KR20250134353A - Waveguide magic tee structure for compactness and weight reduction with microwave transition structure and method for manufacturing the same - Google Patents
Waveguide magic tee structure for compactness and weight reduction with microwave transition structure and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
4개의 포트들로 구성된 전자기파의 도파경로, 및 상기 포트들 중 제3 포트에 결합된 종단기 어셈블리를 포함하는 매직-티 도파관을 공개한다. 상기 종단기 어셈블리는, 상기 도파경로를 통해 상기 제3 포트에 전달되는 TE 모드의 전자기파 또는 TM 모드의 전자기파를 TEM 모드의 전자기파로 천이하는 천이기, 및 상기 천이기에 의해 제공된 상기 TEM 모드의 전자기파를 종단처리하는 종단기를 포함한다.A magic-T waveguide is disclosed, comprising a waveguide path for electromagnetic waves having four ports, and a terminator assembly coupled to a third port of the ports. The terminator assembly comprises a shifter for shifting an electromagnetic wave in TE mode or an electromagnetic wave in TM mode transmitted to the third port through the waveguide path into an electromagnetic wave in TEM mode, and a terminator for terminating the electromagnetic wave in TEM mode provided by the shifter.
Description
본 발명은 전자기파 전송을 위한 4포트 도파관인 매직-티(magic tee)에 관한 것이다.The present invention relates to a magic tee, which is a four-port waveguide for transmitting electromagnetic waves.
도파관(전자기파 도파관)이란 전자기파(wave)를 가두어 유도시켜 전파하는 임의의 구조체로써, 전자기파가 진행 가능하도록 속이 비어 있는 원형 혹은 직사각형 단면의 도체금속관을 지칭한다.A waveguide (electromagnetic waveguide) is any structure that confines and guides electromagnetic waves to propagate them. It refers to a conducting metal tube with a circular or rectangular cross-section that is hollow and allows electromagnetic waves to propagate.
도 1은 직사각형 도파관의 도파경로의 단면을 예시한 것이다.Figure 1 illustrates a cross-section of a waveguide path of a rectangular waveguide.
도 1과 같이 x축 및 y축 상에서 각각 길이 a 및 길이 b를 갖는 직사각형 단면의 구조를 구형(직사각형) 도파관이라고 한다. 이때 전자기파의 진행방향은 z축이다.A structure with a rectangular cross-section having lengths a and b on the x-axis and y-axis, respectively, as shown in Fig. 1, is called a spherical (rectangular) waveguide. In this case, the direction of propagation of electromagnetic waves is the z-axis.
도파관의 신호모드는, 예컨대 마이크로스트립(Microstrip)과 같은 일반적인 전송선로에서의 신호모드와는 다른 특성을 보인다. The signal mode of a waveguide exhibits characteristics different from those of a typical transmission line, such as a microstrip.
일반적인 전송선로는 전자기파의 E-필드와 H-필드가 전자기파의 진행방향에 수직하게 형성된다. 이러한 모드를 TEM 모드라고 한다.In a typical transmission line, the E-field and H-field of electromagnetic waves are formed perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic waves. This mode is called the TEM mode.
그러나, 도파관 내에서 전자기파의 E-필드 또는 H-필드 중 어느 한쪽 필드만 진행방향에 수직이다. However, within the waveguide, only one of the E-fields or H-fields of the electromagnetic wave is perpendicular to the direction of propagation.
즉, 도파관의 구조에 따라 E-필드만 전자기파의 진행방향에 수직하거나, H-필드만 전자기파의 진행방향에 수직이다.That is, depending on the structure of the waveguide, only the E-field is perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic wave, or only the H-field is perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic wave.
E-필드만 전자기파의 진행방향에 수직인 경우를 TE 모드라고 하며, H-필드만 전자기파의 진행방향에 수직인 경우를 TM 모드라고 한다.When only the E-field is perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic wave, it is called TE mode, and when only the H-field is perpendicular to the direction of propagation of the electromagnetic wave, it is called TM mode.
TE, TM 모드는 전자기파의 형태에 따라 TEmn TMmn로 부르며, 여기서 m과 n은 x축과 y축에 분포하는 최대 진폭점의 개수를 나타낸다.The TE and TM modes are called TEmn and TMmn, respectively, depending on the form of the electromagnetic wave, where m and n represent the number of maximum amplitude points distributed along the x-axis and y-axis.
도 2는 도파관 내 TE 모드의 E-필드를 나타낸 것이다. Figure 2 shows the E-field of the TE mode in the waveguide.
도 2에서 TE10 모드의 경우 최대 진폭점이 x축에 1개, TE20 모드의 경우 최대 진폭점이 x축의 2개이다. 구형(직사각형) 도파관에서 일반적으로 TE10 모드를 사용한다.In Fig. 2, for the TE10 mode, there is one maximum amplitude point on the x-axis, and for the TE20 mode, there are two maximum amplitude points on the x-axis. The TE10 mode is generally used in a spherical (rectangular) waveguide.
매직-티(magic tee) 또는 하이브리드-티(hybrid tee)는 E-평면과 H-평면 도파관-티(tee)의 조합인 4포트 도파관-티(tee)이다. 매직-티의 어느 하나의 포트에는 도파관 종단기라는 장치가 구비된다. 그런데 도파관 종단기의 부피는 그 내전력 특성에 비례하여 커진다. 이와 같이 도파관 종단기의 크기가 크기 때문에 도파관 종단기로 인하여 매직-티의 전체적인 부피 및 무게가 커진다는 문제가 있다. A magic tee, or hybrid tee, is a four-port waveguide tee that combines E-plane and H-plane waveguide tees. One port of the magic tee is equipped with a device called a waveguide terminator. However, the volume of the waveguide terminator increases in proportion to its power dissipation characteristics. This large size increases the overall volume and weight of the magic tee.
본 발명에서는 종단기를 포함하는 매직-티의 크기 및 무게를 줄이는 기술을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a technique for reducing the size and weight of a magic tee including a terminal.
<도파관-티>Waveguide-T
도파관-티(waveguide tee)는 도파관 시스템에서 전력을 분배하거나 결합하는 데 사용할 수 있는 3포트 장치이다. 이는 세 개의 도파관 튜브가 영어 알파벳 'T' 형태로 연결될 때 형성되며, 여기서 그 이름이 유래되었다.A waveguide tee is a three-port device that can be used to distribute or combine power in a waveguide system. It is formed when three waveguide tubes are connected in the shape of the English alphabet "T," hence its name.
도파관-티에는 E-평면 도파관-티(E-Plane Waveguide Tee)와 H-평면 도파관-티(H-Plane Waveguide Tee)의 두 가지의 주요 유형이 있다.There are two main types of waveguide tees: E-Plane Waveguide Tee and H-Plane Waveguide Tee.
도 3a는 E-평면 도파관-티의 구조를 나타낸 사시도이다.Figure 3a is a perspective view showing the structure of an E-plane waveguide-Tee.
도 3b는 E-평면 도파관-티에서 제3 포트가 입력 포트인 경우에 있어서 도파관-티 내에서의 E-필드의 방향을 나타낸 것이다.Figure 3b shows the direction of the E-field within the waveguide-Tee when the third port in the E-plane waveguide-Tee is an input port.
도 3c는 E-평면 도파관-티에서 제1 포트가 입력 포트인 경우에 있어서 도파관-티 내에서의 E-필드의 방향을 나타낸 것이다.Figure 3c shows the direction of the E-field within the waveguide-Tee when the first port in the E-plane waveguide-Tee is the input port.
