KR101929366B1 - 평행판을 이용한 rf 고출력용 결합장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 베이스 선로; 상기 베이스 선로에 대향하도록 배치되며 상기 베이스 선로와 전기적으로 연결되고 하나 이상의 입력단자, 출력단자 및 저항단자를 포함하는 전송 선로; 상기 베이스 선로와 전송 선로의 간격을 유지시키는 하나 이상의 유전체; 상기 입력단자, 출력단자 및 저항단자가 노출되게 하는 홀을 포함하고 상기 베이스 선로 및 상기 전송 선로를 감싸도록 구성되는 케이스를 포함하고, 상기 하나 이상의 입력단자를 통해 입력되는 저출력의 고주파를 하나의 출력단자를 통해 고출력의 고주파로 출력하도록 가이젤(Gysel)결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치를 제공한다.

Description

평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치{Combiner for RF(Radio Frequency) High Power Using Parallel Plate}
평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 무선통신 시스템에서 고주파(Radio Frequency, RF) 신호의 전력을 증폭하여 출력하는 고주파 전력 증폭기로는 전력 결합기(Power Combiner)/분배기(Divider) 회로가 이용된다. 이러한 전력 분배기/결합기 회로는 (초)고주파 회로나 시스템의 응용에 있어서 매우 중요한 소자로서, 그 구현방법에 따라 코어를 이용하는 구현하는 방식, 기판 위에 마이크로 스트립 선로(Micro-strip Line)를 인쇄하여 구현하는 방식 및 3dB 혼성 결합기(Hybrid Coupler)를 이용하여 구현하는 방식 등으로 구분된다.
특히, 전력 분배기/결합기 회로는 다수의 고상 전력 증폭기(Solid State Power Amplifier, SSPA), 칩(chip) 트랜지스터 또는 발진기들의 출력을 결합시키는 형태로 개발되었는데, 다음과 같은 여러 가지 상이한 회로 기하학적 형태에서 발전되어 왔다.
기판 위에 전송선(마이크로 스트립 선로)을 인쇄하여 구현하는 방식은 λ/4(λ:파장) 스트립 선로를 이용하여 임피던스를 변환시키는 형태이다. 이 방식은 2-way방식으로서 이에 따르면 전력 분배기의 입력단 및 출력단은 각각 50 오옴(Ω) 선로로 되어있으며, λ/4 선로는 임피던스 정합을 위한 70.7Ω의 전송선으로 설계된다. 그런데 극초단파(Ultra High Frequency) 대역의 λ/4 선로를 제한된 공간(기판)내에서 구현하기는 결코 용이하지 않다.
왜냐하면 전송선의 길이는 기판의 유전율과 주파수의 함수로서 정해지는데 주파수가 낮고 유전율이 낮을수록 그 길이가 길어지기 때문이다.
즉, 극초단파 대역에서 사용하기 위한 전력 증폭기를 λ/4 선로를 인쇄하여 구현하는 경우에는 전력 증폭기의 크기가 커지게 되는 한계가 있다.
한편, RF 반도체 증폭기인 고상 전력 증폭기의 출력은 트랜지스터를 사용하기 때문에 1 kW 이상 얻기가 힘든 관계로 출력을 합성하는 방법으로 고출력을 얻는다. 그런데, 마이크로 스트립 선로를 사용하여 합성하기 때문에 임피던스 정합에 유리하지만, 임피던스가 높아지면마이크로 스트립 선로가 좁아짐에 따라 전계 강도가 높아져 고출력에서는 사용이 불가능한 한계가 있다.
