, b단 측)를 통해 각각 출력되는 신호를 제공받아, 이들을 결합하여 편파를 발생하기 위하여, 예를 들어 H 편파 및 V 편파가 각각 입력되는 제1 및 제2입력 도파관(310, 320)을 가진다. 제2입력 도파관(320)으로 입력된 신호는 제2입력 도파관(320)의 말단에 형성된 슬롯(322)을 통해 상단의 적절한 위치에 오도록 설계된 캐비티 커플링 구조로 제공되며, 커플링 구조의 +자형 슬롯(312)을 통해 방사기(300)로 제공된다. 제1입력 도파관(310)으로 입력된 신호는 제1입력 도파관(310)과 연결되는 커플링 구조의 +자형 슬롯(312)을 통해 방사기(300)로 제공된다.
도 7의 예에서는 방사부가 혼(horn) 안테나 구조를 가지는 것으로 설명하였으나, 이외에도 방사부는 도파관 위상 가변기의 두 가지 경로의 도파관 구조를 통해 각각 입력되는 두 경로의 송신신호를 결합하여 이중편파를 발생하기 위한 다양한 구조의 안테나를 채용할 수 있다.
도 8은 도 1의 편파 안테나의 편파 가변 상태들(예를 들어, 제1상태, 제2상태, 제3상태 및 제4상태)의 예를 나타낸 테이블이며, 도 9a, 도 9b, 도 9c 및 도 9d는 도 1의 편파 안테나의 편파 가변 상태들(예를 들어, 제1상태, 제2상태, 제3상태 및 제4상태)의 예를 나타낸 전계도이다. 도 8 내지 도 9d를 참조하면, 예를 들어 제1상태(state1)는 도파관 전력 분배기의 제1출력 도파관과 제2출력 도파관의 전력 분배 비율이 50:50(%)이며, 도파관 위상 가변기에서 이와 같이 분배된 신호들 위상을 각각 180:0(도)으로 위상차이가 나도록 가변하는 경우를 보이고 있으며, 이 경우에 전력 분배비 및 위상 가변량에 따라 전체적으로 안테나에서는 -45도의 편파가 발생함을 알 수 있다.
제2상태(state2)는 도파관 전력 분배기의 제1출력 도파관과 제2출력 도파관의 전력 분배 비율이 100:0(%)이며, 도파관 위상 가변기에서 이와 같이 분배된 신호들 위상을 각각 0:0(도)으로 위상차이가 나도록 가변(즉, 위상차이가 없도록)가변하는 경우를 보이고 있으며, 이 경우에 전력 분배비 및 위상 가변량에 따라 전체적으로 안테나에서는 V 편파가 발생함을 알 수 있다.
또한, 제3상태(state3)는 도파관 전력 분배기의 제1출력 도파관과 제2출력 도파관의 전력 분배 비율이 50:50(%)이며, 도파관 위상 가변기에서 이와 같이 분배된 신호들 위상을 위상차이가 없도록 가변하는 경우를 보이고 있으며, 이 경우에 안테나에서는 +45도의 편파가 발생함을 알 수 있다.