상기 E-평면 도파관-티는 다음과 같은 특징을 갖는다. The above E-plane waveguide-Tee has the following characteristics:
도파관-티는 전력 분배기와 유사한 3포트 장치로, 사이드 아암의 축이 동축의 전기장(Electric Field, E)과 평행한 경우, 이 티(tee)를 E-평면 티 접합(E-Plane Tee Junction)이라고 한다. 이 유형의 티(tee)에서는 입력이 어느 포트에서 주입되었는지에 관계없이 출력은 서로 180° 위상 차이를 갖는다.A waveguide-tee is a three-port device similar to a power splitter. When the axes of the side arms are parallel to the electric field (E) of the coaxial tee, the tee is called an E-plane tee junction. In this type of tee, the outputs are 180° out of phase with each other, regardless of which port the inputs are fed from.
도 3b에 나타낸 것과 같이, 만약 입력 신호가 제3 포트에 주입된다면, 출력은 제1 포트와 제2 포트 사이에서 분할되어 서로 180도 위상 차이를 가지게 된다.As shown in Fig. 3b, if the input signal is injected into the third port, the output is split between the first and second ports and has a phase difference of 180 degrees from each other.
도 3c에 나타낸 것과 같이, 만약 입력 신호가 제1 포트에 주입된다면, 출력은 제2 포트와 제3 포트 사이에서 분할되어 서로 180도 위상 차이를 가지게 된다.As shown in Fig. 3c, if an input signal is injected into the first port, the output is split between the second and third ports, having a phase difference of 180 degrees from each other.
도 4는 H-평면 도파관-티의 구조를 나타낸 사시도이다.Fig. 4 is a perspective view showing the structure of an H-plane waveguide-Tee.
H-평면 도파관-티는 다음과 같은 특징을 갖는다. The H-plane waveguide-Tee has the following characteristics:
도파관-티의 사이드 아암의 축이 제1 포트에서 나오는 자기장(Magnetic Field, H)의 흐름에 평행하고 전기장(Electric Field, E)의 흐름에 수직일 때, 해당 티(tee)는 H-평면 도파관-티라고 지칭될 수 있다. When the axis of the side arm of the waveguide-tee is parallel to the flow of the magnetic field (H) and perpendicular to the flow of the electric field (E) from the first port, the tee may be referred to as an H-plane waveguide-tee.
H-평면 도파관-티는 투웨이(two way) 동위상의 전력 분배기/결합기로 기능한다. 즉, H-평면 도파관-티는 덧셈 적인 특성을 갖는다. 제1 포트 및 제2 포트로 두 개의 입력 신호가 주입되었을 때에, 상기 두 개의 입력 신호들이 동위상이면 제3 포트에서의 출력은 덧셈되며, 입력 신호가 제3 포트로 주입되면 상기 입력 신호는 제1 포트 및 제2 포트에서 동위상인 두 개의 동일한 신호로 분기된다.The H-plane waveguide-Tee functions as a two-way in-phase power divider/combiner. That is, the H-plane waveguide-Tee has additive characteristics. When two input signals are injected into the first and second ports, if the two input signals are in-phase, the output at the third port is additive. When an input signal is injected into the third port, the input signal is split into two identical signals that are in-phase at the first and second ports.
<매직-티>Magic Tea
도 5는 매직-티의 구조 및 그 도파 경로구조를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the structure of Magic-T and its waveguide path structure.
도 5의 (a), (b), (c) 에는 각각 E-평면 도파관-티, H-평면 도파관-티, 그리고 매직-티가 제시되어 있고, 도 5의 (d)에는 참고를 위하여 도 5의 (c) 에 제시한 매직-티의 3차원 디멘젼 방향을 나타낸 것이다. In (a), (b), and (c) of Fig. 5, an E-plane waveguide-T, an H-plane waveguide-T, and a magic-T are presented, respectively, and in (d) of Fig. 5, the three-dimensional dimension direction of the magic-T presented in (c) of Fig. 5 is shown for reference.
매직-티의 구조는 H-평면 도파관-티와 E-평면 도파관-티의 조합으로 구성되며, 이때 4개의 포트가 제공되고 각 포트는 임피던스 정합이 된다.The structure of the Magic-T consists of a combination of an H-plane waveguide-T and an E-plane waveguide-T, with four ports provided and each port being impedance matched.
매직-티는 도파관구조로 구성된 회로로써 신호의 모드 등 기본적인 동작 성질은 도파관의 성질과 동일하다.Magic-T is a circuit composed of a waveguide structure, and its basic operating properties, such as signal modes, are identical to those of a waveguide.
매직-티(하이브리드-티)는 4개의 포트를 구비한다. 이 중, 제1 포트 및 제2 포트는 코-리니어(co-linear) 포트이고, 제3 포트는 차-포트(difference port)이고, 제4 포트는 합-포트(sum port)이다. The Magic-T (Hybrid-T) has four ports. The first and second ports are co-linear ports, the third port is a difference port, and the fourth port is a sum port.
매직-티는 아래의 세 가지 경우 중 어느 하나로 동작할 수 있다. Magic-T can behave in any of the three cases below:
첫 번째 경우에서, 만약 동일크기 및 동일위상을 갖는 두 신호가 제1 포트와 제2 포트로부터 입사된다면, 제3 포트에서는 입사된 신호가 서로 상쇄되어 출력이 발생하지 않고 제4 포트에서는 두 신호의 합이 얻어진다.In the first case, if two signals having the same magnitude and phase are incident from the first and second ports, the incident signals cancel each other out at the third port, so no output is generated, and the sum of the two signals is obtained at the fourth port.
두 번째 경우에서, 만약 신호가 제4 포트를 통해 주입된다면, 해당 신호는 제1 포트와 제2 포트 사이에서 동일하게 분할되고, 상기 제1 포트와 제2 포트의 출력은 상호 동기화된다. 이때 제3 포트에서는 출력이 발생하지 않는다.In the second case, if a signal is injected through the fourth port, the signal is equally divided between the first and second ports, and the outputs of the first and second ports are mutually synchronized. At this time, no output is generated from the third port.
세 번째 경우에서, 만약 신호가 제3 포트를 통해 주입된다면, 제1 포트와 제2 포트에서는 크기가 동일하면서 상반된 위상(신호가 180도 상반되는)의 출력이 나타난다. 이때, 제4 포트의 출력은 출력되지 않는다.In the third case, if a signal is injected through the third port, outputs of the first and second ports are equal in magnitude but with opposite phases (signals are 180 degrees out of phase). In this case, no output is produced from the fourth port.
매직-티는 이상적으로는 손실이 없는 것이 특징이지만, 그중 가장 큰 단점은 임피던스 불일치로 인해 내부에서 반사가 발생하여 어느 정도의 전력 손실이 발생한다는 것이다. 이러한 반사는 임피던스 매칭을 최적화함으로써 최소화될 수 있다.While Magic-T is ideally lossless, its biggest drawback is that impedance mismatch causes internal reflections, resulting in some power loss. These reflections can be minimized by optimizing impedance matching.
매직-티는 마이크로파에서 사용되는 장치로, 신호를 결합하는 결합기 또는 신호를 분배하는 분배기로 사용된다.A magic tee is a device used in microwaves as a combiner to combine signals or as a splitter to distribute signals.
