KR0168910B1 - Electric power distributor synthesizer using duplication coupling transmission line pair - Google Patents
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Abstract
본 발명은 높은 주파수에서 유용한 전송선로의 결합 특성을 이용하며 또한 전체적으로 회로 크기를 줄일수 있는 구조의 하이브리드 전력 분배/합성기를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a hybrid power divider / synthesizer that utilizes the coupling characteristics of transmission lines useful at high frequencies and can reduce circuit size overall.
본 발명은 각각은 전송선로 2개를 이중 결합하여 구성되고, 서로 루프를 이루도록 연결된 제1 내지 제4이중결합선쌍과, 상기 제1 및 제2이중 결합선쌍의 접속점에 일단이 연결되고 타단은 저항을 통해 입력단(출력단)에 연결된 제1전송선로와, 상기 제2 및 제3이중결합선쌍의 접속점에 일단이 연결되고 타단은 저항을 통해 종단(격리)단에 연결된 제2전송선로와, 상기 제3 및 제4이중 결합선쌍의 접속점에 일단이 연결되고 타단은 저항을 통해 출력단(입력단)에 연결된 제3 전송선로와, 상기 제4 및 제1이중결합선쌍의 접속점에 일단이 연결되고 타단은 저항을 통해 출력단(입력단)에 연결된 제4 전송선로를 구비한다.The present invention is configured by double coupling two transmission lines, each of which comprises a pair of first to fourth double coupling lines connected to form a loop with each other, one end of which is connected to a connection point of the first and second double coupling line pairs, and the other end of the A first transmission line connected to an input terminal (output terminal) through a second transmission line connected at one end to a connection point of the pair of second and third double coupling lines and the other end connected to a terminal (isolating) terminal through a resistor; One end is connected to a connection point of the third and fourth double coupling line pairs, and the other end thereof is connected to a third transmission line connected to an output terminal (input end) through a resistor, and one end is connected to the connection point of the fourth and first double coupling line pairs, and the other end is a resistance. A fourth transmission line connected to the output terminal (input terminal) through the.
Description
제1도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 일실시예 구성도.1 is a diagram illustrating an embodiment of a power divider / synthesizer using a double-coupled transmission line pair according to the present invention.
제2도는 본 발명에 적용되는 2단자망으로 구성된 이중결합 전송선로쌍의 일실시예 구성도.2 is a configuration diagram of an embodiment of a double-coupled transmission line pair composed of a two-terminal network applied to the present invention.
제3a도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 각 입출력단자에서의 정합 특성도.3a is a matching characteristic diagram at each input / output terminal of a power splitter / compositor using a double coupled transmission line pair according to the present invention.
제3b도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 입출력 삽입손실을 나타내는 특성도.Figure 3b is a characteristic diagram showing the input and output insertion loss of the power divider / synthesizer using a double coupled transmission line pair according to the present invention.
제3c도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 각 단자들간의 격리상태를 나타내는 특성도.Figure 3c is a characteristic diagram showing the isolation between each terminal of the power splitter / synthesizer using a double-coupled transmission line pair according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
ITL-1 내지 ITL-4 : 입출력용 전송선로ITL-1 to ITL-4: I / O transmission line
S-1 내지 S-4 : 폐루프를 형성하는 이중결합 전송선로쌍S-1 to S-4: Double-coupled transmission line pair forming a closed loop
본 발명은 하이브리드(Hybrid) 전력 분배/합성기에 관한 것으로서, 특히 위성통신, 이동통신 및 개인통신 등의 무선 주파수(RF : Radio Frequency) 시스템을 구성하는 부품들인 위상 천이기, 평형 혼합기, 변조기, 안테나 빔, 평형 증폭기, 전력 분배기 등에 널리 이용될 수 있는 다수의 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid power distribution / synthesizer, and in particular, phase shifters, balanced mixers, modulators, and antennas, which are components constituting radio frequency (RF) systems such as satellite communications, mobile communications, and personal communications. The present invention relates to a power divider / synthesizer using a plurality of double-coupled transmission line pairs that can be widely used in beams, balanced amplifiers, power dividers, and the like.