한편, 종래기술인 고출력 광대역 고주파 결합기(공개특허 제 10-2017-0019160호)는 고주파 입력을 결합하여 고출력을 내는 장치로서, 입력포트와 출력포트 간 넓은 간격이 요구되고, 또한 회로기판이 평판이므로 전송선로와 회로기판이 연결될 때 발생되는 전자기장에 의한 간섭영역이 넓을 수 밖에 없으므로 전송선로 간 넓은 간격이 요구되어 공간활용성이 낮다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에 의해 해결하고자 하는 과제는, 상기 언급한 종래기술의 단점을 보완한, 입력포트와 출력포트 간 넓은 간격이 요구되지 않고, 전자기장 간섭영역을 줄여 전송선로 간 넓은 간격이 요구되지 않아 공간활용성이 높은 4-way방식의 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 베이스 선로; 상기 베이스 선로에 대향하도록 배치되며 상기 베이스 선로와 전기적으로 연결되고 하나 이상의 입력단자, 출력단자 및 저항단자를 포함하는 전송 선로; 상기 베이스 선로와 전송 선로의 간격을 유지시키는 하나 이상의 유전체; 상기 입력단자, 출력단자 및 저항단자가 노출되게 하는 홀을 포함하고 상기 베이스 선로 및 상기 전송 선로를 감싸도록 구성되는 케이스를 포함하고, 상기 하나 이상의 입력단자를 통해 입력되는 저출력의 고주파를 하나의 출력단자를 통해 고출력의 고주파로 출력하도록 가이젤(Gysel)결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치를 제공한다.
본 발명의 추가적인 해결수단은 아래에서 이어지는 설명에서 일부 설명될 것이고, 그 설명으로부터 부분적으로 용이하게 확인할 수 있게 되거나, 또는 본 발명의 실시에 의해 지득될 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명을 위한 것이며 청구범위에 기재된 본 발명을 제한하지 않는다.
본 발명에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치는 공간활용성이 높다.
도 1은 가이젤(Gysel) 결합방식에 의한 회로 구성방법의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 정면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 후면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송 선로 및 베이스 선로가 결합된 내부구조의 정면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송 선로 및 베이스 선로가 결합된 내부구조의 후면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 입력단자에 연결된 전송 선로 및 인접한 베이스 선로의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 출력단자에 연결된 전송 선로 및 인접한 베이스 선로의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 저항단자에 연결된 전송 선로 및 인접한 베이스 선로의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 유전체의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송선로의 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 베이스선로의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송선로와 베이스선로 간 간섭영역(b)과 종래의 pcb인쇄기판의 간섭영역(a)을 비교한 비교도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태에 대하여 상세하게 서술하도록 한다.
다만, 본 발명의 구체적 일 실시 형태를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 가이젤(Gysel) 결합방식에 의한 회로 구성방법의 개략도이다.
도 1은 가이젤(Gysel, '지셀'이라고도 칭함.)방식에 의한 회로 구성방법을 개략적으로 도시한 것이다. 가이젤 방식의 전력분배는 입력포트와 출력포트의 수가 다른 비대칭 전력분배방식이다. 가이젤 전력분배 방식은 출력단자의 사이에서 고립도 성능을 만족시키기 위해 각각 다른 값을 가지는 두 개의 종단 저항 Ro를 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치는 이와 같은 종래의 가이젤 전력분배 방식을 이용한 전송 선로를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치는 하나 이상의 입력단자로부터 입력되는 저출력 고주파를 합하여(combining) 고출력의 고주파로 하나의 출력단자를 통해 출력하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 정면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 후면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송 선로 및 베이스 선로가 결합된 내부구조의 정면 사시도이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치는 케이스(200), 전송 선로(300), 베이스 선로(400) 및 유전체(500)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면 케이스(200)는 후술할 전송 선로(300), 베이스 선로(400) 및 유전체(400)의 결합체를 감싸도록 구성될 수 있다. 케이스(200)는 외부로 전자기파 등이 통하지 않도록 외부 하우징의 역할을 하므로, 케이스(200)는 전기전도도가 낮은 절연체 등으로 이루어질 수 있다. 