매직-티가 결합기로 사용되는 경우에는, 4개의 포트 모두가 임피던스 정합을 이루며, 제1 포트와 제2 포트는 각각 입력포트로 사용되며, 제3 포트는 차-포트로 사용되고, 제4 포트는 출력-포트 또는 합-포트로 사용된다. 동일위상/동일진폭의 신호가 매직-티의 제1 포트에도 입력되고 제2 포트에 입력되는 경우에는, 제3 포트는 차-포트이므로, 제1 포트 및 제2 포트에서 입력된 신호가 서로 상쇄되어 제3 포트에서는 신호가 출력되지 않는다. 매직-티의 제1 포트에도 신호가 입력되고 제2 포트에도 신호가 입력되는 경우에는, 제4 포트는 합-포트이므로, 제1 포트 및 제2 포트에서 입력된 신호가 합쳐진 신호가 제4 포트에서 출력된다. 이때, 제4 포트는 출력-포트로 사용될 수 있다.When the Magic-T is used as a combiner, all four ports are impedance matched, the first and second ports are used as input ports, the third port is used as a differential port, and the fourth port is used as an output port or a sum port. When signals of the same phase and same amplitude are input to both the first and second ports of the Magic-T, since the third port is a differential port, the signals input to the first and second ports cancel each other out, and no signal is output from the third port. When signals are input to both the first and second ports of the Magic-T, since the fourth port is a sum port, a signal that is the sum of the signals input to the first and second ports is output from the fourth port. In this case, the fourth port can be used as an output port.
매직-티가 분배기로 사용되는 경우에는, 제4 포트를 통하여 신호가 입력될 경우, 입력된 신호는 제1 포트와 제2 포트에 균등하게 분배되어 동일 위상으로 출력되며, 제3 포트로는 신호가 출력되지 않는다. 만일 제3 포트를 통하여 신호가 입력될 경우에는 제1 포트에서 출력되는 신호와 제2 포트에 출력되는 신호의 크기가 서로 동일하고 그 위상은 서로 반대이며, 제4 포트로는 신호가 출력되지 않는다.When the Magic-T is used as a distributor, if a signal is input through the 4th port, the input signal is evenly distributed to the 1st and 2nd ports and output with the same phase, and no signal is output through the 3rd port. If a signal is input through the 3rd port, the magnitude of the signal output from the 1st port and the signal output from the 2nd port are equal, their phases are opposite, and no signal is output through the 4th port.
매직-티의 제3 포트에는 도파관 종단기가 연결된다. 매직-티의 입력포트와 출력포트는 상기 매직-티가 아닌 다른 장치와 연결되며, 일반적으로 제3 포트(차-포트)에는 도파관 종단기가 연결되어 임피던스 정합을 이룬다.A waveguide terminator is connected to the third port of the Magic-T. The input and output ports of the Magic-T are connected to devices other than the Magic-T, and a waveguide terminator is typically connected to the third port (the Cha-port) to achieve impedance matching.
매직-티에서 도파관 종단기는 제3 포트(차-포트)와 임피던스 정합을 이루게 된다. 상기 임피던스 정합에 따라 제1 포트와 제2 포트의 격리도(아이솔레이션)가 결정된다. 제3 포트와 도파관 종단기 간의 임피던스 매칭이 이상적이지 못할 경우에는, 제1 포트로 입력된 신호가 제2 포트에 전달되고, 제2 포트로 입력된 신호가 제1 포트로 전달되는 문제가 발생한다.In a Magic-T, the waveguide terminator is impedance-matched to the third port (the third port). This impedance matching determines the isolation between the first and second ports. If the impedance matching between the third port and the waveguide terminator is not ideal, a problem occurs where signals input to the first port are transmitted to the second port, and signals input to the second port are transmitted to the first port.
상기 도파관 종단기는 상술한 문제를 해결하기 위하여 매직-티에 포함되어야 하는 부분이지만, 도파관 종단기로 인한 문제가 발생한다. 도파관 종단기의 내전력 특성을 높이기 위해서는 도파관 종단기 내부에 위치한 흡수체의 크기가 커져야 하며, 방열을 위해 별도의 방열구조가 필요하다. 이러한 이유로 도파관 종단기의 경우의 내전력 특성이 높아질수록 그 부피가 비례하여 커진다. 이와 같이 도파관 종단기의 크기가 크기 때문에 도파관 종단기로 인하여 매직-티의 전체적인 부피 및 무게가 커진다는 문제가 있다. The above waveguide terminator is a component that must be included in the magic-tee to solve the above-described problem, but it causes problems. To improve the power withstand characteristics of the waveguide terminator, the size of the absorber located within the waveguide terminator must be increased, and a separate heat dissipation structure is required for heat dissipation. For this reason, as the power withstand characteristics of the waveguide terminator increase, its volume increases proportionally. Therefore, the large size of the waveguide terminator increases the overall volume and weight of the magic-tee, which is a problem.
도파관 종단기로 인해 발생하는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 관점에 따라 제공되는 매직-티 장치는, 기존의 도파관 종단기와 비교하여 더 소형이며 더 경량화된 구조를 갖는 집중정수 종단기를 채택한다. 이때 상기 집중정수 종단기가 종래의 도파관 종단기를 그대로 대체할 수 없다. 본 발명에서는 집중정수 종단기를 매직-티에 결합하기 위하여 추가적인 구성을 도입한다. 집중정수 종단기는, 상기 집중정수 종단기에 도달하는 전자기파가 TEM 모드일 때에만 효과가 있으며, 상기 집중정수 종단기에 도달하는 전자기파가 TE 모드 또는 TM 모드일 때에는 효과가 없다. 그런데 매직-티의 제3 포트(차-포트)를 통해 전달되는 전자기파는 TE 모드 또는 TM 모드이며, TEM 모드가 될 수 없다. 따라서 매직-티의 제3 포트(차-포트)를 통해 전달되는 전자기파를 TEM 모드로 변환하는 기능을 제공하는 모드 천이장치가 매직-티의 제3 포트(차-포트)에 설치되어야 한다. 따라서 상기 모드 천이장치의 제1 측의 공간에 존재하는 전자기파는 TE 모드 또는 TM 모드이며, 상기 제1 측의 반대측인 제2 측의 공간에 존재하는 전자기파는 TEM 모드이다. 상기 집중정수 종단기는 상기 제2 측의 공간에 배치된다. In order to solve the above-described problem caused by the waveguide terminator, the magic-tee device provided according to one aspect of the present invention adopts a lumped terminator having a structure that is smaller and lighter than that of a conventional waveguide terminator. In this case, the lumped terminator cannot directly replace the conventional waveguide terminator. The present invention introduces an additional configuration to couple the lumped terminator to the magic-tee. The lumped terminator is effective only when the electromagnetic wave reaching the lumped terminator is in the TEM mode, and is not effective when the electromagnetic wave reaching the lumped terminator is in the TE mode or the TM mode. However, the electromagnetic wave transmitted through the third port (cha-port) of the magic-tee is in the TE mode or the TM mode, and cannot be in the TEM mode. Therefore, a mode shift device that provides a function of converting the electromagnetic wave transmitted through the third port (cha-port) of the magic-tee into the TEM mode must be installed in the third port (cha-port) of the magic-tee. Accordingly, the electromagnetic wave existing in the space on the first side of the mode transition device is a TE mode or a TM mode, and the electromagnetic wave existing in the space on the second side opposite to the first side is a TEM mode. The lumped constant terminator is placed in the space on the second side.
상기 모드 천이장치는 도파관-마이크로스트립 천이(Waveguide-to- Microstrip Transition) 기술 또는 장치로 구현될 수 있다. TE 모드의 신호 또는 TM 모드의 신호가 도파관-마이크로스트립 장치를 통과하면 TEM 모드의 신호로 변환된다.The above mode transition device can be implemented with a waveguide-to-microstrip transition technology or device. When a signal in TE mode or TM mode passes through a waveguide-to-microstrip device, it is converted into a signal in TEM mode.
상기 모드 천이장치에 의해 출력된 TEM 모드 신호는 다양한 기술을 적용하여 종단할 수 있다. 바람직한 예에서 상기 TEM 모드 신호는 상기 집중정수 종단기를 이용하여 종단할 수 있다.The TEM mode signal output by the above mode transition device can be terminated using various techniques. In a preferred example, the TEM mode signal can be terminated using the lumped constant terminator.