전력 분배기는 (초)고주파 회로나 시스템의 응용에 있어서 매우 중요한 소자로서 E.J.Wilkinson이 1960년 IRE Trans. Microwave Theory Tech., vo1. MTT-8호에 처음으로 N-way 전력 분배기를 제시한 이래 지금까지 윌킨슨 N-way 전력 분배기를 변형한 전력 분배기, 90°하이브리드 브랜치 라인 전력 분배기, 원형 하이브리드 전력 분배기, 랜지 결합기 등 다양한 형태의 수많은 전력 분배기들에 대한 연구 결과가 발표되었다.The power divider is a very important element in the application of ultra-high frequency circuits and systems. E.J. Wilkinson published the IRE Trans. Microwave Theory Tech., Vo1. Since the first N-way power divider in the MTT-8, there have been numerous variants of the Wilkinson N-way power divider, including power dividers, 90 ° hybrid branch line power dividers, circular hybrid power dividers, and range combiners. A study of power dividers has been published.
그러나, 기존의 (초)고주파 회로나 시스템에서 많이 이용되고 있는 90°하이브리드 브랜치라인 전력 분배기, 원형 하이브리드 전력 분배기 그리고 그것의 변형된 구조들은 전송선로간의 결합관계가 없는 비결합 구조이므로, 결합 특성을 이용할 수 없었기 때문에, 전체적으로 구성 회로의 크기가 너무 커지는 문제점이 있었다.However, the 90 ° hybrid branchline power divider, the circular hybrid power divider, and its modified structures, which are widely used in existing (ultra) high frequency circuits or systems, are non-coupling structures with no coupling between transmission lines. Since it was not available, there was a problem that the size of the constituent circuit became too large overall.
따라서, 본 발명은 높은 주파수에서 유용한 전송선로의 결합 특성을 이용할수 있도록 하여, 전송선로의 결합인자와 결합선의 전기적인 길이를 상호 조절할수 있는 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a power distribution / synthesizer using a double-coupled transmission line pair capable of mutually controlling the coupling line of the transmission line and the electrical length of the coupling line by making it possible to use the coupling characteristics of the transmission line useful at high frequencies. Its purpose is to.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터의 제1입력전력을 입력하고, 합성되어 전달된 합성전력을 출력하는 제1전송선로; 상기 제1입력전력에서 분배된 제1분배전력을 출력하고, 외부로부터의 제2입력전력을 입력하는 제2전송선로; 상기 제1입력전력에서 분배된 제2분배전력을 출력하고, 상기 제2입력전력과 소정의 위상차를 갖는 제3입력전력을 입력하는 제3전송선로; 전력 전달 종단용 제4전송선로; 및 상기 제1전송선로를 통해 전달된 상기 제1입력전력을 상기 제1 및 제2분배전력으로 분배하고, 상기 제2 및 제3 전송선로를 통해 전달된 상기 제2 및 제3 입력전력을 합성하여 상기 합성전력을 상기 제1전송선로를 통해 출력하기 위하여, 제1 내지 제4 전송선로에 각각 연결된 폐루프(loop)를 형성하는 제1 내지 제4 이중결합 전송선로쌍을 포함한다.The present invention for achieving the above object, the first transmission line for inputting the first input power from the outside, and outputs the synthesized power transmitted; A second transmission line which outputs a first divided power distributed from the first input power and inputs a second input power from the outside; A third transmission line configured to output a second divided power distributed from the first input power, and input a third input power having a predetermined phase difference from the second input power; A fourth transmission line for power transmission termination; And distributing the first input power delivered through the first transmission line to the first and second divided powers, and synthesizing the second and third input power delivered through the second and third transmission lines. In order to output the synthesized power through the first transmission line, and includes a first to fourth double coupled transmission line pair to form a closed loop (loop) connected to each of the first to fourth transmission line.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
