WO2017171360A2 - Microstrip-waveguide transition for transmitting electromagnetic wave signal - Google Patents

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WO2017171360A2
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microstrip
substrate
electromagnetic wave
feeding
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배현민
송하일
이준영
윤태훈
원효섭
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한국과학기술원
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
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    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H01P5/107—Hollow-waveguide/strip-line transitions

Definitions

  • the present invention relates to microstrip-waveguide transitions and methods for transmitting electromagnetic signals.
  • optical-based interconnects with fast data transmission and reception are introduced and widely used.
  • optical-based interconnects are very expensive to install and maintain, thus perfecting conductor-based interconnects.
  • E-TUBE is an interconnect that combines the advantages of both metals and dielectrics, offering high cost and power efficiency and high speed data communication in a short range. It is gaining popularity as an interconnect that can be utilized for chip-to-chip communication.
  • the present inventors propose a technique for transition of a new structure to enable microstrips (ie, microstrip circuits) and waveguides to be coupled side by side.
  • the object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems.
  • the present invention includes a feeding part for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, and a ground part formed at a predetermined distance from the feeding part, and the microstrip and the waveguide have a length of the waveguide (
  • the microstrip and waveguides are coupled to each other along the length direction, and the microstrip-waveguide transitions away from each other by providing a microstrip-waveguide transition in which the distance between the feeding portion and the ground portion in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide is closer to the waveguide.
  • Another object is to provide a transition of a new structure that allows for side-by-side coupling.
  • a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, and a feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, and the feeding unit and a predetermined portion.
  • a ground portion formed at intervals, wherein the microstrip and the waveguide are coupled in parallel to each other along a length direction of the waveguide, and the length of the waveguide between the feeding portion and the ground portion
  • a microstrip-waveguide transition is provided where the distance in the direction perpendicular to the direction is closer to the waveguide.
  • a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, a feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, the feeding unit and the predetermined A ground portion formed at an interval of a portion, and a via portion electrically connecting the feeding portion and the ground portion along a height direction of the waveguide, wherein the microstrip and the waveguide have a length of the waveguide.
  • Microstrip-waveguide transitions are provided that are coupled in parallel to each other along the (length) direction.
  • a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, a first substrate, a second substrate disposed below the first substrate, the first substrate A feeding part formed on the substrate and supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, an intermediate part formed between the first substrate and the second substrate, and a ground formed under the second substrate a ground portion, a first via portion formed through at least a portion of the first substrate and the second substrate along a height direction of the waveguide, and electrically connecting the feeding portion and the intermediate portion, and the waveguide A second via formed through the second substrate along a height direction of the second via to electrically connect the intermediate part and the ground part;
  • Group waveguide is a microstrip ring is parallel to couple with each other in the longitudinal (length) direction of the waveguide is a waveguide transition is provided.
  • a method for transmitting an electromagnetic wave signal comprising: generating an electromagnetic wave signal, and propagating the generated electromagnetic wave signal along a feeding part, thereby perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide. Radiating electromagnetic waves forming an electric field in a direction parallel to or near parallel to a direction, wherein a microstrip and the waveguide are coupled side by side along the length direction of the waveguide. .
  • microstrip-waveguide transitions and methods are provided for implementing the present invention.
  • the present invention it is possible to provide a transition of a new structure that allows the microstrip and the waveguide to be coupled side by side, thereby increasing the space efficiency of the microstrip and the waveguide and increasing the adaptability in the actual use environment. Effect is achieved.
  • microstrip-waveguide transition capable of variously radiating electromagnetic waves forming an electric field parallel to or close to parallel to the width direction or the length direction of the waveguide.
  • the effect of being able to cope with waveguides of various shapes is achieved.
  • the effect of widening the bandwidth of the signal transmission channel and reducing the channel loss is achieved.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of a chip-to-chip interface device interconnected by a two-port network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a waveguide according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 6 exemplarily show the configuration of a microstrip-waveguide transition according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams exemplarily illustrating a configuration of a microstrip-waveguide transition according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually showing a configuration of a chip-to-chip interface device interconnected by a two-port network according to an embodiment of the present invention.
  • Waveguide 100 which is an interconnection (i.e. interconnect) means for transmitting electromagnetic signals (e.g., data communication, etc.) between two chips (not shown) and signals from the two chips above to waveguide 100
  • Microstrips 400a and 400b may be included as a means of transmitting or transmitting signals from the waveguide 100 to the above two chips.
  • a chip means not only an electronic circuit component having a conventional meaning, which is composed of a plurality of semiconductors such as transistors, but also any type of component or component capable of transmitting and receiving electromagnetic signals to each other. It should be understood as the broadest concept encompassing elements.
  • the signal generated from the first chip may be propagated along the probe of the first microstrip 400a, and the first microstrip 400a and the waveguide ( As it is transitioned in the impedance discontinuity plane between 100, it may be transmitted to the second chip through the waveguide 100.
  • the signal transmitted through the waveguide 100 is transitioned in the impedance discontinuity plane between the waveguide 100 and the second microstrip 400b through the second microstrip 400b. May be transmitted to the second chip.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a waveguide according to an embodiment of the present invention.
  • the waveguide 100 may include a dielectric part including two or more dielectrics 110 and 120 having different dielectric constants and a conductor part surrounding at least a portion of the dielectric part. 130).
  • two or more dielectrics included in the dielectric portion may include a first dielectric 110 and a second dielectric 120, and the second dielectric 120 may be formed of a second dielectric 120. 1 may have a shape surrounding at least a portion of the dielectric (110). For example, the second dielectric 120 may completely surround the first dielectric 110 or partially surround the first dielectric 120.
  • the permittivity of the first dielectric 110 may be larger or smaller than that of the second dielectric 120. More specifically, according to an embodiment of the present invention, by using the first dielectric material 110 and the second dielectric material 120 having different dielectric constants, they appear as a change in frequency in the signal transmission channel through the waveguide 100. The amount of change in group delay can be greatly reduced.
  • the first dielectric 110 may be made of teflon having a dielectric constant of about 2.0
  • the second dielectric 120 may be made of polyethylene having a dielectric constant of about 1.2. have.
  • the first dielectric 110 may be made of air having a dielectric constant of about 1.0
  • the second dielectric 120 may be made of Teflon having a dielectric constant of about 2.0
  • the first dielectric 110 may be made of Teflon
  • the second dielectric 120 may be made of air.
  • the signal transmitted through the waveguide 100 is a boundary between the first dielectric material 110 and the second dielectric material 120 having different dielectric constants. Or guided along a boundary between the first dielectric 110 or the second dielectric 120 and the conductor portion 130.
  • the conductor portion 130 may be made of a material having electrical conductivity.
  • the conductor part 130 according to an embodiment of the present invention may be made of a metallic material, such as copper (Cu), or a non-metallic material, such as graphene, which is traditionally widely used.
  • the first dielectric 110 when the waveguide 100 is viewed from a cross section cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction, the first dielectric 110 may have a circular core shape.
  • the second dielectric 120 and the conductor portion 130 may have an annular cladding shape.
  • the central axis of the dielectric part (more specifically, the central axis of the first dielectric material 110 and the central axis of the second dielectric material 120) and the central axis of the conductor part 130 are Can match each other.
  • the first dielectric 110 has a long rectangular core (left or right direction).
  • core, and the second dielectric 120 and the conductor portion 130 may have a rectangular cladding shape surrounding the first dielectric 110.
  • the central axis of the dielectric part (more specifically, the central axis of the first dielectric material 110 and the central axis of the second dielectric material 120) and the central axis of the conductor part 130 are Can match each other.
  • At least two waveguides 100 may be combined in a predetermined arrangement to form a bundle, and each of the two or more waveguides 100 included in the bundle may be signaled through different signal transmission channels. It can perform the function of transmitting.
  • the internal configuration or shape of the waveguide 100 according to the present invention is not necessarily limited to those listed above, it will be apparent that it can be changed as much as possible within the scope to achieve the object of the present invention.
  • microstrip-waveguide transition 200 performing important functions for the implementation of the present invention and the function of each component will be described.
  • a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal includes a feeding part for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through a waveguide, and a feeding part and a predetermined portion. It may include a ground (ground) formed at intervals of.
  • the feeding part and the ground part according to the first embodiment of the present invention may have a wire shape.
  • the feeding part and the ground part according to the first embodiment of the present invention may have a plate shape.
  • the shape of the feeding portion and the ground portion according to the first embodiment of the present invention is not necessarily limited to the above-described, it will be appreciated that it can be changed as much as possible within the range that can achieve the object of the present invention.
  • the microstrip and the waveguide may be coupled in parallel with each other along the length direction of the waveguide.
  • the microstrip and the waveguide according to the first embodiment of the present invention may be coupled in parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide, thereby increasing signal transmission efficiency.
  • the microstrip and the waveguide according to the first embodiment of the present invention have a predetermined angle (for example, an angle included in a range of 0 degrees to 45 degrees based on axes parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide). Etc.), which can be coupled side by side in a folded state, thereby satisfying the characteristics of the microstrip or waveguide or the physical constraints required for the microstrip-waveguide transition.
  • the distance in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide between the feeding portion and the ground portion may be farther away from the waveguide.
  • the distance in the width direction of the waveguide between the feeding portion and the ground portion may be farther away from the waveguide.
  • electromagnetic waves which form an electric field in a direction parallel to or close to parallel to the width direction of the waveguide can be radiated.
  • the cross section of the waveguide may have a longer shape in the height direction of the waveguide than in the width direction of the waveguide, and the shape may be parallel or close to parallel to the width direction of the waveguide. It may be suitable for the case where electromagnetic waves that form an electric field of radiation are emitted.
  • 3 to 6 exemplarily show the configuration of a microstrip-waveguide transition according to a first embodiment of the present invention.
  • the microstrip-waveguide transition 200 may further include a substrate 210 and an electromagnetic wave signal on the substrate 210.
  • a feeding unit 220 may be formed to supply the ground, and a ground unit 230 may be formed below the substrate 210.
  • the microstrip and the waveguide 100 may be coupled in parallel with each other along the longitudinal direction of the waveguide 100.
  • the substrate 210 may be made of a dielectric.
  • the feeding unit 220 and the ground unit 230 may be made of an electrically conductive material.
  • the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention is formed through at least a portion of the substrate along the thickness direction of the substrate 210 and is fed to the feeding portion.
  • the via array unit 240 may further include a via array unit 240 including at least one via arranged along the length direction of the 220 or the ground unit 220.
  • the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention comprises an upper layer (ie, FIG. 4) of the substrate 210 with the substrate 210 therebetween.
  • the AA 'layer and the lower layer may have a two-layer structure in which the feeding part 220 and the ground part 230 correspond to each other.
  • the feeding part 220 and the ground part 230 are the waveguide 100 between each other.
  • the distance in the width direction of the closer to the waveguide 100 may have a fin shape that is farther away (aka, fin-line transition structure). Therefore, according to the first embodiment of the present invention, as the input electromagnetic wave signal propagates along the feeding unit 220, impedance matching between the microstrip-waveguide transition 200 and the waveguide 100 can be achieved. More details regarding the transition will be described later with reference to FIG. 5.