아래의 표 1은 X 밴드(X Band)에서 사용할 수 있는 도파관 종단기와 집중정수 종단기의 크기 및 내전력 특성을 비교한 예시이다. Table 1 below is an example comparing the size and power characteristics of waveguide terminators and lumped-in-place terminators that can be used in the X Band.
표 1에 예시한 것과 같이, 도파관 종단기보다 집중정수 종단기가 크기와 무게 그리고 내전력특성이 모두 우수하다. 매직-티에 사용되는 도파관 종단기를 집중정수 종단기로 대체하면 매직-티의 종단기 및 매직-티를 소형경량화할 수 있다. 이를 위해 상술한 모드 천이장치가 적용되어야 한다. As illustrated in Table 1, lumped-cone terminators are superior to waveguide terminators in size, weight, and power withstand characteristics. Replacing the waveguide terminators used in Magic-Ts with lumped-cone terminators allows for smaller and lighter Magic-Ts. To achieve this, the aforementioned mode shifter must be applied.
본 발명에 따르면 종단기를 포함하는 매직-티의 크기 및 무게를 줄일 수 있다.According to the present invention, the size and weight of a magic tee including a terminal can be reduced.
도 1은 직사각형 도파관의 도파경로읜 단면을 예시한 것이다.
도 2는 도파관 내 TE 모드의 E-필드를 나타낸 것이다.
도 3a는 E-평면 도파관-티의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3b는 E-평면 도파관-티에서 제3 포트가 입력 포트인 경우에 있어서 도파관-티 내에서의 E-필드의 방향을 나타낸 것이다.
도 3c는 E-평면 도파관-티에서 제1 포트가 입력 포트인 경우에 있어서 도파관-티 내에서의 E-필드의 방향을 나타낸 것이다.
도 4는 H-평면 도파관-티의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 5는 매직-티의 구조 및 그 도파 경로구조를 나타낸 것이다.
도 6a는 종래 기술의 일 실시예에 따라 도파관 종단기를 이용하여 제조한 매직-티 어셈블리의 외형을 나타낸 것이다.
도 6b는 도 6a의 영역 A를 확대하여 제시한 것이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 매직-티의 도파 경로 및 이 매직-티에 설치되는 천이기 및 집중정수 종단기의 결합관계를 나타낸 것이다.
도 7b는 도 7a의 구성 중 매직-티의 도파 경로만을 떼어 나타낸 것이다.
도 7c는 도 7a의 구성 중 천이기 및 집중정수 종단기의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 8는 도 7a에 나타낸 천이기의 구조를 다른 관점에서 표현한 분해 사시도이다.
도 9a는 도 7a로부터 변현된 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 매직-티의 구조를 나타낸다.
도 9b는 도 9a에 제시한 매직-티 중 종단 어셈블리의 구체적인 구성을 나타낸 것이다. Figure 1 illustrates a cross-section of a waveguide path of a rectangular waveguide.
Figure 2 shows the E-field of the TE mode in the waveguide.
Figure 3a is a perspective view showing the structure of an E-plane waveguide-Tee.
Figure 3b shows the direction of the E-field within the waveguide-Tee when the third port in the E-plane waveguide-Tee is an input port.
Figure 3c shows the direction of the E-field within the waveguide-Tee when the first port in the E-plane waveguide-Tee is the input port.
Fig. 4 is a perspective view showing the structure of an H-plane waveguide-Tee.
Figure 5 shows the structure of Magic-T and its waveguide path structure.
FIG. 6a illustrates the external appearance of a magic-T assembly manufactured using a waveguide termination device according to one embodiment of the prior art.
Figure 6b is an enlarged view of area A of Figure 6a.
FIG. 7a illustrates a waveguide path of a magic-T provided according to one embodiment of the present invention and a coupling relationship between a transition device and a lumped-constant terminator installed in the magic-T.
Figure 7b shows only the waveguide path of the magic-T in the configuration of Figure 7a.
Figure 7c shows an exploded perspective view of the transition and concentration terminators in the configuration of Figure 7a.
Figure 8 is an exploded perspective view showing the structure of the transition device shown in Figure 7a from another perspective.
FIG. 9a shows the structure of a magic-tee provided according to another embodiment of the present invention modified from FIG. 7a.
Fig. 9b shows a specific configuration of the terminal assembly of the magic-T presented in Fig. 9a.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be implemented in various other forms. The terminology used herein is intended to aid understanding of the embodiments and is not intended to limit the scope of the present invention. Furthermore, the singular forms used below also include the plural forms, unless the context clearly indicates otherwise.
도 6a는 종래 기술의 일 실시예에 따라 도파관 종단기를 이용하여 제조한 매직-티 어셈블리의 외형을 나타낸 것이다. FIG. 6a illustrates the external appearance of a magic-T assembly manufactured using a waveguide termination device according to one embodiment of the prior art.
매직-티 어셈블리(50)는 3개의 매직-티(1`, 2`, 3`)들이 서로 결합되어 있는 형태를 갖는 장치이다. The magic-T assembly (50) is a device having a form in which three magic-Ts (1`, 2`, 3`) are connected to each other.
도 6b는 도 6a의 영역 A를 확대하여 제시한 것이다. Figure 6b is an enlarged view of area A of Figure 6a.
도 6a의 영역 A는 매직-티(1`)가 포함된 부분이다. 참조번호 11, 12, 13, 14는 각각 매직-티(1`)의 제1 포트, 제2 포트, 제3 포트, 및 제4 포트를 나타낸다. 도 6a 및 도 6b에서 제1 포트(11), 제2 포트(12)는 바깥에 그 말단 개구부가 노출되어 있지만, 제3 포트(13)는 도파관 종단기(15)에 의해 막혀있는 상태이고, 제4 포트의 말단부는 매직-티 어셈블리(50)의 바깥 표면에 직접 드러나 있지 않은 상태이다.Area A of Fig. 6a is a portion including the magic-T (1`). Reference numerals 11, 12, 13, and 14 represent the first port, the second port, the third port, and the fourth port of the magic-T (1`), respectively. In Figs. 6a and 6b, the first port (11) and the second port (12) have their terminal openings exposed to the outside, but the third port (13) is blocked by a waveguide terminator (15), and the terminal portion of the fourth port is not directly exposed to the outer surface of the magic-T assembly (50).
제1 포트(11)는 매직-티 어셈블리(50)의 바깥 표면에 노출된 그 말단 개구부로부터 +x 방향으로 연장되다가 -z 방향으로 꺾이는 구조를 갖고, 제2 포트(12)는 매직-티 어셈블리(50)의 바깥 표면에 노출된 그 말단 개구부로부터 +x 방향으로 연장되다가 +z 방향으로 꺾이는 구조를 갖는다. 제1 포트(11)와 제2 포트(12)는 제3 포트(13)와 만나는 지점에서 서로 일직선을 따라 만나 연장되는 형태를 갖는다(상기 제3 포트 자체의 연장방향은 y축 방향임). 제1 포트(11), 제2 포트(12), 및 제3 포트(13)가 서로 만나는 영역에서부터 제4 포트(14)가 +x 방향을 따라 연장된다. The first port (11) has a structure that extends in the +x direction from its end opening exposed on the outer surface of the magic-tee assembly (50) and then bends in the -z direction, and the second port (12) has a structure that extends in the +x direction from its end opening exposed on the outer surface of the magic-tee assembly (50) and then bends in the +z direction. The first port (11) and the second port (12) have a form that meets and extends along a straight line from a point where they meet the third port (13) (the extension direction of the third port itself is the y-axis direction). The fourth port (14) extends along the +x direction from the area where the first port (11), the second port (12), and the third port (13) meet each other.