케이스(200)는 후술할 입력단자(311-341), 출력단자(370) 및 저항단자(315-345)가 외부로 노출되어 외부 장치 등과 연결될 수 있도록 각 단자에 대응되는 위치에 형성되는 홀을 포함할 수 있다. 입력단자(311-341), 출력단자(370) 및 저항단자(315-345)는 케이스(200)에 형성되는 홀을 통해 케이스(200)의 외부로 노출될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송 선로 및 베이스 선로가 결합된 내부구조의 정면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송 선로 및 베이스 선로가 결합된 내부구조의 후면 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)가 결합될 수 있다. 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)는 대향할 수 있고, 전송 선로(300)의 평면과 베이스 선로(400)의 평면이 평행하도록 배치될 수 있다. 즉, 양 평면의 중앙 면을 중심으로 면대칭일 수 있다. 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)는 전기적으로 연결될 수 있다. 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)의 사이에는 50Ω의 저항이 형성될 수 있다. 그러나 반드시 저항의 크기가 이 수치에 한정되는 것은 아니고 출력에 따라 변경될 수 있다. 입력단자(311 내지 341) 및 출력단자(370)는 전송 선로(300)에 각각 연결될 수 있다. 도 5를 참조하면, 저항단자(315 내지 345)는 전송 선로(300)에 각각 연결될 수 있다.
전송 선로(300)와 베이스 선로(400)는 출력이 변경됨에 따라 그 두께가 변경될 수 있다.
입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)는 전송 선로(300)와 수직으로 연결될 수 있다. 즉, 전송 선로(300)의 평면과 수직으로 배치될 수 있다. 이는, 입력단자(311 내지 341)와 출력단자(370) 간 큰 이격거리를 요구하지 않을 수 있다. 즉, 고주파 출력 결합장치의 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 것이다. 즉, 공간활용성이 높아질 수 있다. 전송선로(300)는 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)와 연결되는 부위에서 전송선로(300)의 평면과 수직인 방향으로 만곡되어 연장될 수 있다.
베이스 선로(400)는 전술한 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)와 직접적으로 연결되지는 않는다. 베이스 선로(400)는 전술한 바와 같이 전송 선로(300)와 전기적으로 연결될 수는 있으나, 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)와는 인접할 뿐, 직접 연결되지는 않는다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서 베이스 선로(400)가 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)와 연결될 수도 있다.
도 5를 다시 참조하면, 저항단자(315 내지 345)는 워터로드에 연결될 수 있다. 워터로드(waterload)는 저항단자에서 발생하는 열을 내부에 순환하는 물을 이용하여 냉각하는 역할을 할 수 있다. 연결되는 워터로드는 공지의 것을 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 입력단자에 연결된 전송 선로 및 인접한 베이스 선로의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 출력단자에 연결된 전송 선로 및 인접한 베이스 선로의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 저항단자에 연결된 전송 선로 및 인접한 베이스 선로의 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)와 전송 선로(300) 및 베이스 선로(400)의 연결관계를 파악할 수 있다. 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)는 전송선로(300)와 연결되고, 베이스 선로(400)와는 연결되지 않을 수 있다. 베이스 선로(400)는 입력단자에 인접하게 위치할 수 있다. 이는, 베이스 선로(400)를 ground 즉, 기준점으로 삼는 경우 베이스 선로(400)가 접지점의 역할을 할 수 있기 때문에 입력단자(311 내지 341), 출력단자(370) 및 저항단자(315 내지 345)와 직접 연결되지 않는 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 유전체의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 유전체(500)는 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)를 이격시킴과 동시에 간격을 유지시킬 수 있다. 유전체(500)는 이격지지부(510), 고정부(520) 및 안착 홈(530)을 포함할 수 있다.
이격지지부(510)는 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)의 사이에 배치되어 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)의 간격을 유지시킬 수 있다. 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)간 간격을 변경할 필요가 있는 경우 이격지지부(510)의 폭을 조절할 수 있다.