제1도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 일실시예 구성도이다.1 is a diagram illustrating an embodiment of a power divider / synthesizer using a double-coupled transmission line pair according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기는, 외부로부터의 제1 입력전력을 입력하고, 합성되어 전달된 합성전력을 출력하는 전송선로(ITL-1)와, 상기 제1 입력전력에서 분배된 제1 분배전력을 출력하고, 외부로부터의 제2입력전력을 입력하는 전송선로(ITL-2)와, 상기 제1입력전력에서 분배된 제2분배전력을 출력하고, 상기 제2입력전력과 소정의 위상차를 갖는 제3입력전력을 입력하는 전송선로(ITL-3)와, 전력 전달 종단용 전송선로(ITL-4)와, 상기 제1전송선로를 통해 전달된 상기 제1입력전력을 상기 제1 및 제2분배전력으로 분배하고, 상기 제2 및 제3 전송선로를 통해 전달된 상기 제2 및 제3 입력전력을 합성하여 상기 합성전력을 상기 제1전송선로를 통해 출력하기 위하여, 전송선로(ITL-1 내지 ITL-4)에 각각 연결된 폐루프(loop)를 형성하는 이중결합 전송선로쌍(S-1 내지 S-4)을 구비한다.As shown in the figure, a power splitter / synthesizer using a double-coupled transmission line pair according to an embodiment of the present invention, a transmission line for inputting the first input power from the outside, and outputs the synthesized and transmitted synthesized power (ITL-1), a transmission line (ITL-2) for outputting the first divided power distributed from the first input power, and inputting the second input power from the outside, and the first input power distributed from the first input power. A transmission line (ITL-3) for outputting a second divided power and inputting a third input power having a predetermined phase difference from the second input power, a transmission line (ITL-4) for power transmission termination, and the first The first input power transmitted through the first transmission line is distributed to the first and second divided powers, and the synthesis is performed by synthesizing the second and third input powers transmitted through the second and third transmission lines. In order to output power through the first transmission line, transmission lines ITL-1 to ITL-4 And double coupling transmission line pairs S-1 to S-4, each of which forms a closed loop connected to each other.
이중결합 전송선로쌍(S-1)의 우모드 전기적 길이 (θe1)와 기모드 전기적 길이 (θ1)는 동일하고, 이중결합 전송선로쌍(s-1)의 우모드 특성 임피던스 (Ze1)와 기모드 특성 임피던스 (Z1)는 동일하다.The right mode electrical length (θ e1 ) and the pre -mode electrical length (θ 1 ) of the double-coupled transmission line pair (S-1) are the same, and the right-mode characteristic impedance (Z e1 ) of the double-coupled transmission line pair (s-1). ) And the pre-mode characteristic impedance (Z 1 ) are the same.
이중결합 전송선로쌍(S-3)의 우모드 전기적 길이 (θe3)와 기모드 전기적 길이 (θ3)는 동일하고, 이중결합 전송선로쌍(s-3)의 우모드 특성 임피던스 (Ze3)와 기모드 특성 임피던스 (Z3)는 동일하다.The right mode electrical length (θ e3 ) and the pre -mode electrical length (θ 3 ) of the double-coupled transmission line pair (S-3) are the same, and the right-mode characteristic impedance (Z e3 ) of the double-coupled transmission line pair (s-3). ) And the pre-mode characteristic impedance (Z 3 ) are the same.
그리고, 이중결합 전송선로쌍(S-1)의 우모드 전기적 길이 (θel)와, 이중결합 전송선로쌍(s-3)의 우모드 전기적 길이 (θe3)는 동일하고, 마찬가기로 이중결합 전송선로쌍(S-1)의 기모드 전기적 길이(θ1)와 이중결합 전송선로쌍(S-3)의 기모드 전기적 길이 (θ3)는 동일하다. 또한, 이중결합 전송선로쌍(S-1)의 우모드 특성 임피던스 (Ze1)와 이중결합 전송선로쌍(s-3)의 우모드 특성 임피던스(Ze3)는 동일하며, 이중결합 전송선로쌍(S-1)의 기모드 특성 임피던스 (Zo1)와 이중결합 전송선로쌍(s-3)의 기모드 특성 임피던스 (Zo3)는 동일하다.The right mode electrical length θ el of the double coupled transmission line pair S-1 and the right mode electrical length θ e3 of the double coupled transmission line pair s-3 are the same. electrically coupled to the odd mode of the transmission line pair (S-1) standby electric length (θ 1) with a double bond transmission line pair (S-3) of the length (θ 3) is the same. In addition, the right mode characteristic impedance Z e1 of the double coupled transmission line pair S-1 and the right mode characteristic impedance Z e3 of the double coupled transmission line pair s-3 are the same, and the double coupled transmission line pair The pre -mode characteristic impedance Z o1 of (S-1) and the pre -mode characteristic impedance Z o3 of the double-coupled transmission line pair s-3 are the same.