도파관 종단기(15)는 +y 방향을 따라 길게 연장된 형상을 갖고 있으며, 매직-티(1`)에서 도파관 종단기(15)가 차지하는 부피가 매우 크다는 점을 확인할 수 있다. The waveguide terminator (15) has a shape that is elongated along the +y direction, and it can be confirmed that the volume occupied by the waveguide terminator (15) in the magic-T (1`) is very large.
<본 발명의 일 실시예에 따라 종단 어셈블리 및 집중정수 종단기를 포함하는 매직-티><Magic-T including a terminal assembly and a concentrated water terminal according to one embodiment of the present invention>
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 매직-티의 도파 경로 및 이 매직-티에 설치되는 천이기 및 집중정수 종단기의 결합관계를 나타낸 것이다.FIG. 7a illustrates a waveguide path of a magic-T provided according to one embodiment of the present invention and a coupling relationship between a transition device and a lumped-constant terminator installed in the magic-T.
도 7b는 도 7a의 구성 중 매직-티의 도파 경로만을 떼어 나타낸 것이다.Figure 7b shows only the waveguide path of the magic-T in the configuration of Figure 7a.
도 7c는 도 7a의 구성 중 천이기 및 집중정수 종단기의 분해 사시도를 나타낸 것이다. Figure 7c shows an exploded perspective view of the transition and concentration terminators in the configuration of Figure 7a.
도 8는 도 7a에 나타낸 천이기의 구조를 다른 관점에서 표현한 분해 사시도이다. Figure 8 is an exploded perspective view showing the structure of the transition device shown in Figure 7a from another perspective.
이하, 도 7a, 도 7b, 도 7c, 및 도 8를 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 매직-티의 구성 및 특징을 설명한다.Hereinafter, the configuration and features of a magic tee provided according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7a, 7b, 7c, and 8.
본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 매직-티(1)는 도파경로(100)와 종단기 어셈블리(200)가 결합된 구조를 갖는다. According to one embodiment of the present invention, a magic-tee (1) provided has a structure in which a waveguide path (100) and a terminal assembly (200) are combined.
도파경로(100)는 도시되지 않은 도체금속관의 내부표면에 의해 정의되어 형성된 도파 경로를 나타낸 것이다. The waveguide path (100) represents a waveguide path defined and formed by the inner surface of a conductive metal tube that is not shown.
도파경로(100)는 제1 포트(11), 제2 포트(12), 제3 포트(13), 및 제4 포트(14)를 포함한다. The waveguide (100) includes a first port (11), a second port (12), a third port (13), and a fourth port (14).
제1 포트(11), 제2 포트(12), 제3 포트(13), 및 제4 포트(14)는 서로 소정의 결합영역에서 교차한다. The first port (11), the second port (12), the third port (13), and the fourth port (14) intersect each other at a predetermined coupling area.
또는 제1 포트(11), 제2 포트(12), 제3 포트(13), 및 제4 포트(14)는 서로 소정의 결합영역에 결합되어 있다. Alternatively, the first port (11), the second port (12), the third port (13), and the fourth port (14) are connected to each other in a predetermined connection area.
도 7b에서 상기 수정의 결합영역은 제3 포트(13)의 바로 아래쪽 영역(-y 방향에 인접한 영역)이다. In Fig. 7b, the bonding area of the above modification is the area immediately below the third port (13) (area adjacent to the -y direction).
제1 포트(11)는 상기 결합영역에 연결된 도파 경로로서 직선 형태 또는 꺾인 라인의 형태를 가질 수 있다. 도 7b에는 꺾인 라인의 형태를 갖는 예를 도시하였다. The first port (11) may have a straight or bent line shape as a waveguide path connected to the above-mentioned coupling region. An example having a bent line shape is shown in Fig. 7b.
제2 포트(12)는 상기 결합영역에 연결된 도파 경로로서 직선 형태 또는 꺾인 라인의 형태를 가질 수 있다. 도 7b에는 꺾인 라인의 형태를 갖는 예를 도시하였다. The second port (12) may have a straight or bent line shape as a waveguide path connected to the above-mentioned coupling region. An example having a bent line shape is shown in Fig. 7b.
제3 포트(13)는 상기 결합영역에 연결된 도파 경로로서 직선 형태 또는 꺾인 라인의 형태를 가질 수 있다. 도 7b에는 제3 포트(13)의 연장방향이 +y 방향을 향하고 있지만, 그 연장길이가 실질적으로 영(0)에 가까운 값을 갖는 예를 제시하였다. The third port (13) may have a straight or bent line shape as a waveguide path connected to the above-mentioned coupling region. Fig. 7b presents an example in which the extension direction of the third port (13) is directed in the +y direction, but the extension length has a value substantially close to zero (0).
제4 포트(14)는 상기 결합영역에 연결된 도파 경로로서 직선 형태 또는 꺾인 라인의 형태를 가질 수 있다. 도 7b에는 +x 방향을 따라 연장된 직선 형태를 갖는 예를 도시하였다.The fourth port (14) may have a straight or bent line shape as a waveguide path connected to the above-mentioned coupling region. Fig. 7b illustrates an example having a straight line shape extending along the +x direction.
제1 포트(11) 및 제2 포트(12)가 각각 꺽인 라인의 형태를 갖는다고 하더라도, 상기 결합영역 근처에서는 제1 포트(11) 및 제2 포트(12)의 연장 라인이 실질적으로 직선을 따라 연장된 형태를 가질 수 있다. 도 7b에 제시한 예에서, 상기 결합영역 근처에서는 제1 포트(11) 및 제2 포트(12)는 z 방향을 따라 연장되어 있다. Even if the first port (11) and the second port (12) each have the shape of a bent line, the extension lines of the first port (11) and the second port (12) may have a shape that extends substantially along a straight line near the joining area. In the example presented in Fig. 7b, the first port (11) and the second port (12) extend along the z direction near the joining area.
본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 종단기 어셈블리(200)는 매직-티(1)의 제3 포트(13)에 결합된다. 종단기 어셈블리(200)는 제3 포트(13)를 막는 형태로 결합될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a terminal assembly (200) is coupled to the third port (13) of the magic tee (1). The terminal assembly (200) may be coupled in a manner that blocks the third port (13).
종단기 어셈블리(200)는 천이기(210), 집중정수 종단기(220), 및 연결부재(230)를 포함할 수 있다. The terminal assembly (200) may include a transition element (210), a concentrated terminator (220), and a connecting member (230).
천이기(210)는 유전기판(211), 상기 유전기판(211)의 양측면 중 일측면에 형성된 도전성 영역인 매칭부(212), 상기 일측면에서 상기 매칭부(212)와 이격되어 있으며 상기 매칭부(212)를 둘러싸는 형상으로 형성된 도전성 영역인 접지평면(213), 유전기판(211)의 양측면 중 타측면에 형성된 도전성 영역인 도파관 단락 패턴(214), 상기 타측면에서 도파관 단락 패턴(214)과 이격되어 있으며 일방향을 따라 연장되어 형성된 도전성 패턴인 마이크로스트립 라인(215), 그리고 유전기판(211)을 관통하여 형성되어 있으며 접지평면(213)과 도파관 단락 패턴(214)을 서로 전기적으로 연결하는 비아홀(216)을 포함할 수 있다. 매칭부(212) 및 접지평면(213)은 유전기판(211)의 상기 일측면 상에 형성된 제1 도전층으로 구성될 수 있다. 도파관 단락 패턴(214) 및 마이크로스트립 라인(215)은 상기 타측면 상에 형성된 제2 도전층으로 구성될 수 있다. 유전기판(211)의 양측면 중 상기 일측면은 상기 타측면에 비하여 제3 포트(13)에 더 가까이 배치된다. The transition device (210) may include a dielectric substrate (211), a matching portion (212) which is a conductive region formed on one side of both sides of the dielectric substrate (211), a ground plane (213) which is a conductive region formed in a shape surrounding the matching portion (212) and spaced apart from the matching portion (212) on the one side, a waveguide short pattern (214) which is a conductive region formed on the other side of the dielectric substrate (211), a microstrip line (215) which is a conductive pattern formed in one direction and spaced apart from the waveguide short pattern (214) on the other side, and a via hole (216) which is formed by penetrating the dielectric substrate (211) and electrically connecting the ground plane (213) and the waveguide short pattern (214) to each other. The matching portion (212) and the ground plane (213) may be formed as a first conductive layer formed on one side of the dielectric substrate (211). The waveguide short pattern (214) and the microstrip line (215) may be formed as a second conductive layer formed on the other side. Among the two sides of the dielectric substrate (211), the one side is arranged closer to the third port (13) than the other side.