고정부(520)는 한 쌍이 이격지지부(510)를 사이에 두고 각각 이격지지부(510)와 일정간격을 두어 배치될 수 있다. 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)의 외측에 배치되어 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)를 고정시킬 수 있다.
안착 홈(530)은 전송 선로(300)와 베이스 선로(400)가 안착될 수 있게 이격지지부(510) 및 한 쌍의 고정부(530)의 사이에 움푹 들어가도록 오목하게 형성될 수 있다.
유전체(500)는 절연고무, 세라믹 섬유 등을 포함한 공지의 어떠한 절연물질로 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송선로의 정면도이다.
도 10을 참조하면, 전송 선로(300)는 복수의 분할 전송 선로를 포함할 수 있다. 도면에서는 4개의 분할 전송 선로(310 내지 340)가 도시되었으나, 이는 예시적인 것이고 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 분할 전송 선로의 개수에는 제한이 없다.
편의상 도 10에서 동쪽방향을 제1방향, 서쪽방향을 제2방향, 남쪽방향을 제3방향, 북쪽방향을 제4방향으로 정의한다. 이는 각 분할 전송 선로(310 내지 340)의 꺾임 방향을 용이하게 설명하기 위함이다.
도 10을 참조하면, 전송 선로(300)는 제1분할 전송선로(310) 내지 제4분할 전송선로(340)을 포함할 수 있다.
제1분할 전송선로(310)와 제4분할 전송선로(340), 그리고 제2분할 전송선로(320)와 제3분할 전송선로(330)는 중앙의 제1방향 또는 제2방향의 가상의 직선을 중심으로 대칭으로 형성될 수 있다.
제1분할 전송선로(310)는 제1-1측(310-1)을 시작점으로 제1방향 및 제3방향의 사이로 연장되고 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제1-2측(310-2)에 배치되는 제1입력단자(311)와 연결되고 계속 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1-3측(310-3)에 배치되는 제1저항단자(315)와 연결되고 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향 및 제4방향의 사이로 연장되어 제1-4측(310-4)에서 다른 제2 내지 제3분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제1-5측(310-5)에서 출력단자(370)와 연결될 수 있다.
제2분할 전송선로(320)는 제2-1측(320-1)을 시작점으로 제2방향 및 제3방향의 사이로 연장되고 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되고 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제2-2측(320-2)에 배치되는 제2입력단자(321)와 연결되고 계속 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되어 제2-3측(320-3)에 배치되는 제2저항단자(325)와 연결되며, 계속 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향 및 제4방향의 사이로 연장되어 제2-4측(320-4)에서 다른 제1 및 제3 내지 제4 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제2-5측(320-5)에서 출력단자(370)에 연결될 수 있다.
제3분할 전송선로(330)는 제3-1측(330-1)을 시작점으로 제2방향 및 제4방향의 사이로 연장되고 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되고 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3-2측(330-2)에 배치되는 제3입력단자(331)와 연결되고 계속 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되어 제3-3측(330-3)에 배치되는 제3저항단자(335)와 연결되며, 계속 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향 및 제3방향의 사이로 연장되어 제3-4측(330-4)에서 다른 제1 내지 제2 및 제4 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제3-5측(330-5)에서 출력단자(370)에 연결될 수 있다.
제4분할 전송선로(340)는 제4-1측(340-1)을 시작점으로 제1방향 및 제4방향의 사이로 연장되고 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4-2측(340-2)에 배치되는 제4입력단자(341)와 연결되고 계속 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4-3측(340-3)에 배치되는 제4저항단자(345)와 연결되고 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향 및 제3방향의 사이로 연장되어 제4-4측(340-4)에서 다른 제1 내지 제3 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제4-5측(340-5)에서 출력단자(370)에 연결될 수 있다.