또한, 제4상태(state4)는 도파관 전력 분배기의 제1출력 도파관과 제2출력 도파관의 전력 분배 비율이 0:100(%)이며, 도파관 위상 가변기에서 이와 같이 분배된 신호들 위상을 위상차이가 없도록 가변하는 경우를 보이고 있으며, 이 경우에 안테나에서는 H 편파가 발생함을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 도파관 전력 분배기의 사시도로서, 도 10의 (a)에는 일측 방향의 사시도를 나타내며, 도 10의 (b)는 타측 방향의 사시도를 나타낸다. 도 11a 및 도 11b는 도 10의 투과 구조도로서, 도 11a는 투과 사시도이며, 도 11a는 투과 정면도이다. 도 12는 도 10 중 도파관 관련 주요부 즉, 메인 캐비티(175)에 대한 투과 사시도이며, 도 13a, 도 13b 및 도 13c는 도 10 중 전력 분배 조정판(160) 및 조정핀(175)의 구조도로서, 도 13a에는 예를 들어, 입력 신호를 각각 50:50(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시되며, 도 13b에는 입력 신호를 0:100(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시되며, 도 13c에는 입력 신호를 100:0(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시된다. 도 14a, 도 14b, 도 14c 및 도 14d는 도 10의 측면 투과 구조도로서, 도 14a에는 예를 들어, 슬라이딩 조작기(176)의 슬라이딩 위치에 따라, 입력 신호를 각각 50:50(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태의 제1예가 도시되며, 도 14b에는 슬라이딩 조작기(176)의 슬라이딩 위치에 따라, 입력 신호를 100:0(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시되며, 도 14c에서는 입력 신호를 50:50(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태의 제2예가 도시되며, 도 14d에는 입력 신호를 0:100(%) 비율로 분배하여 전송하는 상태가 도시된다.
도 10 내지 도 14d를 참조하면, 본 발명의 다른 일부 실시예에 따른 도파관 전력 분배기는 도 2 등에 도시된 구조와 유사하게, 기본적으로, 해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계된 입력 도파관(150)과, 상기 입력 도파관(150)과 연결되며 해당 처리 주파수 특성에 영향을 주지 않으면서 입력 도파관(150)과 대응되는 캐비티 영역이 2등분된 각 부분에 해당하는 구조인 제1 및 제2출력 도파관(151, 152)을 형성하기 위한 금속성 재질의 메인 케이스(15)를 구비한다.
또한, 상기 메인 케이스(15)에서 입력 도파관(150)과 대응되는 캐비티 영역을 2등분하여 상기 제1 및 제2출력 도파관(151, 152)의 적어도 일부분을 구분하여 형성하는 적절한 탄성을 가진 금속성 판 형태의 전력 분배 조정판(160)을 구비한다. 상기 전력 분배 조정판(160)은 상기 캐비티 내부에서 대부분의 부위가 고정되게 설치되지만, 상기 전력 분배 조정판(160)에서 상기 입력 도파관(150)과 연결되는 부위, 즉 입력 도파관(150)에서 입력된 신호가 제1 및 제2출력 도파관(151, 152)으로 분배되는 지점에 해당하는 말단 부위(a)는 고정되지 않고 휘어져서 캐비티 내부의 상면 또는 하면에 닿을 정도로 이동가능하게 구성된다.
또한, 상기 말단 부위(a)와 연결되어, 외부 조작에 연동하여 상기 말단 부위(a)를 이동시키는 조작 장비들이 구비되는데, 도 10 등에 도시된 구조에서는, 이러한 조작 장비로서, 메인 케이스(15)의 내부 캐비티에서 상기 전력 분배 조정판(160)의 말단 부위(a)와 일측 가운데 지점이 고정되게 설치되는 조정핀(175)을 기본적으로 구비할 수 있다. 상기 조정핀(175)의 양단은 메인 케이스(15)의 대응되는 부위에 형성된 관통 홀들을 통과하여 메인 케이스(15)의 외부로 돌출되게 설치되며, 메인 케이스(15)의 외부에는 사용자의 조작에 따라 상기 조정핀(175)의 외부 돌출된 부위를 상하로 이동시킴으로써, 결과적으로 상기 조정핀(175)과 연결된 전력 분배 조정판(160)의 말단 부위(a)를 이동시키는 조작 구조물이 추가적으로 설치된다.
상기 조작 구조물은 메인 케이스(15)의 외측에서 메인 케이스(15)의 적어도 일부분을 감싸는 형태로, 도파관을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되며, 그 내부에는 상기 조정핀(175)의 양측의 돌출된 부위와 맞닿아서 상기 슬라이딩 이동시에 조정핀(175)의 상하 이동을 가이드하는 경사면들(b1, b2)을 가지는 튜브형 슬라이딩 조작기(176)로 구성될 수 있다.