이중결합 전송선로쌍(S-2)의 우모드 전기적 길이 (θe2)와 기모드 전기적 길이 (θo2)는 동일하고, 이중결합 전송선로쌍(s-2)의 우모드 특성 임피던스 (Ze2)와 기모드 특성 임피던스 (Z2)는 동일하다.The right mode electrical length (θ e2 ) and the pre -mode electrical length (θ o2 ) of the double-coupled transmission line pair (S-2) are the same, and the right-mode characteristic impedance (Z e2 ) of the double-coupled transmission line pair (s-2). ) And the pre-mode characteristic impedance (Z 2 ) are the same.
이중결합 전송선로쌍(S-4)의 우모드 전기적 길이 (θe4)와 기모드 전기적 길이 (θo4)는 동일하고, 이중결합 전송선로쌍(s-4)의 우모드 특성 임피던스 (Ze4)와 기모드 특성 임피던스(Z4)는 동일하다.The right mode electrical length (θ e4 ) and the pre -mode electrical length (θ o4 ) of the double-coupled transmission line pair (S-4) are the same, and the right-mode characteristic impedance (Z e4 ) of the double-coupled transmission line pair (s-4). ) And the pre-mode characteristic impedance Z 4 are the same.
그리고, 이중결합 전송선로쌍(S-2)의 우모드 전기적 길이 (θe2)와, 이중결합 전송선로쌍(s-4)의 우모드 전기적 길이 (θe4)는 동일하고, 마찬가기로 이중결합 전송선로쌍(S-2)의 기모드 전기적 길이 (θ2)와 이중결합 전송선로쌍(S-4)의 기모드 전기적 길이 (θ4)는 동일하다. 또한, 이중결합 전송선로쌍(S-2)의 우모드 특성 임피던스 (Ze2)와 이중결합 전송선로쌍(s-4)의 우모드 특성 임피던스 (Ze4)는 동일하며, 이중결합 전송선로쌍(S-2)의 기모드 특성 임피던스 (Zo2)와 이중결합 전송선로쌍(s-4)의 기모드 특성 임피던스 (Zo4)는 동일하다.The right mode electrical length θ e2 of the double coupled transmission line pair S-2 and the right mode electrical length θ e4 of the double coupled transmission line pair s-4 are the same, and the same standby electric length (θ 4) of a coupled transmission line pair (S-2) standby electric length (θ 2) with a double bond transmission line pair (S-4) of the same. In addition, the right mode characteristic impedance Z e2 of the double coupled transmission line pair S-2 and the right mode characteristic impedance Z e4 of the double coupled transmission line pair s-4 are the same, and the double coupled transmission line pair odd mode characteristic impedance (Z o4) of (s-2) odd mode characteristic impedance (Z o2) and a pair of transmission lines to the double bond (s-4) of the same.
여기서, 우모드 특성 임피던스와 우모드 전기적 길이는 각 이중결합 전송선로쌍을 이루는 두 개의 전송선로가 동일한 극성을 갖고 있어, 각 이중결합 전송선로쌍이 접지와 결합하는 경우에 나타나는 특성 임피던스와 전기적 길이를 의미한다. 또한, 기모드 특성 임피던스와 기모드 전기적 길이는 각 이중결합 전송선로쌍을 이루는 두 개의 전송선로가 서로 다른 극성을 갖고 있어, 각 이중결합 전송선로쌍을 이루는 두 개의 전송선로가 결합하는 경우에 나타나는 특성 임피던스와 전기적 길이를 의미한다.Here, the right mode characteristic impedance and the right mode electrical length correspond to the characteristic impedance and the electrical length that appear when the two pairs of the double coupled transmission line pairs have the same polarity, and each pair of the double coupled transmission line pairs with the ground. it means. In addition, the pre-mode characteristic impedance and pre-mode electrical length appear when two transmission lines constituting each double-coupled transmission line pair have different polarities, and thus two transmission lines constituting each double-coupled transmission line pair are combined. Refers to characteristic impedance and electrical length.