여기서, 제1측(310-1 내지 340-1) 내지 제5측(310-5 내지 340-5)은 각 연결지점을 용이하게 설명하기 위해 정의한 것이고, 순서가 정해진 것은 아니다. 예를 들어, 제1측이 제2측과 제3측의 사이에 위치될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제4분할 전송 선로는 제1-2측(310-2) 내지 제4-2측(340-2)을 기점으로 각 분할 전송선로의 폭이 증가될 수 있다. 또한, 제1-3측(310-3) 내지 제4-3측(340-3)을 기점으로 각 분할 전송선로의 폭이 감소될 수 있다. 이는 고주파 신호를 전달할 때 저항의 변화에 따라 해당 위치의 저항에 맞게 그 폭에 변화를 주는 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 베이스 선로의 정면도이다.
베이스 선로(400)는 복수의 분할 베이스 선로(410 내지 440)를 포함할 수 있다. 도면에서는 4개의 분할 베이스 선로(410 내지 440)가 도시되었으나, 이는 예시적인 것이고 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 분할 베이스 선로의 개수에는 제한이 없다.
편의상 도 10에서와 했던 것처럼 방향을 정의하지만 좌 우 방향만 반대로 도11에서 서쪽방향을 제1방향, 동쪽방향을 제2방향, 남쪽방향을 제3방향, 북쪽방향을 제4방향으로 정의한다. 이는 각 분할 전송 선로(310 내지 340)의 꺾임 방향을 용이하게 설명하기 위함이다.
도 11을 참조하면, 베이스 선로(400)는 제1분할 베이스 선로(410) 내지 제4분할 베이스 선로(440)을 포함할 수 있다.
제1분할 베이스 선로(410)와 제4분할 베이스 선로(440), 그리고 제2분할 베이스 선로(420)와 제3분할 베이스 선로(430)는 중앙의 제1방향 또는 제2방향의 가상의 직선을 중심으로 대칭으로 형성될 수 있다.
제1분할 베이스 선로(410)는 제1-6측(410-6)을 시작점으로 제1방향 및 제3방향의 사이로 연장되고 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제1-7측(410-7)에 배치되는 제1입력단자(311)와 인접하게 배치되고 계속 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1-8측(410-8)에 배치되는 제1저항단자(315)와 인접하게 배치되고 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향 및 제4방향의 사이로 연장되어 제1-9측(410-9)에서 다른 제2 내지 제3분할 베이스 선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제1-10측(410-10)에서 출력단자(370)와 인접하게 배치될 수 있다.
제2분할 베이스 선로(420)는 제2-6측(420-6)을 시작점으로 제2방향 및 제3방향의 사이로 연장되고 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되고 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제2-7측(420-7)에 배치되는 제2입력단자(321)와 인접하게 배치되고 계속 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되어 제2-8측(420-8)에 배치되는 제2저항단자(325)와 인접하게 배치되며, 계속 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향 및 제4방향의 사이로 연장되어 제2-9측(420-9)에서 다른 제1 및 제3 내지 제4 분할 베이스 선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제2-10측(420-10)에서 출력단자(370)에 인접하게 배치될 수 있다.
제3분할 베이스 선로(430)는 제3-6측(430-6)을 시작점으로 제2방향 및 제4방향의 사이로 연장되고 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되고 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3-7측(430-7)에 배치되는 제3입력단자(331)와 인접하게 배치되고 계속 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되어 제3-8측(430-8)에 배치되는 제3저항단자(335)와 인접하게 배치되며, 계속 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향 및 제3방향의 사이로 연장되어 제3-9측(430-9)에서 다른 제1 내지 제2 및 제4 분할 베이스 선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제3-10측(430-10)에서 출력단자(370)에 인접하게 배치될 수 있다.
제4분할 베이스 선로(440)는 제4-6측(440-6)을 시작점으로 제1방향 및 제4방향의 사이로 연장되고 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4-7측(440-7)에 배치되는 제4입력단자(341)와 인접하게 배치되고 계속 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4-8측(440-8)에 배치되는 제4저항단자(345)와 인접하게 배치되고 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향 및 제3방향의 사이로 연장되어 제4-9측(440-9)에서 다른 제1 내지 제3 분할 베이스 선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제4-10측(440-10)에서 출력단자(370)에 연결될 수 있다.