  • At least one via included in the via array 240 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention may include a feeding unit 220. And it may be arranged along the longitudinal direction of the ground 230, the via array 240 may serve to lock the electromagnetic wave signal propagated through the feeding unit 220 does not escape to the outside.
  • the feeding unit 220 in the X 1 -X 1 ′ portion, which is a part relatively far from the waveguide 100 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention, the feeding unit 220 ) And the ground portion 230 are disposed in a direction perpendicular to the substrate 210 or in a height direction of the waveguide 100 (that is, in a direction parallel to (or near to) the Y axis of FIG. 5B).
  • the electromagnetic wave signal propagated through the feeding unit 220 may be parallel to (or parallel to) the Y direction of the waveguide 100 or the direction perpendicular to the substrate 210 or the height direction of the waveguide 100.
  • the electric field can be formed.
  • the waveguide 100 may have a fin shape.
  • the electromagnetic wave signal propagated through the feeding unit 220, while the feeding unit 220 and the ground unit 230 slightly away from each other in the width direction of the waveguide 100 May form an electric field in an oblique direction with respect to the substrate 210.
  • the feeding portion 220 and the ground portion 230 are parallel to each other with respect to the substrate 210 or the waveguide.
  • the electromagnetic wave signals propagated through the feeding part 220 are disposed at a distance from each other in a width direction of the 100 (ie, in a direction parallel to (or close to parallel to) the Y axis of FIG. 5B). It is possible to form an electric field in a parallel direction with respect to 210 or in the width direction of the waveguide 100 (ie, a direction parallel to (or near parallel to) the X axis of FIG. 5B).
  • the electromagnetic wave signal input from the chip (not shown) and propagated in the TEM mode along the feeding unit 220 is parallel to the microstrip along the longitudinal direction of the waveguide 100.
  • the radiated electromagnetic wave signal may be transitioned as an electromagnetic wave signal propagated in the TE mode along the waveguide 100.
  • the microstrip in consideration of the efficiency of the electromagnetic wave signal transmission, parallel (or parallel to the width direction of the waveguide 100) It may be desirable to couple with the waveguide 100 having a shape suitable for forming an electric field in the (near) direction.
  • the waveguide 100 coupled with the microstrip has a shape whose cross section is longer in the height direction of the waveguide 100 than the width direction of the waveguide 100.
  • impedances of the fin 220 and the fin 230 having the fin shape are equal to L fin_l . It can be controlled by L fin_w .
  • S sub represents a distance in the longitudinal direction between the microstrip and the waveguide, which is actually a feeding unit 220. Since S) is hardly formed to the end of the substrate 210, S sub may be larger than zero. The portion corresponding to this S sub may serve as another waveguide (ie, a waveguide in the substrate 210) and have a predetermined impedance value. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, impedance matching between the microstrip and the waveguide 100 can be performed by appropriately adjusting S sub .
  • S vias are arranged along the longitudinal direction of the feeding part 220 or the ground part 230. Represents the distance between the array 240 and the feeding unit 220 or the ground unit 230, the S via has a positive value (that is, the via array 240 is the feeding unit 220 or ground portion ( 230 may have a negative value (ie, when the via array 240 is formed inside the feeding portion 220 or the ground portion 230).
  • the resonance frequency generated in the transition may be decreased, and if S via has a negative value, the resonance frequency may be increased.
  • a fan-shaped part surrounded by at least a portion by the feeding part 220 or the ground part 230 (the shape of this part is not necessarily limited to the fan shape, but may be another shape such as a polygon). May refer to a portion in which the electrically conductive material is not formed on the substrate 210 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention.
  • the desired change can be made in the characteristics of the transmission channel. For example, frequency-dependent channel characteristics may appear due to radiation occurring in each portion of the transition structure between the microstrip-waveguide transition 200 and the waveguide 100. By adjusting the shape and size of the fan-shaped part of 6, designers can derive the desired frequency-dependent channel characteristics.
  • FIGS. 3 to 6 have been mainly described, but these are merely illustrative, and the configuration of the microstrip-waveguide transitions according to the first embodiment of the present invention is necessarily shown in FIGS. It is not limited to the bar shown in Figure 6, it will be appreciated that it can be changed as much as possible within the scope to achieve the object of the present invention.
  • a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal may include a feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide 100, A ground portion may be formed at a predetermined distance from the feeding portion, and a via portion may be electrically connected to the feeding portion and the ground portion in the height direction of the waveguide 100.
  • the microstrip and the waveguide 100 may be coupled in parallel to each other along the length direction of the waveguide 100.
  • the microstrip and the waveguide according to the second embodiment of the present invention may be coupled in parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide, thereby increasing signal transmission efficiency.
  • the microstrip and the waveguide according to the second embodiment of the present invention have a predetermined angle (for example, an angle included in a range of 0 degrees to 45 degrees based on axes parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide). Etc.), which can be coupled side by side in a folded state, thereby satisfying the characteristics of the microstrip or waveguide or the physical constraints required for the microstrip-waveguide transition.
  • the electromagnetic wave signal is sequentially propagated along the feeding part, the via part, and the ground part, the electromagnetic wave which forms an electric field parallel to or close to the height direction of the waveguide 100. Can be radiated.
  • the cross section of the waveguide 100 may have a longer shape in the width direction of the waveguide 100 compared to the height direction of the waveguide 100, and such a shape is the waveguide 11 It may be suitable in the case where electromagnetic waves are emitted that form an electric field parallel to or close to the parallel to the height direction.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams exemplarily illustrating a structure of the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams exemplarily illustrating a structure of a microstrip according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the microstrip waveguide transition 300 may include a first substrate 310 and a second substrate disposed below the first substrate 310.
  • the ground part 350 is formed below the substrate 320 and is formed through at least a portion of the first and second substrates 310 and 320 along the height direction of the waveguide 100.
  • the first via portion 360 electrically connecting the intermediate portion 340, and the second substrate 320 along the height direction of the waveguide 100, are formed through the intermediate portion 340 and the ground portion (
  • the second via 370 may be electrically connected to the 350.
  • the microstrip and the waveguide 100 may be coupled in parallel with each other along the longitudinal direction of the waveguide 100.
  • the first substrate 310 and the second substrate 320 may be made of a dielectric.
  • the feeding part 330, the middle part 340 and the ground part 350, the first via 360 and the second via 370 are all made of an electrically conductive material. Can be done.
  • the microstrip-waveguide transition 300 may be formed along the thickness direction of the first substrate 310 and the second substrate 320. And at least one auxiliary via formed through at least a portion of the first substrate 310 and the second substrate 320 and arranged along the length direction of the feeding part 330, the intermediate part 340, and the ground part 350.
  • the via array 380 may further include a portion.
  • the microstrip-waveguide transition 300 may include an upper layer of the first substrate 310 (ie, an AA ′ layer of FIG. 8), Feeding portions may be respectively provided in a layer between the first substrate 310 and the second substrate 320 (ie, the BB ′ layer of FIG. 8) and a lower layer (ie, CC ′ layer of FIG. 8) of the second substrate 320.
  • 330, the middle part 340, and the ground part 350 may be formed in a three-layer structure.
  • the first via 360 part and the second via 370 part of the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention are fed to the feeding part 330.
  • the longitudinal direction of the intermediate portion 340 and the ground portion 350 may be sequentially disposed in a direction closer to the waveguide (aka, double-via-probe transition structure). That is, according to the second embodiment of the present invention, the distance from the waveguide 100 coupled to the microstrip in the direction parallel to the microstrip along the longitudinal direction of the waveguide 100 is the waveguide 100. Distance from the second via 370.
  • the input electromagnetic wave signal is supplied to the feeding unit 320, the first via 360 portion, the middle portion 340, the second via 370 portion and the ground portion 350 Accordingly, as the signal is sequentially propagated, impedance matching between the microstrip and the waveguide 100 may be performed.
  • At least one auxiliary via included in the via array 380 of the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may include a feeding unit 330. ), The middle portion 340 and the ground portion 350 may be arranged along the length direction, and the via array 380 may include the feeding portion 320, the first via 360, the middle portion 340, and the first portion. Electromagnetic wave signals sequentially propagated through the second via 370 and the ground unit 350 may serve to confine the first substrate 310 and the second substrate 320 so as not to escape to the outside.
  • an electromagnetic wave signal input from a chip (not shown) is applied to the first via 360 and the second via.
  • Direction or the height direction of the waveguide 100 (the direction parallel to (or near parallel to) the Y axis of FIG. 9A) can be formed.
  • the electromagnetic wave signal input from the chip (not shown) and propagated in the TEM mode along the feeding unit 330 is provided with respect to the waveguide 100 coupled with the microstrip.
  • the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention is parallel to the height direction of the waveguide 100 when considering the efficiency of electromagnetic wave signal transmission. It may be desirable to couple with a waveguide having a shape suitable for forming an electric field in the (or near parallel) direction.
  • the waveguide 100 coupled with the microstrip has a longer cross-sectional shape in the width direction of the waveguide 100 than the height direction of the waveguide 100. Can have Therefore, the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may be suitable to be applied to an environment in which the thickness condition in the vertical direction is strict.
  • the first via 360 part and the second via (sequentially disposed along the length direction of the feeding part 330, the intermediate part 340, and the ground part 350 ( Electromagnetic wave radiated by the electromagnetic wave signal passing through the portion 370 is divided by the via array 380 portion of the first substrate 310 and the second substrate 320 (that is, another region in the substrates 310 and 320). Propagation through the waveguide) and transition to the waveguide 100.
  • the first substrate 310 and the second substrate 320 partitioned by the via array 380 part.
  • the S via may be the width of the waveguide in the substrates 310 and 320, and as the S via increases, the cutoff frequency may decrease.
  • L via may be the length of the waveguide in the substrates 310 and 320, and by adjusting the L via value appropriately, the microstrip-waveguide It is possible to minimize the reflection of electromagnetic waves that may occur in the impedance discontinuity plane between the transition 300 and the waveguide 100.
  • the length of the probe ie, L probe_top
  • the intermediate portion 340 that extends from the feeding portion 330 is continued.
  • the bandwidth of the transition can be increased by appropriately adjusting the length of the probe (i.e., L probe _mid ) that follows .
  • the distance between the first via 360 portion and the second via 370 portion determines what interference will occur between the electric field of the electromagnetic wave emitted from the first via 360 part and the electric field of the electromagnetic wave emitted from the second via 370 part, so that the wavelength length of the frequency of the electromagnetic signal of interest
  • the bandwidth of the transition can be controlled by adjusting the L mid value accordingly.
  • FIGS. 7 to 10 has been mainly described, but this is merely illustrative, and the configuration of the microstrip-waveguide transition according to the second embodiment of the present invention is necessarily illustrated in FIGS. 7 to 10. It is not limited to the bar shown in Figure 10, it will be appreciated that it can be changed as much as possible within the scope to achieve the object of the present invention.
  • the shape of the waveguide according to the present invention is not necessarily limited to the above-mentioned, It is to be understood that waveguides of various shapes may be used, including the waveguides described in the above section "Configuration of Waveguides" within the scope of the object.