그리고, 전송선로(ITL-1 내지 ITL-4)들은 동일한 특성 임피던스 (Zc)와 전기적 길이 (θc)를 갖는다.The transmission lines ITL-1 to ITL-4 have the same characteristic impedance Z c and electrical length θ c .
상기 제1도에 도시된 본 발명의 전력 분배/합성기에서는, 전송선로(ITL-1)를 통해 분배하기 위한 제1입력전력을 입력받고, 상기 제1입력전력을 분배한 제1 및 제2 분배전력은 각각 전송선로(ITL-2, ITL-3)들을 통해 출력하고, 합성하기 위한 제2 및 제3입력전력은 각각 전송선로(ITL-2, ITL-3)를 통해 입력받고, 상기 제2 및 제3입력전력을 합성한 합성전력은 전송선로(ITL-1)를 통해 출력한다. 이 때 전송선로(ITL-4)는 전력 전달을 종단시키기 위한 종단용으로 이용된다.In the power divider / synthesizer of the present invention shown in FIG. 1, the first and second distributions receiving the first input power for distribution through the transmission line ITL-1, and distributing the first input power. Power is output through the transmission lines ITL-2 and ITL-3, respectively, and second and third input powers for synthesis are received through the transmission lines ITL-2 and ITL-3, respectively. And the synthesized power synthesized with the third input power is output through the transmission line ITL-1. At this time, the transmission line ITL-4 is used for terminating the power transmission.
그러나, 본 발명의 전력 분배/합성기는 상기 제1 입력전력을 입력받는 전송선로의 위치에 따라 다음과 같이 동작하는 특징을 갖는다.However, the power divider / synthesizer of the present invention operates as follows according to the position of the transmission line receiving the first input power.
상기 제1입력전력을 전송선로(ITL-2)를 통해 입력받는 경우에, 상기 제1입력전력을 분배한 제1 및 제2분배전력을 각각 전송선로(ITL-1, ITL-4)들을 통해 출력하고, 합성하기 위한 제2 및 제3 입력전력은 각각 전송선로(ITL-1, ITL-4)들을 통해 입력받고, 상기 제2 및 제3입력전력을 합성한 합성전력은 전송선로(ITL-2)를 통해 출력한다. 이 때, 전송선로(ITL-3)는 전력 전달을 종단시키기 위한 종단용으로 이용된다.When the first input power is received through the transmission line ITL-2, the first and second divided powers of the first input power are respectively distributed through the transmission lines ITL-1 and ITL-4. The second and third input powers for output and synthesis are input through the transmission lines ITL-1 and ITL-4, respectively, and the combined power obtained by synthesizing the second and third input powers is the transmission line ITL-. Output through 2). At this time, the transmission line ITL-3 is used for termination for terminating power transmission.
상기 제1입력전력을 전송선로(ITL-3)를 통해 입력받는 경우에, 상기 제1입력전력을 분배한 제1 및 제2분배전력은 각각 전송선로(ITL-1, ITL-4)들을 통해 출력하고, 합성하기 위한 제2 및 제3입력전력은 각각 전송선로(ITL-1, ITL-4)들을 통해 입력받고, 상기 제2 및 제3 입력전력을 합성한 합성전력은 전송선로(ITL-3)를 통해 출력한다. 이 때, 전송선로(ITL-2)는 전력 전달을 종단시키기 위한 종단용으로 이용된다.When the first input power is received through the transmission line ITL-3, the first and second divided powers that distribute the first input power are respectively transmitted through the transmission lines ITL-1 and ITL-4. The second and third input powers for output and synthesis are input through the transmission lines ITL-1 and ITL-4, respectively, and the synthesized power obtained by synthesizing the second and third input powers is the transmission line ITL-. Output through 3). At this time, the transmission line ITL-2 is used for termination for terminating power transmission.