상기 천이기(210)는 제3 포트(13)를 통해 전달된 TE 모드 또는 TM 모드의 전자기파를 TEM 모드의 전자기파로 변환하며, 상기 변환된 TEM 모드의 전자기파는 상기 마이크로스트립 라인(215)을 통해 출력된다. 상기 마이크로스트립 라인(215)을 통해 출력된 상기 TEM 모드의 전자기파는 상기 집중정수 종단기(220)로 전달되어 소멸한다. The above-mentioned transition device (210) converts the electromagnetic wave of the TE mode or TM mode transmitted through the third port (13) into the electromagnetic wave of the TEM mode, and the converted electromagnetic wave of the TEM mode is output through the microstrip line (215). The electromagnetic wave of the TEM mode output through the microstrip line (215) is transmitted to the lumped constant terminator (220) and extinguished.
일 실시예에서 유전기판(211)은 제3 포트(13)를 커버하는 디멘젼 및 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, the genetic substrate (211) may have dimensions and a shape that cover the third port (13).
접지평면(213)은 제3 포트(13)를 정의하는 도체금속관에 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. The ground plane (213) can be electrically connected by contacting the conductive metal tube defining the third port (13).
도 7c에 제시한 것과 같이, 일 실시예에서 제3 포트(13)의 단면은 직사각형일 수 있다. 그리고 매칭부(212)의 단면은 직사각형일 수 있다. 그리고 접지평면(213) 중 매칭부(212)를 둘러싸는 내측 경계선을 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 그리고 도파관 단락 패턴(214)은 직사각형의 형상을 가질 수 있는데, 이때, 상기 직사각형의 일 지점에는 마이크로스트립 라인(215)을 받아들이기 위한 리세스(recess)가 형성되어 있을 수 있다. 마이크로스트립 라인(215)은 상기 리세스를 따라 도파관 단락 패턴(214)의 중심부를 향해 침투하는 형태로 길게 연장되어 형성되어 있을 수 있다. 마이크로스트립 라인(215)과 도파관 단락 패턴(214)은 서로 이격되어 서로에 대하여 절연된 상태를 갖는다. 접지평면(213)과 도파관 단락 패턴(214)은 비아홀(216)의 도전체를 통해 서로 연결될 수 있는 크기와 형상을 갖는다.As shown in Fig. 7c, in one embodiment, the cross-section of the third port (13) may be rectangular. And the cross-section of the matching portion (212) may be rectangular. And the inner boundary line surrounding the matching portion (212) among the ground planes (213) may have a rectangular shape. And the waveguide short pattern (214) may have a rectangular shape, and at this time, a recess may be formed at one point of the rectangle to receive a microstrip line (215). The microstrip line (215) may be formed to extend long in a form that penetrates toward the center of the waveguide short pattern (214) along the recess. The microstrip line (215) and the waveguide short pattern (214) are spaced apart from each other and are insulated from each other. The ground plane (213) and the waveguide short pattern (214) have a size and shape that can be connected to each other through the conductor of the via hole (216).
집중정수 종단기(220)는 연결부재(230)에 의해 마이크로스트립 라인(215)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대 연결부재(230)는 도 7c에 도시한 것과 같이 도전성 라인일 수도 있다. 또는 다른 예로서 집중정수 종단기(220)는 마이크로스트립 라인(215)의 돌출단부에 직접 납땜에 의해 연결되어 있을 수 있으며, 이때 상기 납땜은 도 7c에 제시된 연결부재(230)의 역할을 대신할 수 있다. 집중정수 종단기(220)는 저항 소자일 수 있다.The lumped terminator (220) can be electrically connected to the microstrip line (215) by a connecting member (230). For example, the connecting member (230) may be a conductive line as illustrated in FIG. 7C. Alternatively, as another example, the lumped terminator (220) may be directly connected to the protruding end of the microstrip line (215) by soldering, wherein the soldering may replace the role of the connecting member (230) illustrated in FIG. 7C. The lumped terminator (220) may be a resistive element.
<본 발명의 일 실시예에 따라 종단 어셈블리 및 고손실 매질이 포함된 마이크로스트립 구조체를 포함하는 매직-티><Magic-T comprising a microstrip structure including a terminal assembly and a high-loss medium according to one embodiment of the present invention>
도 9a는 도 7a로부터 변현된 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 매직-티의 구조를 나타낸다.FIG. 9a shows the structure of a magic-tee provided according to another embodiment of the present invention modified from FIG. 7a.
도 9a는 도 7a에 제시한 구조와 동일하며, 다만 도 7a의 집중정수 종단기(22)가 제2 마이크로스트립 구조체(250)로 대체된 구성을 갖는다. Fig. 9a has the same structure as that presented in Fig. 7a, except that the concentrated constant terminator (22) of Fig. 7a is replaced with a second microstrip structure (250).
도 9b는 도 9a에 제시한 매직-티(1) 중 종단 어셈블리(200)의 구체적인 구성을 나타낸 것이다. 종단 어셈블리(200)는 천이기(210) 및 제2 마이크로스트립 구조체(250)를 포함한다. Fig. 9b shows a specific configuration of the terminal assembly (200) of the magic tee (1) presented in Fig. 9a. The terminal assembly (200) includes a transition device (210) and a second microstrip structure (250).
이하 도 9a 및 도 9b를 함께 참조하여 설명한다.The following description is provided with reference to Figures 9a and 9b.
제2 마이크로스트립 구조체(250)는 고손실(lossy) 매질을 갖는 마이크로파 전이구조를 갖는다.The second microstrip structure (250) has a microwave transition structure with a high-loss medium.
제2 마이크로스트립 구조체(250)는 제2 마이크로스트립 라인(255), 제2 유전기판(251), 및 제2 접지평면(253)을 포함할 수 있다.The second microstrip structure (250) may include a second microstrip line (255), a second dielectric substrate (251), and a second ground plane (253).
종단 어셈블리(200)에 포함된 마이크로스트립 라인(215)은 제2 마이크로스트립 라인(255)에 전기적으로 직접 연결되어 있을 수 있다. The microstrip line (215) included in the terminal assembly (200) may be electrically directly connected to the second microstrip line (255).
일 실시예에서 마이크로스트립 라인(215) 및 제2 마이크로스트립 라인(255)은 실질적으로 단일 구조체일 수 있다. In one embodiment, the microstrip line (215) and the second microstrip line (255) may be substantially a single structure.