  • Electromagnetic wave signal transmission system
  • a system for transmitting an electromagnetic wave signal using the microstrip waveguide transition according to the first or second embodiment of the present invention may perform the following operation.
  • the electromagnetic wave signal transmission system according to an embodiment of the present invention may be implemented by a known microprocessor.
  • the electromagnetic wave signal transmission system may generate an electromagnetic wave signal to be transmitted through the microstrip-waveguide transitions 200 and 300.
  • the electromagnetic wave signal transmission system propagates the electromagnetic wave signal generated above along the feeding portion of the microstrip-waveguide transitions (200, 300), and the longitudinal direction of the waveguide (100) It is possible to radiate electromagnetic waves which form an electric field parallel or close to parallel to the vertical direction.
  • the microstrip and the waveguide may be coupled in parallel with each other along the length direction of the waveguide.

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Abstract

The present invention relates to a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal. A microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, according to one aspect of the present invention, comprises: a feeding unit for feeding an electromagnetic wave signal to be transmitted through a waveguide; and a ground unit formed at a predetermined distance from the feeding unit, wherein the microstrip and the waveguide are coupled side by side with each other along the longitudinal direction of the waveguide, and the distance in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide between the feeding unit and the ground unit becomes farther while drawing closer toward the waveguide.

Description

전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션Microstrip-waveguide transitions for transmitting electromagnetic signals
본 발명은 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to microstrip-waveguide transitions and methods for transmitting electromagnetic signals.
데이터 트래픽이 급격하게 증가함에 따라, 집적 회로(IC)를 연결하는 입력/출력 버스(I/O bus)의 데이터 송수신 속도도 빠르게 증가하고 있다. 지난 수십 년 동안, 비용 효율성 및 전력 효율성이 우수한 전도체 기반의 인터커넥트(interconnect)(예를 들면, 구리선 등)가 유선 통신 시스템에서 널리 적용되어 왔다. 하지만, 전도체 기반의 인터커넥트는, 전자기 유도에 기한 표피 효과(skin effect)로 인하여, 채널 대역폭(channel bandwidth)에 근본적인 한계를 가지고 있다.As data traffic rapidly increases, data transmission and reception speeds of input / output buses that connect integrated circuits (ICs) are also rapidly increasing. In the last few decades, cost-effective and power-efficient interconnects (eg copper) have been widely applied in wired communication systems. However, conductor based interconnects have a fundamental limitation in channel bandwidth due to skin effects due to electromagnetic induction.
한편, 전도체 기반의 인터커넥트에 대한 대안으로서, 데이터 송수신 속도가 빠른 광(optical) 기반의 인터커넥트가 소개되어 널리 사용되고 있지만, 광 기반의 인터커넥트는 설치 및 유지보수 비용이 매우 크기 때문에 전도체 기반의 인터커넥트를 완벽하게 대체하기 어렵다는 한계가 존재한다.On the other hand, as an alternative to conductor-based interconnects, optical-based interconnects with fast data transmission and reception are introduced and widely used. However, optical-based interconnects are very expensive to install and maintain, thus perfecting conductor-based interconnects. There is a limit that is difficult to replace.
최근에는, 유전체로 이루어진 도파관으로 구성되는 새로운 인터커넥트가 소개된 바 있다. 이러한 새로운 인터커넥트(일명, 이-튜브(E-TUBE))는 금속과 유전체의 장점을 모두 가지고 있는 인터커넥트로서, 비용 및 전력 측면에서의 효율성이 높고 짧은 범위에서 빠른 속도의 데이터 통신을 가능하게 하는 장점을 가지고 있어서, 칩-대-칩(chip-to-chip) 통신에 활용될 수 있는 인터커넥트로서 각광을 받고 있다.Recently, new interconnects consisting of waveguides made of dielectrics have been introduced. This new interconnect (aka E-TUBE) is an interconnect that combines the advantages of both metals and dielectrics, offering high cost and power efficiency and high speed data communication in a short range. It is gaining popularity as an interconnect that can be utilized for chip-to-chip communication.
이에, 본 발명자는, 마이크로스트립(즉, 마이크로스트립 회로)과 도파관이 서로 나란하게 커플링될 수 있도록 하는 새로운 구조의 트랜지션(transition)에 관한 기술을 제안하는 바이다.Accordingly, the present inventors propose a technique for transition of a new structure to enable microstrips (ie, microstrip circuits) and waveguides to be coupled side by side.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.The object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems.
또한, 본 발명은, 도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 및 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부를 포함하고, 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되고, 피딩부와 그라운드부 사이의 도파관의 길이 방향과 수직한 방향으로의 거리는 도파관에 가까울수록 멀어지는 마이크로스트립-도파관 트랜지션을 제공함으로써, 마이크로스트립과 도파관이 서로 나란하게 커플링될 수 있도록 하는 새로운 구조의 트랜지션(transition)을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention includes a feeding part for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, and a ground part formed at a predetermined distance from the feeding part, and the microstrip and the waveguide have a length of the waveguide ( The microstrip and waveguides are coupled to each other along the length direction, and the microstrip-waveguide transitions away from each other by providing a microstrip-waveguide transition in which the distance between the feeding portion and the ground portion in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide is closer to the waveguide. Another object is to provide a transition of a new structure that allows for side-by-side coupling.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.Representative configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
본 발명의 일 태양에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)으로서, 도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 및 상기 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부를 포함하고, 상기 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되고, 상기 피딩부와 상기 그라운드부 사이의 상기 도파관의 길이 방향과 수직한 방향으로의 거리는 상기 도파관에 가까울수록 멀어지는 마이크로스트립-도파관 트랜지션이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, and a feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, and the feeding unit and a predetermined portion. A ground portion formed at intervals, wherein the microstrip and the waveguide are coupled in parallel to each other along a length direction of the waveguide, and the length of the waveguide between the feeding portion and the ground portion A microstrip-waveguide transition is provided where the distance in the direction perpendicular to the direction is closer to the waveguide.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)으로서, 도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 상기 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부, 및 상기 도파관의 높이 방향을 따라 상기 피딩부와 상기 그라운드부를 전기적으로 연결하는 비아(via)부를 포함하고, 상기 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되는 마이크로스트립-도파관 트랜지션이 제공된다.Further, according to another aspect of the present invention, a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, a feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, the feeding unit and the predetermined A ground portion formed at an interval of a portion, and a via portion electrically connecting the feeding portion and the ground portion along a height direction of the waveguide, wherein the microstrip and the waveguide have a length of the waveguide. Microstrip-waveguide transitions are provided that are coupled in parallel to each other along the (length) direction.
또한, 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)으로서, 제1 기판, 상기 제1 기판의 하부에 배치되는 제2 기판, 상기 제1 기판의 상부에 형성되고 도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 형성되는 중간(intermediate)부, 제2 기판의 하부에 형성되는 그라운드(ground)부, 상기 도파관의 높이 방향을 따라 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 적어도 일부를 통하여 형성되고 상기 피딩부 및 상기 중간부를 전기적으로 연결하는 제1 비아(via)부, 및 상기 도파관의 높이 방향을 따라 상기 제2 기판을 통하여 형성되고 상기 중간부 및 상기 그라운드부를 전기적으로 연결하는 제2 비아부를 포함하고, 상기 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되는 마이크로스트립-도파관 트랜지션이 제공된다.Further, according to another aspect of the invention, a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal, a first substrate, a second substrate disposed below the first substrate, the first substrate A feeding part formed on the substrate and supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, an intermediate part formed between the first substrate and the second substrate, and a ground formed under the second substrate a ground portion, a first via portion formed through at least a portion of the first substrate and the second substrate along a height direction of the waveguide, and electrically connecting the feeding portion and the intermediate portion, and the waveguide A second via formed through the second substrate along a height direction of the second via to electrically connect the intermediate part and the ground part; Group waveguide is a microstrip ring is parallel to couple with each other in the longitudinal (length) direction of the waveguide is a waveguide transition is provided.
또한, 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 방법으로서, 전자기파 신호를 생성하는 단계, 및 상기 생성되는 전자기파 신호를 피딩(feeding)부를 따라 전파시킴으로써, 도파관의 길이 방향과 수직한 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되도록 하는 단계를 포함하고, 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되는 방법이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting an electromagnetic wave signal, the method comprising: generating an electromagnetic wave signal, and propagating the generated electromagnetic wave signal along a feeding part, thereby perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide. Radiating electromagnetic waves forming an electric field in a direction parallel to or near parallel to a direction, wherein a microstrip and the waveguide are coupled side by side along the length direction of the waveguide. .
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 마이크로스트립-도파관 트랜지션 및 방법이 더 제공된다.In addition, other microstrip-waveguide transitions and methods are provided for implementing the present invention.
본 발명에 의하면, 마이크로스트립과 도파관이 서로 나란하게 커플링될 수 있도록 하는 새로운 구조의 트랜지션(transition)을 제공할 수 있으므로, 마이크로스트립과 도파관의 공간 효율성을 높이고 실제 사용 환경에서의 적응성도 높일 수 있게 되는 효과가 달성된다.According to the present invention, it is possible to provide a transition of a new structure that allows the microstrip and the waveguide to be coupled side by side, thereby increasing the space efficiency of the microstrip and the waveguide and increasing the adaptability in the actual use environment. Effect is achieved.
또한, 본 발명에 의하면, 도파관의 너비 방향 또는 길이 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파를 다양하게 방사할 수 있는 마이크로스트립-도파관 트랜지션을 제공할 수 있으므로, 다양한 사용 환경과 다양한 형상의 도파관에 대응할 수 있게 되는 효과가 달성된다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a microstrip-waveguide transition capable of variously radiating electromagnetic waves forming an electric field parallel to or close to parallel to the width direction or the length direction of the waveguide. The effect of being able to cope with waveguides of various shapes is achieved.
또한, 본 발명에 의하면, 신호 전송 채널의 대역폭을 넓히고, 채널 손실을 줄일 수 있게 되는 효과가 달성된다.In addition, according to the present invention, the effect of widening the bandwidth of the signal transmission channel and reducing the channel loss is achieved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 2-포트(port) 네트워크로 상호 연결된 칩-대-칩 인터페이스(chip-to-chip interface) 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram conceptually showing a configuration of a chip-to-chip interface device interconnected by a two-port network according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a waveguide according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.3 to 6 exemplarily show the configuration of a microstrip-waveguide transition according to a first embodiment of the present invention.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.7 to 10 are diagrams exemplarily illustrating a configuration of a microstrip-waveguide transition according to a second embodiment of the present invention.
<부호의 설명><Description of the code>
100: 도파관100: waveguide
110: 제1 유전체110: first dielectric
120: 제2 유전체120: second dielectric
130: 전도체부130: conductor part
200: 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션200: microstrip-waveguide transition according to the first embodiment of the present invention
210: 기판210: substrate
220: 피딩부220: feeding part
230: 그라운드부230: ground portion
240: 비아 어레이부240: via array portion
300: 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션300: microstrip-waveguide transition according to a second embodiment of the present invention
310: 제1 기판310: first substrate
320: 제2 기판320: second substrate
330: 피딩부330: feeding part
340: 중간부340: middle part
350: 그라운드부350: ground portion
360: 제1 비아부360: first via
370: 제2 비아부370: second via
380: 비아 어레이부380: via array portion
400a 및 400b: 제1 마이크로스트립 및 제2 마이크로스트립400a and 400b: first microstrip and second microstrip
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.