이러한 구조를 가짐으로써, 도 14a 내지 도 14d에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 상기 슬라이딩 조작기(176)를 도파관을 따라 전후 방향으로 슬라이딩 이동시키게 되면, 이와 연동하여 조정핀(175)이 상하로 이동하게 되며, 이에 따라 조정핀(175)과 맞물린 상기 전력 분배 조정판(160)의 말단 부위(a)가 상측 또는 하측 방향으로 이동한다. 이러한 동작은, 결과적으로 입력 도파관(150)에 입력된 신호가 제1 및 제2출력 도파관(151, 152)으로 가변적인 분배 비율로 분배되어 출력되도록 한다.
이러한 말단 부위(a) 및 이를 움직이는 장비들은, 마치 판막(valve) 구조를 형성하는 것과 마찬가지로, 제1출력 도파관(151)과 제2출력 도파관(152)을 서로 상대적으로 비율로 개폐하는 역할을 한다. 이때, 상기 조정핀(175)의 사이즈 등은 해당 분배기의 신호 처리 성능에 악영향을 주지 않도록 적절히 고려하여 설계된다. 또한, 이 경우에 예를 들어, 메인 케이스(15)의 외부면에는, 슬라이딩 조작기(136)에 대한 사용자 조작을 가이드 하도록 적절한 눈금이나 슬라이딩 이동 조작 안내 표지 등이 인쇄될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일부 또다른 실시예들에 다른 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기의 결합 구조를 나타낸 투과 사시도이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 일부 또다른 실시예들에 따른 구조는, 예를 들어, 상기 도 10 등에 도시된 도파관 전력 분배기의 구조와 상기 도 5a 등에 도시된 도파관 위상 가변기가 결합된 구조로 볼 수 있다. 이 경우에 예를 들어, 도파관 전력 분배기의 메인 케이스와(15), 도파관 위상 가변기의 제1케이스(21)가 서로 일체로 형성될 수 있으며(또는 서로 고정되게 형성될 수 있으며), 도파관 위상 가변기의 제2케이스(22)가 회전가능하도록 제1케이스(21)와 연결될 수 있다.
또한, 도파관 위상 가변기의 제1케이스(21)와 제2케이스(22)가 맞닿은 상태를 유지하면서, 제2케이스(22)를 회전가능하도록 지지하는 외부 지지 구조물(276)은 도파관 전력 분배기의 튜브형 슬라이딩 조작기(176)와 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 외부 지지 구조물(276)은 튜브형 슬라이딩 조작기(176)가 슬라이딩 이동될 경우에 슬라이딩 이동되도록 구성될 수 있다. 이때, 제2케이스(22)의 외관(226)은 원통형으로 형성되며 외측의 적정 위치에 돌기(245)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 외부 지지 구조물(276)에서는 상기 제2케이스(22)의 돌기(245)가 삽입되어 상기 슬라이딩 이동시에 돌기(245)를 적절히 회전시키도록 가이드하여 결과적으로 제2케이스(22)를 회전시키는 예를 들어, 나선 형태의 가이드 홈(188)이 형성될 수 있다. 해당 도파관 전력 분배기 및 도파관 위상 가변기가 적용되는 편파 안테나에서 편파를 적절히 가변하기 위해서는, 도파관 전력 분배기의 전력 분배 동작과 도파관 위상 가변기의 위상 가변 동작이 상호 적절히 매칭되어야 하므로, 이에 맞도록 상기 제2케이스(22)에 형성되는 돌기(245) 및 외부 지지 구조물(276)에 형성되는 가이드 홈(188)의 위치 및 형상이 적절히 설계된다.