상기 제1입력전력을 전송선로(ITL-4)를 통해 입력받는 경우에, 상기 제1입력전력을 분배한 제1 및 제2분배전력은 각각 전송선로(ITL-2, ITL-3)들을 통해 출력하고, 합성하기 위한 제2 및 제3입력전력은 각각 전송선로(ITL-2, ITL-3)들을 통해 입력받고, 상기 제2 및 제3입력전력을 합성한 합성전력은 전송선로(ITL-4)를 통해 출력한다. 이 때, 전송선로(ITL-1)는 전력 전달을 종단시키기 위한 종단용으로 이용된다.When the first input power is received through the transmission line ITL-4, the first and second divided powers that distribute the first input power are respectively transmitted through the transmission lines ITL-2 and ITL-3. The second and third input powers for outputting and synthesizing are input through the transmission lines ITL-2 and ITL-3, respectively, and the synthesized power obtained by synthesizing the second and third input powers is the transmission line ITL-. Output through 4). At this time, the transmission line ITL-1 is used for termination for terminating power transmission.
도면에 도시된 구조는 평면형 구조로서 중심 주파수에서 이론적으로 모든 입출력단자에서의 정합 성능(또는 입출력 반사손실 성능)과 각 단자간의 분리도 성능(또는 격리도 성능)이 완벽하다.The structure shown in the figure is a planar structure, and perfect matching performance (or input / output return loss performance) and separation performance (or isolation performance) at each input and output terminal theoretically at the center frequency.
전송선로(ITL-1, ITL-4)들은 특성 임피이던스 (Zc)가 50 ohm으로 동일하고, 또한 전기적 길이 (θc)는 90°로 동일하다. 여기서, 전송선로의 전기적인 길이는 임의로 설정될 수 있으며, 이 때 입출력되는 전력의 위상차만 달라질뿐 주요 성능(입출력 반사손실, 삽입손실, 단자간 격리도등)에는 변함이 없다.The transmission lines ITL-1 and ITL-4 have the same characteristic impedance (Z c ) of 50 ohms and the electrical length (θ c ) of 90 °. In this case, the electrical length of the transmission line may be arbitrarily set. At this time, only the phase difference of the input / output power is changed, but the main performance (input / output return loss, insertion loss, isolation between terminals, etc.) does not change.
그리고, 저항(R-1 내지 R-4)들은 50ohm의 저항값을 갖는데, 이는 위치 부호 ① 내지 ④에서 측정되는 등가 임피이던스를 의미한다.In addition, the resistors R-1 to R-4 have a resistance value of 50 ohms, which means an equivalent impedance measured at positions ① and ④.
제2도는 발명된 새로운 형태의 하이브리드 전력 분배/합성기를 해석하기 위한 2단자망으로 구성된 기본적인 이중 결합선쌍의 구조를 보여준다. 이것의 2단자망 Z-매개변수는 아래와 같이 유도된다.Figure 2 shows the structure of a basic double bond line pair consisting of a two-terminal network for analyzing the new type of hybrid power divider / synthesizer invented. Its two-terminal network Z-parameter is derived as follows.
여기서, j : 허수 연산자이고, Ze: 우모드(even mode)의 특성 임피이던스이며, Zc: 기모드(odd mode)의 특성 임피이던스이고, θe: 우모드(even mode)의 전기적인 길이이며, θo: 기모드(odd mode)의 전기적인 길이이다.Where j is an imaginary operator, Z e is a characteristic impedance of an even mode, Z c is a characteristic impedance of an odd mode, and θ e is an electrical length of an even mode. , θ o : The electrical length of the odd mode (odd mode).