여기서, 전송 선로의 제1측(310-1 내지 340-1) 내지 제5측(310-5 내지 340-5)의 번호와 충돌을 피하기 위해 제6측 내지 제10측으로 정의하였다.
제6측(410-6 내지 440-6) 내지 제10측(410-10 내지 440-10)은 각 연결지점을 용이하게 설명하기 위해 정의한 것이고, 순서가 정해진 것은 아니다. 예를 들어, 제6측이 제7측과 제8측의 사이에 위치될 수 있다.
여기서, 제1 내지 제4분할 베이스 선로는 제1-7측(410-7) 내지 제4-7측(440-7)을 기점으로 각 분할 베이스 선로의 폭이 증가될 수 있다. 또한, 제1-8측(410-8) 내지 제4-8측(440-8)을 기점으로 각 분할 베이스 선로의 폭이 감소될 수 있다. 이는 고주파 신호를 전달할 때 저항의 변화에 따라 해당 위치의 저항에 맞게 그 폭이 변화되는 전송 선로(300)에 대칭되게 하기 위함이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치의 전송선로와 베이스선로 간 간섭영역(b)과 종래의 pcb인쇄기판의 간섭영역(a)을 비교한 비교도이다.
도 12를 참조하면, 베이스 선로(400)를 전송 선로(300)와 그 길이와 폭까지 맞추어서 대칭되게 하는 이유는 아래와 같다.
전송 선로(300)에 고주파가 흐를 때, 대면한 베이스 선로(400)와의 사이에서 전기장영역이 형성되는데, 이를 간섭영역이라 한다. 간섭영역이 크면 전송 선로(300)간 거리를 멀리 띄어 놓아야 신호장애가 생기지 않는다. 도 12(a)의 종래기술과 같이 베이스 선로가 일반 평면일 경우 전송 선로와의 사이에서 간섭영역이 넓게 생기게 되므로 전송 선로간 거리(A)가 넓어져야 하는 반면에, 도 12(b)의 본 발명과 같이 베이스 선로(400)가 전송 선로(300)와 길이와 폭이 완전히 같게 되면 간섭영역이 현저하게 줄어들기 때문에 전송 선로(300)간 거리(B)를 멀리 띄어 놓지 않아도 되므로 공간활용성이 높아진다. 즉, A>B이므로 본 발명에 따른 결합장치에 의하면 공간활용성이 높아진다.
본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
200: 케이스
300: 전송 선로
400: 베이스 선로
500: 유전체

Claims (8)

  1. 베이스 선로;
    상기 베이스 선로에 대향하도록 배치되며 상기 베이스 선로와 전기적으로 연결되고 하나 이상의 입력단자, 출력단자 및 저항단자를 포함하는 전송 선로;
    상기 베이스 선로와 전송 선로의 간격을 유지시키는 하나 이상의 유전체;
    상기 입력단자, 출력단자 및 저항단자가 노출되게 하는 홀을 포함하고 상기 베이스 선로 및 상기 전송 선로를 감싸도록 구성되는 케이스
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 입력단자를 통해 입력되는 저출력의 고주파를 하나의 출력단자를 통해 고출력의 고주파로 출력하도록 가이젤(Gysel)결합되어 구성되는 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 선로는 복수의 분할 전송 선로를 포함하며,
    상기 분할 전송 선로는,
    제1측은 복수의 분할 전송 선로 간 연결되고, 제2은 상기 입력단자와 연결되며, 제3측은 상기 저항단자와 연결되고, 제4측은 다시 복수의 분할 전송 선로 간 연결되며, 제5측은 상기 출력단자와 연결되고,
    상기 베이스 선로는 복수의 분할 베이스 선로를 포함하고,
    상기 분할 베이스 선로는,
    제6측은 복수의 분할 베이스 선로 간 연결되고, 제7측은 상기 입력단자와 인접하며, 제8측은 저항단자와 인접하고, 제9측은 복수의 분할 베이스 선로 간 연결되며, 제10측은 출력단자와 인접하고,
    상기 복수의 분할 베이스 선로는,
    상기 복수의 분할 전송 선로와 대향하되 대칭 배치되는 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 입력단자, 출력단자의 입력방향 또는 출력방향은
    상기 베이스 선로 및 상기 전송 선로의 평면과 수직인 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 분할 전송 선로는 제1분할 전송선로 내지 제4분할 전송선로를 포함하고,
    상기 분할 베이스 선로는 제1분할 베이스선로 내지 제4분할 베이스선로를 포함하며,
    상기 제1분할 전송선로는,