상기와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 도파관 전력 분배기와 도파관 위상 가변기 및 이를 이용한 편파 안테나의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예들에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어, 상기의 설명에서는, 도파관 전력 분배기의 전력 분배 조작을 하기 위한 조작 장비들이 여러 실시예들에 대해 설명하였는데, 이외에도, 도파관 전력 분배기의 전력 분배 조정판의 말단 부위를 이동시키기 위한 다양한 판막(valve) 구조를 적용하는 것이 가능할 수 있다. 마찬가지로, 도파관 위상 가변기를 조작하기 위한 조작 장비도 상기 설명한 구조외에도 다양한 구조를 가질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 변형 또는 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 편파 안테나에 있어서,
    입력 도파관으로 송신 신호를 입력받아 제1 및 제2출력 도파관으로 가변적으로 분배하여 출력하는 도파관 전력 분배기와;
    상기 도파관 전력 분배기의 상기 제1 및 제2출력 도파관으로부터 출력되는 신호를 각각 입력받아 입력된 두 신호의 위상차이를 가변적으로 변경하여 각각 출력하는 도파관 위상 가변기;
    상기 도파관 위상 가변기에서 출력되는 각각의 신호를 입력받아 이들을 결합하여 무선신호를 방사하는 방사부를 포함함을 특징으로 하는 편파 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도파관 전력 분배기는,
    해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계된 입력 도파관과, 상기 입력 도파관과 연결되며 해당 처리 주파수 특성에 영향을 주지 않으면서 상기 입력 도파관과 대응되는 캐비티 영역이 2등분된 각 부분에 해당하는 구조인 제1 및 제2출력 도파관을 형성하기 위한 금속성 재질의 메인 케이스와;
    상기 메인 케이스에서 상기 입력 도파관과 대응되는 캐비티 영역을 2등분하여 상기 제1 및 제2출력 도파관의 적어도 일부분을 구분하여 형성하며, 상기 입력 도파관에서 입력된 신호가 상기 제1 및 제2출력 도파관으로 분배되는 지점과 대응되는 말단 부위가 상기 캐비티 내부의 상면 또는 하면으로 이동가능하게 구성되는 전력 분배 조정판과;
    상기 말단 부위와 연결되어, 외부 조작에 연동하여 상기 말단 부위를 이동시키는 조작 장비를 포함함을 특징으로 하는 편파 안테나.
  3. 제2항에 있어서, 상기 조작 장비는,
    상기 메인 케이스의 외측에 설치되는 회전 노브와;
    상기 메인 케이스의 내부 캐비티에서 상기 회전 노브와 연동하여 회전하며 외측에 전체적으로 나사 구조가 형성된 조정핀을 포함하며;
    상기 전력 분배 조정판의 말단 부위에는 상기 조정핀의 나사 구조와 맞물리는 사이즈를 가지면서 상기 조정핀이 전후 방향으로 일부 이동가능하도록 얼마간의 유격을 가지는 홀 또는 홈이 형성됨을 특징으로 하는 편파 안테나.
  4. 제2항에 있어서, 상기 조작 장비는,
    상기 메인 케이스의 내부 캐비티에서 상기 전력 분배 조정판의 말단 부위와 일측 가운데 지점이 고정되게 설치되며, 양단은 상기 메인 케이스의 대응되는 부위에 형성된 관통 홀들을 통과하여 상기 메인 케이스의 외부로 돌출되게 설치되는 조정핀과;
    상기 메인 케이스의 외부에서 상기 조정핀의 외부 돌출된 부위를 상하로 이동시키는 조작 구조물을 포함함을 특징으로 하는 편파 안테나.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조작 구조물은,
    상기 메인 케이스의 외측에서 상기 메인 케이스의 적어도 일부분을 감싸는 형태로, 도파관을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치되며, 그 내부에는 상기 조정핀의 양측의 돌출된 부위와 맞닿아서 상기 슬라이딩 이동시에 상기 조정핀의 상하 이동을 가이드하는 경사면들을 가지는 슬라이딩 조작기를 포함함을 특징으로 하는 편파 안테나.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도파관 위상 가변기는,
    해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제1-1도파관과, 상기 제1-1도파관에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상차이를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제1-2도파관을 구비하는 제1케이스와;
    해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제2-1도파관과, 상기 제2-1도파관에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상차이를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제2-2도파관을 구비하는 제2케이스를 포함하며;
    상기, 제1케이스의 상기 제1-1도파관 및 제1-2도파관은 각각 상기 제2케이스의 상기 제2-1도파관 및 제2-2도파관의 입출력단과 정렬되도록 상기 제1케이스 및 상기 제2케이스가 구성 및 설치되며;
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 맞닿은 상태를 유지하면에서, 상기 제1케이스와 제2케이스 중 적어도 하나는 외부 지지 구조물에 의해 지지되면서 회전가능하도록 구성되며;
    상기 제1케이스의 상기 제1-1도파관 및 제1-2도파관은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성되며, 상기 제2케이스의 제2-1도파관 및 제2-2도파관은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성됨을 특징으로 하는 편파 안테나.