칩-대-칩 인터페이스 장치의 구성Configuration of Chip-to-Chip Interface Devices
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 2-포트(port) 네트워크로 상호 연결된 칩-대-칩 인터페이스(chip-to-chip interface) 장치의 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram conceptually showing a configuration of a chip-to-chip interface device interconnected by a two-port network according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 칩-대-칩 인터페이스 장치에는, 물리적으로 분리되어 있는 두 보드(미도시됨)에 각각 존재하거나 하나의 보드(미도시됨)에 존재하는 두 칩(미도시됨) 사이의 전자기파 신호 전송(예를 들면, 데이터 통신 등)을 위한 상호 연결(즉, 인터커넥트) 수단인 도파관(100) 및 위의 두 칩으로부터의 신호를 도파관(100)으로 전달하거나 도파관(100)으로부터의 신호를 위의 두 칩으로 전달하는 수단인 마이크로스트립(400a, 400b)이 포함될 수 있다. 본 발명에서 말하는 칩(chip)은, 트랜지스터와 같은 반도체 등이 여러 개 모여 구성되는 전통적인 의미의 전자 회로 부품을 의미할 뿐만 아니라, 서로 간에 전자기파 신호를 주고 받을 수 있을 수 있는 모든 유형의 구성요소 또는 소자(素子, element)를 포괄하는 최광의의 개념으로서 이해되어야 한다.Referring to FIG. 1, in a chip-to-chip interface device according to an embodiment of the present invention, each of two physically separated boards (not shown) or one board (not shown) may be present. Waveguide 100, which is an interconnection (i.e. interconnect) means for transmitting electromagnetic signals (e.g., data communication, etc.) between two chips (not shown) and signals from the two chips above to waveguide 100 Microstrips 400a and 400b may be included as a means of transmitting or transmitting signals from the waveguide 100 to the above two chips. In the present invention, a chip means not only an electronic circuit component having a conventional meaning, which is composed of a plurality of semiconductors such as transistors, but also any type of component or component capable of transmitting and receiving electromagnetic signals to each other. It should be understood as the broadest concept encompassing elements.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 칩으로부터 발생되는 신호는, 제1 마이크로스트립(400a)의 프로브(probe)를 따라 전파(propagate)될 수 있고, 제1 마이크로스트립(400a)과 도파관(100) 사이의 임피던스 불연속면에서 트랜지션(transition)됨에 따라 도파관(100)을 통하여 제2 칩에 대하여 전송될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the signal generated from the first chip may be propagated along the probe of the first microstrip 400a, and the first microstrip 400a and the waveguide ( As it is transitioned in the impedance discontinuity plane between 100, it may be transmitted to the second chip through the waveguide 100.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도파관(100)을 통하여 전송된 신호는 도파관(100)과 제2 마이크로스트립(400b) 사이의 임피던스 불연속면에서 트랜지션됨에 따라 제2 마이크로스트립(400b)을 통하여 제2 칩으로 전송될 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the signal transmitted through the waveguide 100 is transitioned in the impedance discontinuity plane between the waveguide 100 and the second microstrip 400b through the second microstrip 400b. May be transmitted to the second chip.
도파관의 구성Waveguide Configuration
이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 도파관(100)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the internal configuration of the waveguide 100 performing important functions for the implementation of the present invention and the function of each component will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a waveguide according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관(100)은, 유전율이 서로 다른 둘 이상의 유전체(110, 120)를 포함하는 유전체부와 위의 유전체부의 적어도 일부를 둘러싸는 전도체부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the waveguide 100 according to an embodiment of the present invention may include a dielectric part including two or more dielectrics 110 and 120 having different dielectric constants and a conductor part surrounding at least a portion of the dielectric part. 130).
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부에 포함되는 둘 이상의 유전체에는 제1 유전체(dielectric)(110) 및 제2 유전체(120)가 포함될 수 있고, 제2 유전체(120)는 제1 유전체(110)의 적어도 일부를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 유전체(120)는 제1 유전체(110)를 전부 둘러싸거나 제1 유전체(120)를 부분적으로 둘러쌀 수 있다.Specifically, according to an embodiment of the present invention, two or more dielectrics included in the dielectric portion may include a first dielectric 110 and a second dielectric 120, and the second dielectric 120 may be formed of a second dielectric 120. 1 may have a shape surrounding at least a portion of the dielectric (110). For example, the second dielectric 120 may completely surround the first dielectric 110 or partially surround the first dielectric 120.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 유전체(110)의 유전율(permittivity)은 제2 유전체(120)의 유전율보다 크거나 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전율이 서로 다른 제1 유전체(110) 및 제2 유전체(120)를 사용함으로써, 도파관(100)을 통한 신호 전송 채널에서 주파수의 변화에 따라 나타나는 그룹 딜레이의 변화 정도를 획기적으로 줄일 수 있게 된다.Here, according to an embodiment of the present invention, the permittivity of the first dielectric 110 may be larger or smaller than that of the second dielectric 120. More specifically, according to an embodiment of the present invention, by using the first dielectric material 110 and the second dielectric material 120 having different dielectric constants, they appear as a change in frequency in the signal transmission channel through the waveguide 100. The amount of change in group delay can be greatly reduced.
예를 들면, 제1 유전체(110)는 유전 상수(dielectric constant)가 약 2.0인 테프론(teflon)으로 이루어질 수 있고, 제2 유전체(120)는 유전 상수가 약 1.2인 폴리에틸렌(polyethylene)으로 이루어질 수 있다. 또한, 다른 예를 들면, 제1 유전체(110)는 유전 상수가 약 1.0인 공기로 이루어질 수 있고, 제2 유전체(120)는 유전 상수가 약 2.0인 테프론으로 이루어질 수 있다. 반대로, 제1 유전체(110)는 테프론으로 이루어지고, 제2 유전체(120)는 공기로 이루어질 수도 있다.For example, the first dielectric 110 may be made of teflon having a dielectric constant of about 2.0, and the second dielectric 120 may be made of polyethylene having a dielectric constant of about 1.2. have. In another example, the first dielectric 110 may be made of air having a dielectric constant of about 1.0, and the second dielectric 120 may be made of Teflon having a dielectric constant of about 2.0. In contrast, the first dielectric 110 may be made of Teflon, and the second dielectric 120 may be made of air.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도파관(100)을 통하여 전송되는 신호(즉, 전자기파)는, 유전율이 서로 다른 제1 유전체(110)와 제2 유전체(120) 사이의 경계(boundary)를 따라 가이드되거나 제1 유전체(110) 또는 제2 유전체(120)와 전도체부(130) 사이의 경계를 따라 가이드될(guided) 수 있다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, the signal transmitted through the waveguide 100 (ie, electromagnetic wave) is a boundary between the first dielectric material 110 and the second dielectric material 120 having different dielectric constants. Or guided along a boundary between the first dielectric 110 or the second dielectric 120 and the conductor portion 130.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전도체부(130)는 전기 전도성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전도체부(130)는, 전통적으로 널리 사용되는 구리(Cu)와 같은 금속성 물질로 이루어지거나 그래핀(graphene)과 같은 비금속성 물질로 이루어질 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the conductor portion 130 may be made of a material having electrical conductivity. For example, the conductor part 130 according to an embodiment of the present invention may be made of a metallic material, such as copper (Cu), or a non-metallic material, such as graphene, which is traditionally widely used.
먼저, 도 2의 (a)를 참조하면, 도파관(100)을 그 길이 방향에 수직한 방향으로 자른 단면에서 보았을 때, 제1 유전체(110)는 원형의 코어(core)의 형상을 가질 수 있고, 제2 유전체(120) 및 전도체부(130)는 환형의 클래딩(cladding)의 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부의 중심축(보다 구체적으로는, 제1 유전체(110)의 중심축 및 제2 유전체(120)의 중심축)과 전도체부(130)의 중심축은 서로 일치할 수 있다.First, referring to FIG. 2A, when the waveguide 100 is viewed from a cross section cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction, the first dielectric 110 may have a circular core shape. The second dielectric 120 and the conductor portion 130 may have an annular cladding shape. In addition, according to an embodiment of the present invention, the central axis of the dielectric part (more specifically, the central axis of the first dielectric material 110 and the central axis of the second dielectric material 120) and the central axis of the conductor part 130 are Can match each other.
다음으로, 도 2의 (b)를 참조하면, 도파관(100)을 그 길이 방향에 수직한 방향으로 자른 단면에서 보았을 때, 제1 유전체(110)는 좌우 방향 또는 상하 방향으로 긴 직사각형의 코어(core)의 형상을 가질 수 있고, 제2 유전체(120) 및 전도체부(130)는 제1 유전체(110)를 둘러싸는 직사각형의 클래딩(cladding)의 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유전체부의 중심축(보다 구체적으로는, 제1 유전체(110)의 중심축 및 제2 유전체(120)의 중심축)과 전도체부(130)의 중심축은 서로 일치할 수 있다.Next, referring to FIG. 2B, when the waveguide 100 is viewed from a cross section cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction, the first dielectric 110 has a long rectangular core (left or right direction). core, and the second dielectric 120 and the conductor portion 130 may have a rectangular cladding shape surrounding the first dielectric 110. In addition, according to an embodiment of the present invention, the central axis of the dielectric part (more specifically, the central axis of the first dielectric material 110 and the central axis of the second dielectric material 120) and the central axis of the conductor part 130 are Can match each other.
한편, 도면에 의하여 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 둘 이상의 도파관(100)(즉, 둘 이상의 도파관(100) 각각이 제1 유전체(110), 제2 유전체(120) 및 전도체부(130)를 포함함)이 둘 이상이 소정의 배열을 이룬 상태로 결합되어 다발을 형성할 수 있으며, 이러한 다발에 포함되는 둘 이상의 도파관(100) 각각은 서로 다른 신호 전송 채널을 통하여 신호를 전송하는 기능을 수행할 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, in accordance with one embodiment of the present invention, at least two waveguides 100 (that is, each of the at least two waveguides 100 is a first dielectric 110, a second dielectric 120 and Two or more waveguides (including the conductor portion 130) may be combined in a predetermined arrangement to form a bundle, and each of the two or more waveguides 100 included in the bundle may be signaled through different signal transmission channels. It can perform the function of transmitting.
다만, 본 발명에 따른 도파관(100)의 내부 구성 또는 형상이 반드시 상기 열거된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.However, the internal configuration or shape of the waveguide 100 according to the present invention is not necessarily limited to those listed above, it will be apparent that it can be changed as much as possible within the scope to achieve the object of the present invention.
마이크로스트립-도파관 트랜지션의 구성Microstrip-waveguide transition configuration
이하에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the internal structure of the microstrip-waveguide transition 200 performing important functions for the implementation of the present invention and the function of each component will be described.