    제1-1측을 시작점으로 제1방향 및 제3방향의 사이로 연장되고 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제1-2측에 배치되는 제1입력단자와 연결되고 계속 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1-3측에 배치되는 제1저항단자와 연결되고 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향 및 제4방향의 사이로 연장되어 제1-4측에서 다른 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 제1-5측에서 상기 출력단자와 연결되며,
    상기 제4분할 전송선로는,
    제4-1측을 시작점으로 제1방향 및 제4방향의 사이로 연장되고 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4-2측에 배치되는 제4입력단자와 연결되고 계속 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4-3측에 배치되는 제4저항단자와 연결되고 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향 및 제3방향의 사이로 연장되어 제4-4측에서 다른 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 상기 출력단자에 연결되는 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2분할 전송선로는,
    제2-1측을 시작점으로 제2방향 및 제3방향의 사이로 연장되고 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되고 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제2-2측에 배치되는 제2입력단자와 연결되고 계속 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되어 제2-3측에 배치되는 저항단자와 연결되며, 계속 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제4방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향 및 제4방향의 사이로 연장되어 제2-4측에서 다른 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 상기 출력단자에 연결되는 것
    상기 제3분할 전송선로는,
    제3-1측을 시작점으로 제2방향 및 제4방향의 사이로 연장되고 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되고 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제1방향으로 만곡되어 연장되다가 제3-2측에 배치되는 제3입력단자와 연결되고 계속 연장되다가 제4방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제2방향으로 만곡되어 연장되다가 제3방향으로 만곡되어 연장되어 제3-3측에 배치되는 저항단자와 연결되며, 계속 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제1방향으로 만곡되어 연장되고, 다시 제3방향으로 만곡되어 연장되다가 제2방향으로 만곡되어 연장되며, 다시 제2방향 및 제3방향의 사이로 연장되어 제3-4측에서 다른 분할 전송선로와 연결되고, 제2방향으로 만곡 연장되어 상기 출력단자에 연결되는 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4분할 전송 선로는,
    상기 제1-2측 내지 제4-2측을 기점으로 각 분할 전송 선로의 폭이 증가되고,
    상기 제1-3측 내지 제4-3측을 기점으로 각 분할 전송 선로의 폭이 감소되는 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분할 전송 선로 간 연결되는 제1측 및 상기 분할 베이스 선로 간 연결되는 제6측이 x자 형태인 것
    을 특징으로 하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유전체는,
    상기 베이스 선로와 상기 전송 선로의 사이에 배치되어 상기 베이스 선로와 상기 전송 선로의 간격을 유지시키는 이격지지부;
    상기 베이스 선로 및 상기 전송 선로의 외측에 배치되어 상기 베이스 선로와 상기 전송 선로를 고정시키는 하나 이상의 고정부; 및
    상기 베이스 선로와 상기 전송 선로가 안착될 수 있게 상기 이격지지부 및 상기 고정부의 사이에 형성되는 안착 홈
    을 포함하는 평행판을 이용한 RF 고출력용 결합장치.
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