전송선로(ITL-1, ITL-4)의 특성 임피이던스 Zc가 50ohm이고 전기적 길이 θc가 90°이다. 여기서, 전송선로의 전기적인 길이는 임의로 설정될 수 있으며, 이때 입출력의 위상차만 달라질 뿐 주요 성능(입출력 반사손실, 삽입손실, 단자간 격기도등)에는 변함이 없다. 저항(R-1 내지 R-4)들은 모두 50ohm들로서 각 위치 부호 ① 내지 ④에서 관측된 등가 임피이던스를 의미한다.The characteristic impedance Z c of the transmission lines ITL-1 and ITL-4 is 50 ohm and the electrical length θ c is 90 °. Here, the electrical length of the transmission line can be arbitrarily set, and only the phase difference between the input and output is changed, but the main performance (input and output return loss, insertion loss, inter-terminal spacing, etc.) does not change. The resistors R-1 to R-4 are all 50 ohms, which means the equivalent impedance observed at each of the positions 1 to 4.
제2도의 기본적인 이중 결합선쌍 구조의 2단자망 매개변수들을 이용할 때 상기 제1도의 발명된 구조가 출력 단자간에 90°위상차를 갖는 M:N 전력 분배기로 동작하기 위해서는 서로 마주보는 이중결합 전송선로쌍의 회로변수들이 동일해야한다. 즉, 위치 부호 ⑤와 ⑥의 2단자망을 도시하는 부호 [CTLP-1]과 위치 부호 ⑦과 ⑧의 2단자망을 도시하는 부호 [CTLP-3] 그리고 위치 부호 ⑥과 ⑦의 2단자망을 도시하는 부호 [CTLP-2]와 위치 부호 ⑧과 ⑤의 2단자망을 도시하는 부호 [CTLP-4]는 아래와 같이 각각 동일한 회로변수들을 갖는다.Using the two-terminal network parameters of the basic double bond line pair structure of FIG. 2, the pair of double-coupled transmission lines facing each other in order to operate the M: N power divider with a 90 ° phase difference between the output terminals The circuit parameters of must be the same. Namely, the code [CTLP-1] showing the two-terminal network of the position codes ⑤ and ⑥, the code [CTLP-3] showing the two-terminal network of the position codes ⑦ and ⑧ and the two-terminal network of the position codes ⑥ and ⑦ The code [CTLP-2] shown and the code [CTLP-4] showing the two-terminal network of the position codes (8) and (5) have the same circuit variables as follows.
그리고, 이중결합 전송선로쌍(S-1 내지 S-4)는 각 이중 결합선쌍의 종단을 연결하는 이상적인 단락(short)회로를 의미한다.The double coupled transmission line pairs S-1 to S-4 mean ideal short circuits connecting the ends of each double coupled line pair.
본 발명의 하이브리드 구조가 M:N 전력 분배기로 동작하기 위해서는 아래와 같은 조건들이 만족되어야 하며,In order for the hybrid structure of the present invention to operate as an M: N power divider, the following conditions must be satisfied.
또한, 전술한 바와 같은 네가지 조건을 만족하는 기본적인 회로 조건은 아래와 같이 두가지 조건으로 요약된다.In addition, the basic circuit condition that satisfies the four conditions as described above is summarized into the following two conditions.
만약에, 초고주파 회로에 많이 사용되는 마이크로스트립(microstrip) 기판으로 회로를 구성할 때, 서로 다른 우모드 및 기모드 위상속도 효과와 분산 효과를 협대역에서는 무시할 수 있다는 가정하에 상기 기본 회로 조건은 아래와 같이 간략한 기본 설계 조건으로 요약된다.If the circuit is composed of a microstrip substrate, which is widely used in microwave circuits, the basic circuit conditions are as follows under the assumption that different right-mode and pre-mode phase velocity effects and dispersion effects can be ignored in a narrow band. The summary is summarized as follows.
실제적으로, 마이크로스트립으로 전력 분배기 회로를 구현할 때 각 결합선쌍의 선로폭 및 선로간격이 중요하며, 이것을 특징으로 나타내는 매개변수가 아래의 수식으로 정의되는 결합인자(coupling factor)이다.In practice, when implementing a power divider circuit with a microstrip, the line width and line spacing of each couple line pair are important, and the parameter that characterizes this is a coupling factor defined by the following formula.