제1 실시예First embodiment
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)은, 도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 및 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피딩부 및 그라운드부는 와이어의 형상을 가질 수 있다. 다른 예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피딩부 및 그라운드부는 판상의 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피딩부 및 그라운드부의 형상이 반드시 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.According to a first embodiment of the present invention, a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal includes a feeding part for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through a waveguide, and a feeding part and a predetermined portion. It may include a ground (ground) formed at intervals of. For example, the feeding part and the ground part according to the first embodiment of the present invention may have a wire shape. For another example, the feeding part and the ground part according to the first embodiment of the present invention may have a plate shape. However, the shape of the feeding portion and the ground portion according to the first embodiment of the present invention is not necessarily limited to the above-described, it will be appreciated that it can be changed as much as possible within the range that can achieve the object of the present invention.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이 방향을 따라 서로 평행하게 커플링될 수 있으며, 이로써 신호 전송 효율을 높일 수 있다. 다른 예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이 방향을 따라 서로 평행한 축을 기준으로 하여 소정의 각도(예를 들면, 0도 내지 45도의 범위에 포함되는 각도 등)를 두고 꺾인 상태로 나란하게 커플링될 수 있으며, 이로써 마이크로스트립 또는 도파관의 특성을 만족시키거나 마이크로스트립-도파관 트랜지션에게 요구되는 물리적인 제약 조건(requirement)을 만족시킬 수 있다.Here, according to the first embodiment of the present invention, the microstrip and the waveguide may be coupled in parallel with each other along the length direction of the waveguide. For example, the microstrip and the waveguide according to the first embodiment of the present invention may be coupled in parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide, thereby increasing signal transmission efficiency. For another example, the microstrip and the waveguide according to the first embodiment of the present invention have a predetermined angle (for example, an angle included in a range of 0 degrees to 45 degrees based on axes parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide). Etc.), which can be coupled side by side in a folded state, thereby satisfying the characteristics of the microstrip or waveguide or the physical constraints required for the microstrip-waveguide transition.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 피딩부와 그라운드부 사이의 도파관의 길이 방향과 수직한 방향으로의 거리는 도파관에 가까울수록 멀어질 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 피딩부와 그라운드부 사이의 도파관의 너비(width) 방향으로의 거리는 도파관에 가까울수록 멀어질 수 있다.Further, according to the first embodiment of the present invention, the distance in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide between the feeding portion and the ground portion may be farther away from the waveguide. Specifically, according to the first embodiment of the present invention, the distance in the width direction of the waveguide between the feeding portion and the ground portion may be farther away from the waveguide.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 전자기파 신호가 피딩부를 따라 전파됨에 따라 도파관의 너비 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사될 수 있게 된다.Therefore, according to the first embodiment of the present invention, as the electromagnetic wave signal propagates along the feeding part, electromagnetic waves which form an electric field in a direction parallel to or close to parallel to the width direction of the waveguide can be radiated.
나아가, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도파관의 단면은 도파관의 너비 방향에 비하여 도파관의 높이 방향으로 더 긴 형상을 가질 수 있으며, 이러한 형상은 도파관의 너비 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되는 경우에 적합할 수 있다.Furthermore, according to the first embodiment of the present invention, the cross section of the waveguide may have a longer shape in the height direction of the waveguide than in the width direction of the waveguide, and the shape may be parallel or close to parallel to the width direction of the waveguide. It may be suitable for the case where electromagnetic waves that form an electric field of radiation are emitted.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.3 to 6 exemplarily show the configuration of a microstrip-waveguide transition according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)은, 기판(210)을 더 포함할 수 있고, 기판(210)의 상부에는 전자기파 신호를 공급하는 피딩부(220)가 형성될 수 있고, 기판의(210) 하부에는 그라운드부(230)가 형성될 수 있다.First, referring to FIGS. 3 and 4, the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention may further include a substrate 210 and an electromagnetic wave signal on the substrate 210. A feeding unit 220 may be formed to supply the ground, and a ground unit 230 may be formed below the substrate 210.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 도파관(100)은 도파관(100)의 길이 방향을 따라 서로 나란하게 커플링될 수 있다. 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 기판(210)은 유전체로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 피딩부(220) 및 그라운드부(230)은 전기전도성 물질로 이루어질 수 있다.Here, according to the first embodiment of the present invention, the microstrip and the waveguide 100 may be coupled in parallel with each other along the longitudinal direction of the waveguide 100. Here, according to the first embodiment of the present invention, the substrate 210 may be made of a dielectric. In addition, according to the first embodiment of the present invention, the feeding unit 220 and the ground unit 230 may be made of an electrically conductive material.
계속하여, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)은, 기판(210)의 두께 방향을 따라 기판의 적어도 일부를 통하여 형성되고 피딩부(220) 또는 그라운드부(220)의 길이 방향을 따라 배열되는 적어도 하나의 비아(via)를 포함하는 비아 어레이(array)부(240)를 더 포함할 수 있다.3 and 4, the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention is formed through at least a portion of the substrate along the thickness direction of the substrate 210 and is fed to the feeding portion. The via array unit 240 may further include a via array unit 240 including at least one via arranged along the length direction of the 220 or the ground unit 220.
계속하여, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)은, 기판(210)을 사이에 두고 기판(210)의 상부층(즉, 도 4의 A-A' layer)와 하부층(즉, 도 4의 B-B' layer)에 각각 피딩부(220)와 그라운드부(230)가 서로 대응되어 형성되는 2층 구조로 이루어질 수 있다.3 and 4, the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention comprises an upper layer (ie, FIG. 4) of the substrate 210 with the substrate 210 therebetween. The AA 'layer and the lower layer (that is, the BB' layer of FIG. 4) may have a two-layer structure in which the feeding part 220 and the ground part 230 correspond to each other.
구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)에서, 피딩부(220)와 그라운드부(230)는, 서로 간의 도파관(100)의 너비 방향으로의 거리가 도파관(100)에 가까울수록 멀어지는 지느러미(fin) 형상을 가질 수 있다(일명, fin-line transition 구조). 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 입력 전자기파 신호가 피딩부(220)를 따라 전파됨에 따라 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)과 도파관(100) 사이의 임피던스 매칭이 이루어질 수 있게 된다. 트랜지션에 관한 보다 자세한 내용은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.Specifically, referring to FIGS. 3 and 4, in the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention, the feeding part 220 and the ground part 230 are the waveguide 100 between each other. As the distance in the width direction of the closer to the waveguide 100 may have a fin shape that is farther away (aka, fin-line transition structure). Therefore, according to the first embodiment of the present invention, as the input electromagnetic wave signal propagates along the feeding unit 220, impedance matching between the microstrip-waveguide transition 200 and the waveguide 100 can be achieved. More details regarding the transition will be described later with reference to FIG. 5.
계속하여, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)의 비아 어레이(240)부에 포함되는 적어도 하나의 비아는, 피딩부(220) 및 그라운드부(230)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있으며, 이러한 비아 어레이(240)부는 피딩부(220)를 통하여 전파되는 전자기파 신호가 외부로 빠져 나가지 않게 가둬주는 역할을 수행할 수 있다.3 and 4, at least one via included in the via array 240 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention may include a feeding unit 220. And it may be arranged along the longitudinal direction of the ground 230, the via array 240 may serve to lock the electromagnetic wave signal propagated through the feeding unit 220 does not escape to the outside.
다음으로, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)의 도파관(100)으로부터 상대적으로 먼 부분인 X1-X1' 부분에서는, 피딩부(220)와 그라운드부(230)가 기판(210)에 대하여 수직한 방향 또는 도파관(100)의 높이 방향(즉, 도 5의 (b)의 Y축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향)으로 배치되어 있어서, 피딩부(220)을 통하여 전파되는 전자기파 신호는 기판(210)에 대하여 수직한 방향 또는 도파관(100)의 높이 방향(즉, 도 5의 (b)의 Y축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향)으로 전기장을 형성시킬 수 있다.Next, referring to FIG. 5, in the X 1 -X 1 ′ portion, which is a part relatively far from the waveguide 100 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention, the feeding unit 220 ) And the ground portion 230 are disposed in a direction perpendicular to the substrate 210 or in a height direction of the waveguide 100 (that is, in a direction parallel to (or near to) the Y axis of FIG. 5B). The electromagnetic wave signal propagated through the feeding unit 220 may be parallel to (or parallel to) the Y direction of the waveguide 100 or the direction perpendicular to the substrate 210 or the height direction of the waveguide 100. Direction), the electric field can be formed.
계속하여, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)의 피딩부(210)과 그라운드부(220)은 지느러미 형상을 가지므로, 도파관(100)으로부터 상대적으로 가까운 부분인 X2-X2' 부분에서는, 피딩부(220)와 그라운드부(230)기 서로 도파관(100)의 너비 방향으로 약간 멀어지면서, 피딩부(220)를 통하여 전파되는 전자기파 신호는 기판(210)에 대하여 비스듬한 방향의 전기장을 형성시킬 수 있다.5, since the feeding part 210 and the ground part 220 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention have a fin shape, the waveguide 100 may have a fin shape. In the relatively close portion X 2 -X 2 ', the electromagnetic wave signal propagated through the feeding unit 220, while the feeding unit 220 and the ground unit 230 slightly away from each other in the width direction of the waveguide 100 May form an electric field in an oblique direction with respect to the substrate 210.
나아가, 도 5를 참조하면, 도파관(100)으로부터 가장 가까운 부분인 X3-X3' 부분에서는, 피딩부(220)와 그라운드부(230)가 서로 기판(210)에 대하여 평행한 방향 또는 도파관(100)의 너비 방향(즉, 도 5의 (b)의 Y축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향)으로 멀리 떨어져 배치되어 있어서, 피딩부(220)을 통하여 전파되는 전자기파 신호가 기판(210)에 대하여 평행한 방향 또는 도파관(100)의 너비 방향(즉, 도 5의 (b)의 X축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향)의 전기장을 형성시킬 수 있게 된다.Further, referring to FIG. 5, in the portion X 3 -X 3 ′, which is the closest portion to the waveguide 100, the feeding portion 220 and the ground portion 230 are parallel to each other with respect to the substrate 210 or the waveguide. The electromagnetic wave signals propagated through the feeding part 220 are disposed at a distance from each other in a width direction of the 100 (ie, in a direction parallel to (or close to parallel to) the Y axis of FIG. 5B). It is possible to form an electric field in a parallel direction with respect to 210 or in the width direction of the waveguide 100 (ie, a direction parallel to (or near parallel to) the X axis of FIG. 5B).
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 칩(미도시됨)으로부터 입력되어 피딩부(220)을 따라 TEM 모드로 전파되는 전자기파 신호는, 도파관(100)의 길이 방향을 따라 마이크로스트립과 나란하게 커플링되는 도파관(100)에 대하여 도파관(100)의 너비 방향(즉, 도 5의 (b)의 X축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향)으로 분극되어(polarized) 방사될 수 있고, 이렇게 방사된 전자기파 신호는 도파관(100)을 따라 TE 모드로 전파되는 전자기파 신호로서 트랜지션될 수 있다.That is, according to the first embodiment of the present invention, the electromagnetic wave signal input from the chip (not shown) and propagated in the TEM mode along the feeding unit 220 is parallel to the microstrip along the longitudinal direction of the waveguide 100. Can be polarized and radiated in the width direction of the waveguide 100 (ie, in a direction parallel to (or close to parallel to) the X axis of FIG. 5B) with respect to the waveguide 100 coupled thereto. The radiated electromagnetic wave signal may be transitioned as an electromagnetic wave signal propagated in the TE mode along the waveguide 100.