다른 실시예에서 마이크로스트립 라인(215) 및 제2 마이크로스트립 라인(255)은 서로 구분되는 구조체일 수 있으며, 이때, 마이크로스트립 라인(215) 및 제2 마이크로스트립 라인(255)은 도 7c에 제시한 연결부재(230)와 같은 연결선에 의해 전기적으로 직접 연결되어 있을 수도 있다.In another embodiment, the microstrip line (215) and the second microstrip line (255) may be distinct structures, and in this case, the microstrip line (215) and the second microstrip line (255) may be electrically directly connected by a connecting line such as the connecting member (230) shown in FIG. 7c.
제2 유전기판(251)은 고손실(lossy) 매질로 구성되어 있을 수 있다.The second genetic substrate (251) may be composed of a lossy medium.
일 실시예에서, 유전기판(211)과 제2 유전기판(251)의 재질은 서로 다를 수 있다.In one embodiment, the materials of the dielectric substrate (211) and the second dielectric substrate (251) may be different from each other.
일 실시예에서 제2 접지평면(253)은 접지평면(213)과 실질적으로 단일 구조체일 수 있다.In one embodiment, the second ground plane (253) may be substantially a single structure with the ground plane (213).
다른 실시예에서, 제2 접지평면(253)은 접지평면(213)은 서로 구분되어 제공된 것일 수 있다.In another embodiment, the second ground plane (253) and the ground plane (213) may be provided separately from each other.
일 실시예에서, 제2 마이크로스트립 라인(255)과 제2 접지평면(253)은 각각, 제2 유전기판(251)의 양 면에 각각 배치된다. 따라서 제2 마이크로스트립 라인(255)과 제2 접지평면(253)은 서로 전기적으로 연결되지 않은 상태일 수 있다.In one embodiment, the second microstrip line (255) and the second ground plane (253) are respectively arranged on opposite sides of the second dielectric substrate (251). Therefore, the second microstrip line (255) and the second ground plane (253) may not be electrically connected to each other.
일 실시예에서, 제2 마이크로스트립 라인(255)과 마이크로스트립 라인(215)은 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 이때, 제2 마이크로스트립 라인(255)과 마이크로스트립 라인(215)은 도 7c에 제시한 연결부재(230)에 의해 서로 연결될 수도 있고, 또는 제2 마이크로스트립 라인(255)과 마이크로스트립 라인(215)은 단일 구조체일 수도 있다. In one embodiment, the second microstrip line (255) and the microstrip line (215) may be electrically connected to each other. At this time, the second microstrip line (255) and the microstrip line (215) may be connected to each other by a connecting member (230) as shown in FIG. 7c, or the second microstrip line (255) and the microstrip line (215) may be a single structure.
일 실시예에서, 접지평면(213)과 제2 접지평면(253)은 접지부로 접지를 통해 연결될 수 있다. 또는 다른 실시예에서, 접지평면(213)과 제2 접지평면(253)은 단일 구조체일 수 있다. In one embodiment, the ground plane (213) and the second ground plane (253) may be connected to the ground via a grounding portion. Alternatively, in another embodiment, the ground plane (213) and the second ground plane (253) may be a single structure.
일 실시예에서, 유전기판(211)과 제2 유전기판(251)은 단일 구조체일 수 있다. In one embodiment, the dielectric substrate (211) and the second dielectric substrate (251) may be a single structure.
일 실시예에서, 도 9b에서, 제2 마이크로스트립 라인(255)은 직선으로 표현되었으나, 소형화를 위해 나선형태로 구현될 수도 있다.In one embodiment, in FIG. 9b, the second microstrip line (255) is expressed as a straight line, but may be implemented in a spiral shape for miniaturization.
일 실시예에서, 제2 마이크로스트립 구조체(250)는 스트립구조로 구현될 수 있다. In one embodiment, the second microstrip structure (250) may be implemented as a strip structure.
도 9a에 제시한 것과 같은 고손실 매질을 포함하는 제2 마이크로스트립 구조체(250)를 사용하면 도 7a에 제시한 집중정수 종단기(220)를 사용하지 않고 종단할 수 있다.By using a second microstrip structure (250) including a high-loss medium such as that shown in FIG. 9a, termination can be achieved without using the lumped terminator (220) shown in FIG. 7a.
이때, 제2 마이크로스트립 라인(255)의 선폭에 의해 제2 마이크로스트립 구조체(250)의 임피던스가 결정되며, 제2 마이크로스트립 라인(255)의의 길이에 의해 제2 마이크로스트립 구조체(250)의 주파수 특성이 결정될 수 있다.At this time, the impedance of the second microstrip structure (250) is determined by the line width of the second microstrip line (255), and the frequency characteristics of the second microstrip structure (250) can be determined by the length of the second microstrip line (255).
고손실(Lossy) 매질이 포함된 제2 마이크로스트립 라인(255)은, 제2 마이크로스트립 라인(255)에 연결된 매직-티(1)의 다른 부분과 임피던스 정합을 이룬다.The second microstrip line (255) containing a high-loss medium is impedance matched with another part of the magic-T (1) connected to the second microstrip line (255).
부연 설명하면, 천이구조를 통해 TEM 모드로 변경된 신호는 고손실 소재(lossy material)로 구성된 제2 유전기판(251)을 포함하는 마이크로스트립라인 또는 스트립라인에 전달된다. 고손실 소재는 높은 유전손실 혹은 자기손실을 갖는 매질이므로, 전자기파 신호가 고손실 소재에서 전달 시 높은 손실을 갖게 된다. 높은 손실로 인하여 높은 감쇄값을 갖게 되고, 높은 감쇄값으로 고손실 소재로 구성된 마이크로스트립라인 또는 스트립라인으로 전달된 신호는 열로 전환된다. 이러한 특성을 이용하여 집중정수 터미네이션을 대신하여 종단할 수 있다. 이때 스트립라인 또는 마이크로스트립 라인의 길이와 선폭에 의해 주파수와 전기적 특성이 결정된다.To elaborate, the signal changed to TEM mode through the transition structure is transmitted to a microstrip line or strip line including a second dielectric substrate (251) made of a high-loss material. Since the high-loss material is a medium with high dielectric loss or magnetic loss, the electromagnetic wave signal experiences high loss when transmitted in the high-loss material. Due to the high loss, the signal has a high attenuation value, and the signal transmitted to the microstrip line or strip line made of the high-loss material due to the high attenuation value is converted into heat. By utilizing this characteristic, termination can be performed instead of lumped-in integer termination. At this time, the frequency and electrical characteristics are determined by the length and line width of the strip line or microstrip line.
본 명세서에서 집중정수 종단기(220) 및 제2 마이크로스트립 구조체(250)는 모두 '종단기'로 통칭될 수 있다.In this specification, the concentrated terminator (220) and the second microstrip structure (250) may both be collectively referred to as a ‘terminator.’
상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.By utilizing the embodiments of the present invention described above, those skilled in the art will be able to easily implement various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. The content of each claim may be combined with other claims that are not in a citation relationship within the scope of this specification, as long as it is understood.