  7. 제6항에 있어서, 상기 미리 설정된 위상차이는 90도임을 특징으로 하는 편파 안테나.
  8. 제1항에 있어서, 상기 방사부는 도파관 구조를 통해 각각 입력되는 두 경로의 송신신호를 결합하여 하나의 직선편파를 발생하는 구조를 가짐을 특징으로 하는 편파 안테나.
  9. 도파관 전력 분배기에 있어서,
    해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계된 입력 도파관과, 상기 입력 도파관과 연결되며 해당 처리 주파수 특성에 영향을 주지 않으면서 상기 입력 도파관과 대응되는 캐비티 영역이 2등분된 각 부분에 해당하는 구조인 제1 및 제2출력 도파관을 형성하기 위한 금속성 재질의 메인 케이스와;
    상기 메인 케이스에서 상기 입력 도파관과 대응되는 캐비티 영역을 2등분하여 상기 제1 및 제2출력 도파관의 적어도 일부분을 구분하여 형성하며, 상기 입력 도파관에서 입력된 신호가 상기 제1 및 제2출력 도파관으로 분배되는 지점과 대응되는 말단 부위가 상기 캐비티 내부의 상면 또는 하면으로 이동가능하게 구성되는 전력 분배 조정판과;
    상기 말단 부위와 연결되어, 외부 조작에 연동하여 상기 말단 부위를 이동시키는 조작 장비를 포함함을 특징으로 하는 도파관 전력 분배기.
  10. 도파관 위상 가변기에 있어서,
    해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제1-1도파관과, 상기 제1-1도파관에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상차이를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제1-2도파관을 구비하는 제1케이스와;
    해당 처리 주파수 특성에 대응되게 설계되는 제2-1도파관과, 상기 제2-1도파관에 비해 전송 신호의 위상 차이가 미리 설정된 위상차이를 갖도록 도파관 경로가 지연된 제2-2도파관을 구비하는 제2케이스를 포함하며;
    상기, 제1케이스의 상기 제1-1도파관 및 제1-2도파관은 각각 상기 제2케이스의 상기 제2-1도파관 및 제2-2도파관의 입출력단과 정렬되도록 상기 제1케이스 및 상기 제2케이스가 구성 및 설치되며;
    상기 제1케이스와 상기 제2케이스가 맞닿은 상태를 유지하면에서, 상기 제1케이스와 제2케이스 중 적어도 하나는 외부 지지 구조물에 의해 지지되면서 회전가능하도록 구성되며;
    상기 제1케이스의 상기 제1-1도파관 및 제1-2도파관은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성되며, 상기 제2케이스의 제2-1도파관 및 제2-2도파관은 상기 회전축을 기준으로 상호 대칭적으로 형성됨을 특징으로 하는 도파관 위상 가변기.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113131167A (zh) * 2021-04-22 2021-07-16 中国电子科技集团公司第三十八研究所 小型化低损耗大间距毫米波功分网络

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101987393B1 (ko) * 2017-12-07 2019-06-13 주식회사 한신 케이스 일체형 듀얼 폴 안테나
CN109326853B (zh) * 2018-09-30 2020-12-22 安徽四创电子股份有限公司 一种多通道平行切换波导开关
KR101995356B1 (ko) * 2018-11-30 2019-07-02 코모텍 주식회사 이중편파 도파관 안테나
KR102147953B1 (ko) * 2019-11-05 2020-08-25 엘아이지넥스원 주식회사 급전기 및 이를 구비한 안테나 장치
CN113129559B (zh) * 2019-12-31 2022-08-05 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司 功率分配机器人的故障预警系统和方法
KR102312000B1 (ko) * 2020-10-19 2021-10-14 주식회사 티씨엔 복편파 초크형 ota 측정용 안테나
CN112290228B (zh) * 2020-12-29 2021-03-16 成都信息工程大学 一种线-圆极化可重构天线的防雷方法
CN113206379B (zh) * 2021-04-06 2022-07-05 浙江大学 一种多层悬置带线天线馈电结构