한편, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 마이크로스트립은, 전자기파 신호 전달의 효율성을 고려할 때, 도파관(100)의 너비 방향과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향의 전기장이 형성되는 것에 적합한 형상을 가지는 도파관(100)과 커플링되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 커플링되는 도파관(100)은, 그 단면이 도파관(100)의 너비 방향에 비하여 도파관(100)의 높이 방향으로 더 긴 형상을 가질 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 5 (c), according to the first embodiment of the present invention, the microstrip, in consideration of the efficiency of the electromagnetic wave signal transmission, parallel (or parallel to the width direction of the waveguide 100) It may be desirable to couple with the waveguide 100 having a shape suitable for forming an electric field in the (near) direction. For example, according to the first embodiment of the present invention, the waveguide 100 coupled with the microstrip has a shape whose cross section is longer in the height direction of the waveguide 100 than the width direction of the waveguide 100. Can have
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 지느러미 형상을 갖는 피딩부(220)와 그라운드부(230)를 이용하여 점진적인(gradual) 임피던스 매칭이 가능하게 된다.Meanwhile, according to the first embodiment of the present invention, gradual impedance matching is possible by using the fin 220 and the fin 230 having a fin shape.
구체적으로, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)에서, 지느러미 형상을 갖는 피딩부(220) 및 그라운드부(230) 부분의 임피던스는 Lfin_l 과 Lfin_w 에 의하여 조절될 수 있다.Specifically, referring to FIG. 6, in the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention, impedances of the fin 220 and the fin 230 having the fin shape are equal to L fin_l . It can be controlled by L fin_w .
계속하여, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)에서, Ssub 는 마이크로스트립과 도파관 사이의 길이 방향으로의 거리를 나타내는데, 현실적으로 피딩부(220)가 기판(210)의 끝부분까지 형성되기 어렵기 때문에 Ssub 은 0보다 클 수 밖에 없다. 이 Ssub 에 해당하는 부분은 또 하나의 도파관(즉, 기판(210) 내 도파관)으로서 작용할 수 있으며 소정의 임피던스 값을 갖게 된다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, Ssub 을 적절히 조절함으로써 마이크로스트립과 도파관(100) 사이의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.6, in the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention, S sub represents a distance in the longitudinal direction between the microstrip and the waveguide, which is actually a feeding unit 220. Since S) is hardly formed to the end of the substrate 210, S sub may be larger than zero. The portion corresponding to this S sub may serve as another waveguide (ie, a waveguide in the substrate 210) and have a predetermined impedance value. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, impedance matching between the microstrip and the waveguide 100 can be performed by appropriately adjusting S sub .
계속하여, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)에서, Svia 는 피딩부(220) 또는 그라운드부(230)의 길이 방향을 따라 배열되는 비아 어레이(240)와 피딩부(220) 또는 그라운드부(230) 사이의 거리를 나타내는데, 이 Svia 는 양의 값을 가지거나(즉, 비아 어레이(240)부가 피딩부(220) 또는 그라운드부(230)의 바깥쪽에 형성되는 경우) 음의 값을 가질 수 있다(즉, 비아 어레이(240)부가 피딩부(220) 또는 그라운드부(230)의 안쪽에 형성되는 경우). 여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, Svia 가 양의 값을 가지면 트랜지션에서 발생하는 공진 주파수(resonance frequency)가 작아질 수 있고 Svia 가 음의 값을 가지면 공진 주파수가 커질 수 있다.6, in the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention, S vias are arranged along the longitudinal direction of the feeding part 220 or the ground part 230. Represents the distance between the array 240 and the feeding unit 220 or the ground unit 230, the S via has a positive value (that is, the via array 240 is the feeding unit 220 or ground portion ( 230 may have a negative value (ie, when the via array 240 is formed inside the feeding portion 220 or the ground portion 230). Here, according to the first embodiment of the present invention, if S via has a positive value, the resonance frequency generated in the transition may be decreased, and if S via has a negative value, the resonance frequency may be increased.
계속하여, 도 6을 참조하면, 피딩부(220) 또는 그라운드부(230)에 의하여 적어도 일부가 둘러싸인 부채꼴 모양의 부분(이 부분의 모양이 반드시 부채꼴에 한정되는 것은 아니며, 다각형 등의 다른 모양일 수도 있음)은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)의 기판(210) 상에서 전기전도성 물질이 형성되지 않은 부분을 나타내는데, 이 부분의 호의 길이를 적절히 조절함으로써 전자기파 신호 전송 채널의 특성에 원하는 변화를 줄 수 있다. 예를 들면, 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200)와 도파관(100) 사이의 트랜지션 구조의 각 부분에서 발생하는 방사(radiation)로 인해 주파수-의존적인(frequency-dependent) 채널 특성이 나타날 수 있는데, 도 6의 부채꼴 모양의 부분의 모양 및 크기를 조절하여 설계자가 원하는 주파수-의존적인 채널 특성을 도출할 수 있다.6, a fan-shaped part surrounded by at least a portion by the feeding part 220 or the ground part 230 (the shape of this part is not necessarily limited to the fan shape, but may be another shape such as a polygon). May refer to a portion in which the electrically conductive material is not formed on the substrate 210 of the microstrip-waveguide transition 200 according to the first embodiment of the present invention. The desired change can be made in the characteristics of the transmission channel. For example, frequency-dependent channel characteristics may appear due to radiation occurring in each portion of the transition structure between the microstrip-waveguide transition 200 and the waveguide 100. By adjusting the shape and size of the fan-shaped part of 6, designers can derive the desired frequency-dependent channel characteristics.
이상에서, 도 3 내지 도 6에 도시된 마이크로스트립-도파관 트랜지션에 대하여 주로 설명하였지만, 이는 어디까지나 예시적인 것으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션의 구성이 반드시 도 3 내지 도 6에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.In the above, the microstrip-waveguide transitions shown in FIGS. 3 to 6 have been mainly described, but these are merely illustrative, and the configuration of the microstrip-waveguide transitions according to the first embodiment of the present invention is necessarily shown in FIGS. It is not limited to the bar shown in Figure 6, it will be appreciated that it can be changed as much as possible within the scope to achieve the object of the present invention.
제2 실시예Second embodiment
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)은, 도파관(100)을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부, 및 도파관(100)의 높이 방향을 따라 피딩부와 그라운드부를 전기적으로 연결하는 비아(via)부를 포함할 수 있다.Meanwhile, according to the second embodiment of the present invention, a microstrip-waveguide transition for transmitting an electromagnetic wave signal may include a feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide 100, A ground portion may be formed at a predetermined distance from the feeding portion, and a via portion may be electrically connected to the feeding portion and the ground portion in the height direction of the waveguide 100.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 도파관(100)은 도파관(100)의 길이(length) 방향을 따라 서로 평행하게 커플링될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이 방향을 따라 서로 평행하게 커플링될 수 있으며, 이로써 신호 전송 효율을 높일 수 있다. 다른 예를 들면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이 방향을 따라 서로 평행한 축을 기준으로 하여 소정의 각도(예를 들면, 0도 내지 45도의 범위에 포함되는 각도 등)를 두고 꺾인 상태로 나란하게 커플링될 수 있으며, 이로써 마이크로스트립 또는 도파관의 특성을 만족시키거나 마이크로스트립-도파관 트랜지션에게 요구되는 물리적인 제약 조건(requirement)을 만족시킬 수 있다.Here, according to the second embodiment of the present invention, the microstrip and the waveguide 100 may be coupled in parallel to each other along the length direction of the waveguide 100. For example, the microstrip and the waveguide according to the second embodiment of the present invention may be coupled in parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide, thereby increasing signal transmission efficiency. For another example, the microstrip and the waveguide according to the second embodiment of the present invention have a predetermined angle (for example, an angle included in a range of 0 degrees to 45 degrees based on axes parallel to each other along the longitudinal direction of the waveguide). Etc.), which can be coupled side by side in a folded state, thereby satisfying the characteristics of the microstrip or waveguide or the physical constraints required for the microstrip-waveguide transition.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 전자기파 신호가 피딩부, 비아부 및 그라운드부를 따라 순차적으로 전파됨에 따라 도파관(100)의 높이 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사될 수 있게 된다.Therefore, according to the second embodiment of the present invention, as the electromagnetic wave signal is sequentially propagated along the feeding part, the via part, and the ground part, the electromagnetic wave which forms an electric field parallel to or close to the height direction of the waveguide 100. Can be radiated.
나아가, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 도파관(100)의 단면은 도파관(100)의 높이 방향에 비하여 도파관(100)의 너비 방향으로 더 긴 형상을 가질 수 있으며, 이러한 형상은 도파관(11)의 높이 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되는 경우에 적합할 수 있다.Furthermore, according to the second embodiment of the present invention, the cross section of the waveguide 100 may have a longer shape in the width direction of the waveguide 100 compared to the height direction of the waveguide 100, and such a shape is the waveguide 11 It may be suitable in the case where electromagnetic waves are emitted that form an electric field parallel to or close to the parallel to the height direction.
한편, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.7 to 10 are diagrams exemplarily illustrating a structure of the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.7 to 10 are diagrams exemplarily illustrating a structure of a microstrip according to a second exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)은, 제1 기판(310), 제1 기판(310)의 하부에 배치되는 제2 기판(320), 제1 기판(310)의 상부에 형성되는 피딩부(330), 제1 기판(310) 및 제2 기판(320) 사이에 형성되는 중간(intermediate)부(340), 제2 기판(320)의 하부에 형성되는 그라운드부(350), 도파관(100)의 높이 방향을 따라 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)의 적어도 일부를 통하여 형성되고 피딩부(330) 및 중간부(340)을 전기적으로 연결하는 제1 비아(via)부(360), 및 도파관(100)의 높이 방향을 따라 제2 기판(320)을 통하여 형성되고 중간부(340) 및 그라운드부(350)을 전기적으로 연결하는 제2 비아(370)부를 포함할 수 있다.First, referring to FIGS. 7 and 8, the microstrip waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may include a first substrate 310 and a second substrate disposed below the first substrate 310. The substrate 320, the feeding part 330 formed on the first substrate 310, the intermediate part 340, and the second formed between the first substrate 310 and the second substrate 320. The ground part 350 is formed below the substrate 320 and is formed through at least a portion of the first and second substrates 310 and 320 along the height direction of the waveguide 100. The first via portion 360 electrically connecting the intermediate portion 340, and the second substrate 320 along the height direction of the waveguide 100, are formed through the intermediate portion 340 and the ground portion ( The second via 370 may be electrically connected to the 350.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 도파관(100)은 도파관(100)의 길이 방향을 따라 서로 나란하게 커플링될 수 있다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)은 유전체로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 피딩부(330), 중간부(340) 및 그라운드부(350)와 제1 비아(360)부 및 제2 비아(370)부는 모두 전기전도성 물질로 이루어질 수 있다.Here, according to the second embodiment of the present invention, the microstrip and the waveguide 100 may be coupled in parallel with each other along the longitudinal direction of the waveguide 100. Here, according to the second embodiment of the present invention, the first substrate 310 and the second substrate 320 may be made of a dielectric. In addition, according to the second embodiment of the present invention, the feeding part 330, the middle part 340 and the ground part 350, the first via 360 and the second via 370 are all made of an electrically conductive material. Can be done.