1: 매직-티
100: 도파경로
11: 제1 포트
12: 제2 포트
13: 제3 포트
14: 제4 포트
200: 종단기 어셈블리
210: 천이기
220: 집중정수 종단기
211: 유전기판(dielectric substrate)
212 매칭부(matching element)
213: 접지평면(ground plane)
214: 도파관 단락 패턴(waveguide short pattern)
215: 마이크로스트립 라인(microstrip line)
216: 비아홀(via hole)
230: 연결부재
250: 제2 마이크로스트립 구조체
251: 제2 유전기판
253: 제2 접지평면
255: 제2 마이크로스트립 라인1: Magic Tea
100: Waveguide
11: Port 1
12: Second port
13: Third port
14: Port 4
200: Terminator assembly
210: Transition
220: Concentrated water purifier terminator
211: Dielectric substrate
212 matching element
213: Ground plane
214: Waveguide short pattern
215: Microstrip line
216: Via hole
230: Connecting member
250: Second microstrip structure
251: Second genetic substrate
253: Second ground plane
255: Second microstrip line
Claims (15)
상기 포트들 중 제3 포트(13)에 결합된 종단기 어셈블리(200);
를 포함하며,
상기 종단기 어셈블리는,
상기 도파경로를 통해 상기 제3 포트에 전달되는 TE 모드의 전자기파 또는 TM 모드의 전자기파를 TEM 모드의 전자기파로 천이하는 천이기(210), 및
상기 천이기에 의해 제공된 상기 TEM 모드의 전자기파를 종단처리하는 종단기
를 포함하는,
매직-티 도파관.An electromagnetic wave guide path (100) consisting of four ports (11, 12, 13, 14); and
A terminal assembly (200) coupled to the third port (13) among the above ports;
Includes,
The above terminal assembly,
A transition device (210) that transitions the electromagnetic wave of the TE mode or the electromagnetic wave of the TM mode transmitted to the third port through the above-mentioned waveguide to the electromagnetic wave of the TEM mode, and
A terminator that terminates the electromagnetic wave of the TEM mode provided by the above transition device.
including,
Magic-T waveguide.
상기 천이기는,
유전기판(211),
상기 유전기판(211)의 양측면 중 일측면에 형성된 도전성 영역인 매칭부(212);
상기 일측면에서 상기 매칭부(212)와 이격되어 있으며 상기 매칭부(212)를 둘러싸는 형상으로 형성된 도전성 영역인 접지평면(213);
상기 유전기판의 양측면 중 타측면에 형성된 도전성 영역인 도파관 단락 패턴(214);
상기 타측면에서 상기 도파관 단락 패턴과 이격되어 있으며 일방향을 따라 연장되어 형성된 도전성 패턴인 마이크로스트립 라인(215); 및
상기 유전기판을 관통하여 형성되어 있으며 상기 접지평면과 상기 도파관 단락 패턴을 전기적으로 서로 연결하는 비아홀(216);
을 포함하는,
매직-티 도파관.In the first paragraph,
The above transition is,
genetic substrate (211),
A matching portion (212), which is a conductive area formed on one side of both sides of the above-mentioned dielectric substrate (211);
A ground plane (213), which is a conductive area formed in a shape that surrounds the matching part (212) and is spaced apart from the matching part (212) on the one side;
A waveguide short pattern (214), which is a conductive area formed on the other side of the two sides of the above-mentioned dielectric substrate;
A microstrip line (215) which is a conductive pattern formed by extending in one direction and spaced apart from the waveguide short pattern on the other side; and
A via hole (216) formed by penetrating the above dielectric substrate and electrically connecting the ground plane and the waveguide short pattern to each other;
including,
Magic-T waveguide.
상기 일측면은 상기 타측면에 비하여 상기 제3 포트에 더 가까이 배치된, 매직-티 도파관.In paragraph 4,
A magic-T waveguide, wherein the one side is positioned closer to the third port than the other side.
상기 도파경로를 통해 상기 제3 포트에 전달되는 TE 모드의 전자기파 또는 TM 모드의 전자기파를 TEM 모드의 전자기파로 천이하는 천이기(210), 및
상기 천이기에 의해 제공된 상기 TEM 모드의 전자기파를 종단처리하는 종단기
를 포함하는,
종단기 어셈블리.A termination assembly (200) coupled to one port of a magic-T waveguide having an electromagnetic wave guide path (100) consisting of four ports (11, 12, 13, 14),
A transition device (210) that transitions the electromagnetic wave of the TE mode or the electromagnetic wave of the TM mode transmitted to the third port through the above-mentioned waveguide to the electromagnetic wave of the TEM mode, and
A terminator that terminates the electromagnetic wave of the TEM mode provided by the above transition device.
including,
Terminator assembly.
상기 천이기는,
유전기판(211),
상기 유전기판(211)의 양측면 중 일측면에 형성된 도전성 영역인 매칭부(212);
상기 일측면에서 상기 매칭부(212)와 이격되어 있으며 상기 매칭부(212)를 둘러싸는 형상으로 형성된 도전성 영역인 접지평면(213);
상기 유전기판의 양측면 중 타측면에 형성된 도전성 영역인 도파관 단락 패턴(214);
상기 타측면에서 상기 도파관 단락 패턴과 이격되어 있으며 일방향을 따라 연장되어 형성된 도전성 패턴인 마이크로스트립 라인(215); 및
상기 유전기판을 관통하여 형성되어 있으며 상기 접지평면과 상기 도파관 단락 패턴을 전기적으로 서로 연결하는 비아홀(216);
을 포함하는,
종단기 어셈블리.In paragraph 8,
The above transition is,
genetic substrate (211),
A matching portion (212), which is a conductive area formed on one side of both sides of the above-mentioned dielectric substrate (211);
A ground plane (213), which is a conductive area formed in a shape that surrounds the matching part (212) and is spaced apart from the matching part (212) on the one side;
A waveguide short pattern (214), which is a conductive area formed on the other side of the two sides of the above-mentioned dielectric substrate;
A microstrip line (215) which is a conductive pattern formed by extending in one direction and spaced apart from the waveguide short pattern on the other side; and
A via hole (216) formed by penetrating the above dielectric substrate and electrically connecting the ground plane and the waveguide short pattern to each other;
including,
Terminator assembly.
상기 포트들 중 제3 포트(13)에 결합된 천이기(210);
를 포함하며,
상기 천이기는, 상기 도파경로를 통해 상기 제3 포트에 전달되는 TE 모드의 전자기파 또는 TM 모드의 전자기파를 TEM 모드의 전자기파로 천이하도록 되어 있는,
매직-티 도파관.An electromagnetic wave guide path (100) consisting of four ports (11, 12, 13, 14); and
A transition device (210) coupled to the third port (13) among the above ports;
Includes,
The above transition device is configured to transition the electromagnetic wave of the TE mode or the electromagnetic wave of the TM mode transmitted to the third port through the waveguide path into the electromagnetic wave of the TEM mode.
Magic-T waveguide.
상기 천이기는,
유전기판(211),
상기 유전기판(211)의 양측면 중 일측면에 형성된 도전성 영역인 매칭부(212);
상기 일측면에서 상기 매칭부(212)와 이격되어 있으며 상기 매칭부(212)를 둘러싸는 형상으로 형성된 도전성 영역인 접지평면(213);
상기 유전기판의 양측면 중 타측면에 형성된 도전성 영역인 도파관 단락 패턴(214);
상기 타측면에서 상기 도파관 단락 패턴과 이격되어 있으며 일방향을 따라 연장되어 형성된 도전성 패턴인 마이크로스트립 라인(215); 및
상기 유전기판을 관통하여 형성되어 있으며 상기 접지평면과 상기 도파관 단락 패턴을 전기적으로 서로 연결하는 비아홀(216);
을 포함하는,
매직-티 도파관.In Article 14,
The above transition is,
genetic substrate (211),
A matching portion (212), which is a conductive area formed on one side of both sides of the above-mentioned dielectric substrate (211);
A ground plane (213), which is a conductive area formed in a shape that surrounds the matching part (212) and is spaced apart from the matching part (212) on the one side;
A waveguide short pattern (214), which is a conductive area formed on the other side of the two sides of the above-mentioned dielectric substrate;
A microstrip line (215) which is a conductive pattern formed by extending in one direction and spaced apart from the waveguide short pattern on the other side; and
A via hole (216) formed by penetrating the above dielectric substrate and electrically connecting the ground plane and the waveguide short pattern to each other;
including,
Magic-T waveguide.
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| PA0201 | Request for examination |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
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| P11-X000 | Amendment of application requested |
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|
| P13-X000 | Application amended |
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