WO2023233336A1 (en) * 2022-06-01 2023-12-07 Emrod Limited Systems and method for worldwide energy matrix (wem)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750736B1 (en) * 2002-07-12 2004-06-15 Raytheon Company System and method for planar transmission line transition
JP2005051332A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Kyocera Corp 導波管分岐構造
KR20100041248A (ko) * 2008-10-13 2010-04-22 서울시립대학교 산학협력단 고주파 전력 분배기
KR20120118753A (ko) * 2011-04-19 2012-10-29 주식회사 한화 도파관 전력 분배기
KR101491725B1 (ko) * 2014-07-15 2015-02-16 삼성탈레스 주식회사 이중 대역 피드혼

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03258001A (ja) * 1990-03-07 1991-11-18 Mitsubishi Electric Corp 偏波面回転アンテナ
ITTO20030436A1 (it) * 2003-06-10 2004-12-11 Marconi Selenia Comm S P A Sistema per l'allineamento della polarizzazione con
WO2006098054A1 (ja) 2005-03-16 2006-09-21 Hitachi Chemical Co., Ltd. 平面アンテナモジュール、トリプレート型平面アレーアンテナ、およびトリプレート線路－導波管変換器
KR100710708B1 (ko) 2006-02-24 2007-04-24 (주)모토닉스 적층형 슬롯배열안테나
KR100721871B1 (ko) 2006-05-23 2007-05-25 위월드 주식회사 임의의 직선 편파를 갖는 위성 신호 수신용 도파관 슬롯배열 안테나
KR101092846B1 (ko) 2010-09-30 2011-12-14 서울대학교산학협력단 직렬 슬롯 배열 안테나
CN102570041B (zh) * 2010-12-27 2014-03-05 启碁科技股份有限公司 无线通信天线装置
CN102176528B (zh) * 2011-01-27 2014-03-26 孙安 能够调节输出功率比例的大功率波导功分器
US8988300B2 (en) * 2011-12-06 2015-03-24 Viasat, Inc. Dual-circular polarized antenna system
US9100056B2 (en) * 2011-12-23 2015-08-04 Tyco Electronics Corporation Waveguide structure for a contactless connector
US9571183B2 (en) * 2014-06-30 2017-02-14 Viasat, Inc. Systems and methods for polarization control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750736B1 (en) * 2002-07-12 2004-06-15 Raytheon Company System and method for planar transmission line transition
JP2005051332A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Kyocera Corp 導波管分岐構造
KR20100041248A (ko) * 2008-10-13 2010-04-22 서울시립대학교 산학협력단 고주파 전력 분배기
KR20120118753A (ko) * 2011-04-19 2012-10-29 주식회사 한화 도파관 전력 분배기
KR101491725B1 (ko) * 2014-07-15 2015-02-16 삼성탈레스 주식회사 이중 대역 피드혼

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113131167A (zh) * 2021-04-22 2021-07-16 中国电子科技集团公司第三十八研究所 小型化低损耗大间距毫米波功分网络

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Publication number Publication date
JP6507269B2 (ja) 2019-04-24
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