계속하여, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)는, 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)의 두께 방향을 따라 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)의 적어도 일부를 통하여 형성되고 피딩부(330), 중간부(340) 및 그라운드부(350)의 길이 방향을 따라 배열되는 적어도 하나의 보조 비아를 포함하는 비아 어레이(380)부를 더 포함할 수 있다.7 and 8, the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may be formed along the thickness direction of the first substrate 310 and the second substrate 320. And at least one auxiliary via formed through at least a portion of the first substrate 310 and the second substrate 320 and arranged along the length direction of the feeding part 330, the intermediate part 340, and the ground part 350. The via array 380 may further include a portion.
계속하여, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)는, 제1 기판(310)의 상부층(즉, 도 8의 A-A' layer), 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이의 층(즉, 도 8의 B-B' layer) 및 제2 기판(320)의 하부층(즉, 도 8의 C-C' layer)에 각각 피딩부(330), 중간부(340) 및 그라운드부(350)가 형성되는 3층 구조로 이루어질 수 있다.7 and 8, the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may include an upper layer of the first substrate 310 (ie, an AA ′ layer of FIG. 8), Feeding portions may be respectively provided in a layer between the first substrate 310 and the second substrate 320 (ie, the BB ′ layer of FIG. 8) and a lower layer (ie, CC ′ layer of FIG. 8) of the second substrate 320. 330, the middle part 340, and the ground part 350 may be formed in a three-layer structure.
계속하여, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)의 제1 비아(360)부 및 제2 비아(370)부는 피딩부(330), 중간부(340)과 그라운드부(350)의 길이 방향을 따라 도파관에 가까워지는 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다(일명, double-via-probe transition 구조). 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 도파관(100)의 길이 방향을 따라 마이크로스트립과 나란한 방향으로 커플링되는 도파관(100)으로부터 제1 비아(360)부까지의 거리가 도파관(100)으로부터 제2 비아(370)부까지의 거리보다 멀 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 입력 전자기파 신호가 피딩부(320), 제1 비아(360)부, 중간부(340), 제2 비아(370)부 및 그라운드부(350)를 따라 순차적으로 전파됨에 따라 마이크로스트립과 도파관(100) 사이의 임피던스 매칭이 이루어질 수 있게 된다.7 and 8, the first via 360 part and the second via 370 part of the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention are fed to the feeding part 330. According to the longitudinal direction of the intermediate portion 340 and the ground portion 350 may be sequentially disposed in a direction closer to the waveguide (aka, double-via-probe transition structure). That is, according to the second embodiment of the present invention, the distance from the waveguide 100 coupled to the microstrip in the direction parallel to the microstrip along the longitudinal direction of the waveguide 100 is the waveguide 100. Distance from the second via 370. Therefore, according to the second embodiment of the present invention, the input electromagnetic wave signal is supplied to the feeding unit 320, the first via 360 portion, the middle portion 340, the second via 370 portion and the ground portion 350 Accordingly, as the signal is sequentially propagated, impedance matching between the microstrip and the waveguide 100 may be performed.
계속하여, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)의 비아 어레이(380)부에 포함되는 적어도 하나의 보조 비아는, 피딩부(330), 중간부(340) 및 그라운드부(350)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있으며, 이러한 비아 어레이(380)부는 피딩부(320), 제1 비아(360), 중간부(340), 제2 비아(370) 및 그라운드부(350)를 통하여 순차적으로 전파되는 전자기파 신호가 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)의 외부로 빠져 나가지 않게 가둬주는 역할을 수행할 수 있다.7 and 8, at least one auxiliary via included in the via array 380 of the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may include a feeding unit 330. ), The middle portion 340 and the ground portion 350 may be arranged along the length direction, and the via array 380 may include the feeding portion 320, the first via 360, the middle portion 340, and the first portion. Electromagnetic wave signals sequentially propagated through the second via 370 and the ground unit 350 may serve to confine the first substrate 310 and the second substrate 320 so as not to escape to the outside.
다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)에서, 칩(미도시됨)으로부터 입력되는 전자기파 신호가 제1 비아(360)와 제2 비아(370)를 순차적으로 통과하면서 전파될 수 있는데, 이때 제1 비아(360) 및 제2 비아(370)를 통과하는 전자기파 신호는 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)에 대하여 수직한 방향 또는 도파관(100)의 높이 방향(도 9의 (a)의 Y축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향)의 전기장을 형성시킬 수 있다.Next, referring to FIG. 9, in the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention, an electromagnetic wave signal input from a chip (not shown) is applied to the first via 360 and the second via. Propagating while sequentially passing through 370, wherein an electromagnetic wave signal passing through the first via 360 and the second via 370 is perpendicular to the first substrate 310 and the second substrate 320. Direction or the height direction of the waveguide 100 (the direction parallel to (or near parallel to) the Y axis of FIG. 9A) can be formed.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 칩(미도시됨)으로부터 입력되어 피딩부(330)을 따라 TEM 모드로 전파되는 전자기파 신호는, 마이크로스트립과 커플링되는 도파관(100)에 대하여 도 9의 (b)의 Y축과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향으로 분극되어(polarized) 방사될 수 있고, 이렇게 방사된 전자기파 신호는 도파관(100)을 따라 TE 모드로 전파되는 전자기파 신호로서 트랜지션될 수 있다.That is, according to the second embodiment of the present invention, the electromagnetic wave signal input from the chip (not shown) and propagated in the TEM mode along the feeding unit 330 is provided with respect to the waveguide 100 coupled with the microstrip. Can be polarized and radiated in a direction parallel to (or close to parallel to) the Y axis of (b) of FIG. 9, and the radiated electromagnetic wave signal is a transition as an electromagnetic wave signal propagated in the TE mode along the waveguide 100. Can be.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)는, 전자기파 신호 전달의 효율성을 고려할 때, 도파관(100)의 높이 방향과 평행한(또는 평행에 가까운) 방향의 전기장이 형성되는 것에 적합한 형상을 가지는 도파관과 커플링되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 커플링되는 도파관(100)은, 그 단면이 도파관(100)의 높이 방향에 비하여 도파관(100)의 너비 방향으로 더 긴 형상을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)은 상하 방향의 두께 조건이 엄격한 환경에 적용되기에 적합할 수 있다.As shown in FIG. 9B, the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention is parallel to the height direction of the waveguide 100 when considering the efficiency of electromagnetic wave signal transmission. It may be desirable to couple with a waveguide having a shape suitable for forming an electric field in the (or near parallel) direction. For example, according to the second embodiment of the present invention, the waveguide 100 coupled with the microstrip has a longer cross-sectional shape in the width direction of the waveguide 100 than the height direction of the waveguide 100. Can have Therefore, the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention may be suitable to be applied to an environment in which the thickness condition in the vertical direction is strict.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 피딩부(330), 중간부(340) 및 그라운드부(350)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제1 비아(360)부 및 제2 비아(370)부를 통과하는 전자기파 신호에 의하여 방사되는 전자기파가 제1 기판(310) 및 제2 기판(320)의 비아 어레이(380)부에 의하여 구획되는 영역(즉, 기판(310, 320) 내 또 다른 도파관)을 통해 전파되어 도파관(100)으로 트랜지션될 수 있다.Meanwhile, according to the second embodiment of the present invention, the first via 360 part and the second via (sequentially disposed along the length direction of the feeding part 330, the intermediate part 340, and the ground part 350 ( Electromagnetic wave radiated by the electromagnetic wave signal passing through the portion 370 is divided by the via array 380 portion of the first substrate 310 and the second substrate 320 (that is, another region in the substrates 310 and 320). Propagation through the waveguide) and transition to the waveguide 100.
구체적으로, 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)에서, 비아 어레이(380)부에 의하여 구획되는 제1 기판(310) 및 제2 기판(320) 영역이 도파관으로서의 역할을 수행하기 때문에, Svia 가 기판(310, 320) 내 도파관의 폭이 될 수 있고, Svia 가 커질수록 컷오프 주파수(cutoff frequency)가 감소하게 될 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)에서, Lvia 가 기판(310, 320) 내 도파관의 길이가 될 수 있고, Lvia 값을 적절히 조절함으로써 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)과 도파관(100) 사이의 임피던스 불연속면에서 발생할 수 있는 전자기파 반사(reflection)를 최소화할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 10, in the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention, the first substrate 310 and the second substrate 320 partitioned by the via array 380 part. Since the region serves as a waveguide, the S via may be the width of the waveguide in the substrates 310 and 320, and as the S via increases, the cutoff frequency may decrease. In addition, in the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention, L via may be the length of the waveguide in the substrates 310 and 320, and by adjusting the L via value appropriately, the microstrip-waveguide It is possible to minimize the reflection of electromagnetic waves that may occur in the impedance discontinuity plane between the transition 300 and the waveguide 100.
계속하여, 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)에서, 피딩부(330)로부터 이어지는 프로브의 길이(즉, Lprobe_top)와 중간부(340)로부터 이어지는 프로브의 길이(즉, Lprobe _mid)를 적절하게 조절함으로써 트랜지션의 대역폭을 높일 수 있다.10, in the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention, the length of the probe (ie, L probe_top ) and the intermediate portion 340 that extends from the feeding portion 330 is continued. The bandwidth of the transition can be increased by appropriately adjusting the length of the probe (i.e., L probe _mid ) that follows .
계속하여, 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션(300)에서, 제1 비아(360)부와 제2 비아(370)부 사이의 거리(즉, Lmid)에 의하여 제1 비아(360)부로부터 방사되는 전자기파의 전기장과 제2 비아(370)부로부터 방사되는 전자기파의 전기장 사이에서 어떤 간섭이 발생할지가 결정되므로, 관심 있는 전자기파 신호의 주파수의 파장 길이에 근거하여 Lmid 값을 적절히 조절함으로써 트랜지션의 대역폭을 제어할 수 있다.10, in the microstrip-waveguide transition 300 according to the second embodiment of the present invention, the distance between the first via 360 portion and the second via 370 portion (ie, L). mid ) determines what interference will occur between the electric field of the electromagnetic wave emitted from the first via 360 part and the electric field of the electromagnetic wave emitted from the second via 370 part, so that the wavelength length of the frequency of the electromagnetic signal of interest The bandwidth of the transition can be controlled by adjusting the L mid value accordingly.