그러므로, 발명된 새로운 형태의 전력분배기의 회로 변수들을 임의의 전력분배비(M:N)와 구현가능한 결합인자 (Ci)로서 표현하면 아래와 같다.Therefore, the circuit parameters of the invention of the new type of power divider can be expressed as an arbitrary power distribution ratio (M: N) and a coupling factor (C i ) that can be implemented as follows.
예를들어, 결합인자(C1, C2)들이 각각 (-10, -10)[dB]와 (-20, -20)[dB]일 때 아래 도표는 각 출력단에서의 전력비가 1:1, 2:1 그리고 3:1 일때의 회로 변수들의 값을 각각 보여준다.For example, if the coupling factors (C 1 , C 2 ) are (-10, -10) [dB] and (-20, -20) [dB], respectively, the chart below shows the power ratio at each output stage is 1: 1. , 2: 1 and 3: 1 show the values of the circuit variables, respectively.
제3a도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 각 입출력단자에서의 정합 특성도이다.3A is a matching characteristic diagram at each input / output terminal of a power divider / compositor using a double coupled transmission line pair according to the present invention.
제3b도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 입출력 삽입손실을 나타내는 특성도이다.3b is a characteristic diagram illustrating input and output insertion loss of a power divider / compositor using a double coupled transmission line pair according to the present invention.
제3c도는 본 발명에 따른 이중결합 전송선로쌍을 이용한 전력 분배/합성기의 각 단자들간의 격리상태를 나타내는 특성도이다.Figure 3c is a characteristic diagram showing the isolation between the terminals of the power divider / synthesizer using a double-coupled transmission line pair according to the present invention.
기존의 2-웨이(way) 전력 분배/합성기들을 높은 주파수에서 발생할 수 있는 전송 선로간의 결합 특성(coupling charatcteristic)을 고려하지 않은 구조들인 반면에, 전술한 바와 같이 본 발명은 선로간의 결합 특성(coupling characteristic)을 이용한 구조라는데 큰 특징이 있다.While the existing two-way power dividers / synthesizers are structures that do not take into account the coupling charatcteristic between transmission lines that can occur at high frequencies, the present invention, as described above, provides the coupling characteristics between the lines. There is a big feature in the structure using characteristic.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 전송선로의 결합인자와 결합선의 전기적인 길이를 상호 조절하므로써 구현 가능한 임의의 회로 변수들을 얻을 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 사용 주파수가 VHF대역, UHF대역, L대역등에서 마이크로스트립 선로를 이용한 전력 분배기를 구현할 때 본 발명된 구조를 사용하면 기존의 표준형 윌킨스 형태 또는 브랜치 라인 하이브리드 형태보다 요구되는 회로 크기를 줄일 수 있는 장점이 있으므로 소형 통신 시스템 단말기에 응용되어 사용될 수 있다.As described above, the present invention can obtain arbitrary circuit parameters that can be realized by mutually adjusting the coupling length of the transmission line and the electrical length of the coupling line. Accordingly, the present invention uses the present invention when implementing the power divider using a microstrip line in the VHF band, the UHF band, the L band, etc., and the circuit size required than the conventional standard Wilkins type or the branch line hybrid type. Since there is an advantage to reduce the can be applied to a small communication system terminal can be used.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950054003A KR0168910B1 (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Electric power distributor synthesizer using duplication coupling transmission line pair |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950054003A KR0168910B1 (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Electric power distributor synthesizer using duplication coupling transmission line pair |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR970054822A KR970054822A (en) | 1997-07-31 |
| KR0168910B1 true KR0168910B1 (en) | 1999-02-01 |
Family
ID=19442839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019950054003A KR0168910B1 (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Electric power distributor synthesizer using duplication coupling transmission line pair |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0168910B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101633054B1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 한밭대학교 산학협력단 | Compact Branchline Coupler with wideband characteristic |
-
1995
- 1995-12-22 KR KR1019950054003A patent/KR0168910B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101633054B1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 한밭대학교 산학협력단 | Compact Branchline Coupler with wideband characteristic |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970054822A (en) | 1997-07-31 |
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