이상에서, 도 7 내지 도 10에 도시된 마이크로스트립-도파관 트랜지션에 대하여 주로 설명하였지만, 이는 어디까지나 예시적인 것으로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션의 구성이 반드시 도 7 내지 도 10에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.In the above, the microstrip-waveguide transition shown in FIGS. 7 to 10 has been mainly described, but this is merely illustrative, and the configuration of the microstrip-waveguide transition according to the second embodiment of the present invention is necessarily illustrated in FIGS. 7 to 10. It is not limited to the bar shown in Figure 10, it will be appreciated that it can be changed as much as possible within the scope to achieve the object of the present invention.
이상에서, 본 발명에 따른 마이크로스트립 및 도파관에 포함되는 구성요소에 관한 세부 사양 또는 파라미터에 대하여 구체적으로 설명되었지만, 본 발명에 따른 마이크로스트립 및 도파관의 구성이 반드시 상기 열거된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 또는 효과를 달성할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.In the above, the detailed specifications or parameters related to the components included in the microstrip and waveguide according to the present invention have been described in detail, but the configuration of the microstrip and waveguide according to the present invention is not necessarily limited to those listed above. It is to be understood that any change may be made within the scope capable of achieving the object or effect of the present invention.
특히, 이상에서, 마이크로스트립-도파관 트랜지션에 있어서 단면의 형상이 직사각형인 도파관이 사용되는 경우에 대하여 주로 설명되었지만, 본 발명에 따른 도파관의 형상이 반드시 상기 언급된 바에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 앞서 "도파관의 구성" 부분에서 설명된 도파관을 포함하여 다양한 형상의 도파관이 사용될 수 있음을 밝혀 둔다.In particular, while the above is mainly described for the case where a waveguide having a rectangular cross-sectional shape is used in the microstrip-waveguide transition, the shape of the waveguide according to the present invention is not necessarily limited to the above-mentioned, It is to be understood that waveguides of various shapes may be used, including the waveguides described in the above section "Configuration of Waveguides" within the scope of the object.
전자기파 신호 전송 시스템Electromagnetic wave signal transmission system
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 마이크로스트립-도파관 트랜지션을 이용하여 전자기파 신호를 전송하기 위한 시스템은 다음의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 신호 전송 시스템은 공지의 마이크로프로세서에 의하여 구현될 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, a system for transmitting an electromagnetic wave signal using the microstrip waveguide transition according to the first or second embodiment of the present invention may perform the following operation. For example, the electromagnetic wave signal transmission system according to an embodiment of the present invention may be implemented by a known microprocessor.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자기파 신호 전송 시스템은, 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200, 300)을 통하여 전송될 전자기파 신호를 생성할 수 있다.First, according to an embodiment of the present invention, the electromagnetic wave signal transmission system may generate an electromagnetic wave signal to be transmitted through the microstrip- waveguide transitions 200 and 300.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자기파 신호 전송 시스템은, 위의 생성되는 전자기파 신호를 마이크로스트립-도파관 트랜지션(200, 300)의 피딩부를 따라 전파시킴으로써, 도파관(100)의 길이 방향과 수직한 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되도록 할 수 있다.Next, according to an embodiment of the present invention, the electromagnetic wave signal transmission system propagates the electromagnetic wave signal generated above along the feeding portion of the microstrip-waveguide transitions (200, 300), and the longitudinal direction of the waveguide (100) It is possible to radiate electromagnetic waves which form an electric field parallel or close to parallel to the vertical direction.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로스트립과 도파관은 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링될 수 있다.Here, according to an embodiment of the present invention, the microstrip and the waveguide may be coupled in parallel with each other along the length direction of the waveguide.
한편, 마이크로스트립-도파관 트랜지션에서 이루어지는 전자기파 신호 트랜지션에 관하여는 앞서 "제1 실시예" 및 "제2 실시예" 부분에서 충분히 자세하게 설명되었으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, since the electromagnetic wave signal transition in the microstrip-waveguide transition has been described in detail in the first and second embodiments, detailed description thereof will be omitted.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.Although the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like, but the embodiments and the drawings are provided to assist in a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations can be made from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the appended claims, fall within the scope of the spirit of the present invention. I will say.

Claims (15)

  1. 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)으로서,As a microstrip-waveguide transition for transmitting electromagnetic signals,
    도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부, 및A feeding unit for supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide, and
    상기 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부를 포함하고,A ground part formed at a predetermined distance from the feeding part;
    상기 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되고,The microstrip and the waveguide are coupled in parallel with each other along a length direction of the waveguide,
    상기 피딩부와 상기 그라운드부 사이의 상기 도파관의 길이 방향과 수직한 방향으로의 거리는 상기 도파관에 가까울수록 멀어지는The distance between the feeding portion and the ground portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide is closer to the waveguide.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 피딩부와 상기 그라운드부 사이의 상기 도파관의 너비(width) 방향과 수직한 방향으로의 거리가 상기 도파관에 가까울수록 멀어지고,As the distance between the feeding portion and the ground portion in a direction perpendicular to the width direction of the waveguide is closer to the waveguide,
    전자기파 신호가 상기 피딩부를 따라 전파됨에 따라 상기 도파관의 너비 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되는As an electromagnetic wave signal propagates along the feeding part, electromagnetic waves radiate to form an electric field in a direction parallel to or near parallel to the width direction of the waveguide.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 도파관의 단면이 상기 도파관의 너비 방향에 비하여 상기 도파관의 높이 방향으로 더 긴 형상을 갖는The cross section of the waveguide has a shape longer in the height direction of the waveguide than the width direction of the waveguide.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  4. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    기판을 더 포함하고,Further comprising a substrate,
    상기 피딩부는 상기 기판의 상부에 형성되고, 상기 그라운드부는 상기 기판의 하부에 형성되는The feeding part is formed above the substrate, and the ground part is formed below the substrate.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 기판은 유전체로 이루어지는The substrate is made of a dielectric
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  6. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 기판의 두께 방향을 따라 상기 기판의 적어도 일부를 통하여 형성되고 상기 피딩부 또는 상기 그라운드부의 길이 방향을 따라 배열되는 적어도 하나의 비아(via)를 포함하는 비아 어레이(array)부를 더 포함하는Further comprising a via array portion formed through at least a portion of the substrate along the thickness direction of the substrate and including at least one via arranged in the longitudinal direction of the feeding portion or the ground portion
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  7. 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)으로서,As a microstrip-waveguide transition for transmitting electromagnetic signals,
    도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부,A feeding unit supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through the waveguide,
    상기 피딩부와 소정의 간격으로 두고 형성되는 그라운드(ground)부, 및A ground part formed at a predetermined distance from the feeding part, and
    상기 도파관의 높이 방향을 따라 상기 피딩부와 상기 그라운드부를 전기적으로 연결하는 비아(via)부를 포함하고,A via part electrically connecting the feeding part and the ground part along a height direction of the waveguide;
    상기 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되는The microstrip and the waveguide are coupled in parallel with each other along a length direction of the waveguide.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 전자기파 신호가 상기 피딩부, 상기 비아부 및 상기 그라운드부를 따라 순차적으로 전파됨에 따라 상기 도파관의 높이 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되는As the electromagnetic wave signals are sequentially propagated along the feeding part, the via part, and the ground part, electromagnetic waves radiating an electric field that are parallel to or close to parallel to the height direction of the waveguide are radiated.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  9. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 도파관의 단면이 상기 도파관의 높이 방향에 비하여 상기 도파관의 너비 방향으로 더 긴 형상을 갖는The cross section of the waveguide has a shape longer in the width direction of the waveguide than in the height direction of the waveguide.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  10. 전자기파 신호를 전송하기 위한 마이크로스트립-도파관 트랜지션(microstrip-waveguide transition)으로서,As a microstrip-waveguide transition for transmitting electromagnetic signals,
    제1 기판,First substrate,
    상기 제1 기판의 하부에 배치되는 제2 기판,A second substrate disposed under the first substrate,
    상기 제1 기판의 상부에 형성되고 도파관을 통하여 전송될 전자기파 신호를 공급하는 피딩(feeding)부,A feeding unit formed on an upper portion of the first substrate and supplying an electromagnetic wave signal to be transmitted through a waveguide;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 형성되는 중간(intermediate)부,An intermediate portion formed between the first substrate and the second substrate,
    제2 기판의 하부에 형성되는 그라운드(ground)부,A ground part formed under the second substrate,
    상기 도파관의 높이 방향을 따라 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 적어도 일부를 통하여 형성되고 상기 피딩부 및 상기 중간부를 전기적으로 연결하는 제1 비아(via)부, 및A first via part formed through at least a portion of the first substrate and the second substrate along a height direction of the waveguide and electrically connecting the feeding part and the intermediate part; and
    상기 도파관의 높이 방향을 따라 상기 제2 기판을 통하여 형성되고 상기 중간부 및 상기 그라운드부를 전기적으로 연결하는 제2 비아부를 포함하고,A second via portion formed through the second substrate along a height direction of the waveguide and electrically connecting the intermediate portion and the ground portion,
    상기 마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되는The microstrip and the waveguide are coupled in parallel with each other along a length direction of the waveguide.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 도파관으로부터 상기 제1 비아부까지의 거리가 상기 도파관으로부터 상기 제2 비아부까지의 거리보다 먼The distance from the waveguide to the first via portion is farther than the distance from the waveguide to the second via portion.
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  12. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 전자기파 신호가 상기 피딩부, 상기 제1 비아부, 상기 중간부, 상기 제2 비아부 및 상기 그라운드부를 따라 순차적으로 전파됨에 따라 상기 도파관의 높이 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되는As the electromagnetic wave signal sequentially propagates along the feeding part, the first via part, the middle part, the second via part, and the ground part, an electromagnetic field is formed in a direction parallel to or close to the height direction of the waveguide. Letting electromagnetic waves radiate
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  13. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 유전체로 이루어지는The first substrate and the second substrate are made of a dielectric
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  14. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 두께 방향을 따라 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 적어도 일부를 통하여 형성되고 상기 피딩부, 상기 중간부 및 상기 그라운드부의 길이 방향을 따라 배열되는 적어도 하나의 보조 비아를 포함하는 비아 어레이부를 더 포함하는At least one formed through at least a portion of the first substrate and the second substrate along a thickness direction of the first substrate or the second substrate and arranged along a length direction of the feeding part, the intermediate part, and the ground part. Further comprising a via array portion comprising auxiliary vias
    마이크로스트립-도파관 트랜지션.Microstrip-waveguide transitions.
  15. 전자기파 신호를 전송하기 위한 방법으로서,As a method for transmitting an electromagnetic wave signal,
    전자기파 신호를 생성하는 단계, 및Generating an electromagnetic wave signal, and
    상기 생성되는 전자기파 신호를 피딩(feeding)부를 따라 전파시킴으로써, 도파관의 길이 방향과 수직한 방향에 대하여 평행하거나 평행에 가까운 방향의 전기장을 형성시키는 전자기파가 방사되도록 하는 단계를 포함하고,Propagating the generated electromagnetic wave signal along a feeding part, thereby radiating electromagnetic waves that form an electric field in a direction parallel to or near parallel to a direction perpendicular to the longitudinal direction of the waveguide,
    마이크로스트립과 상기 도파관은 상기 도파관의 길이(length) 방향을 따라 서로 나란하게 커플링되는The microstrip and the waveguide are coupled in parallel to each other along the length direction of the waveguide.
    방법.Way.
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