KR100270071B1 - 비가역 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정자계를 발생하는 영구자석의 유동을 방지하기 위하여 커버케이스에 돌출부를 형성하고 이 커버케이스에 영구자석을 삽입한 후 돌출부를 굴곡시켜 영구자석을 고정하는 비가역소자에 관한 것으로, 정자계를 발생하는 영구자석 및, 영구자석을 위를 감싸는 커버케이스를 포함하여 구성되며, 커버케이스의 마주보는 양측면에 각각 돌출부가 형성되어 상기 돌출부를 굴곡시킴으로써 상기 영구자석이 상기 커버케이스에 고정되는 것을 특징으로 하여, 접착제를 사용할 필요가 없고 충격이나 열에 의한 영구자석의 낙하를 원천적으로 방지하며 또한 영구자석의 형태에 구애되지 않고 작업할 수 있으므로 작업성이 향상되는 효과가 있다.

Description

비가역소자(ISOLATOR) 및 그 제조방법

본 발명은 비가역소자(ISOLATOR)에 관한 것으로, 특히 정자계를 발생하는 영구자석의 유동을 방지하기 위하여 커버 케이스에 돌출부를 형성하고 이 커버케이스에 영구 자석을 삽입한 후 돌출부를 내향 굴곡시켜 영구자석을 고정하는 비가역소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 비가역소자를 포함하는 시스템의 일부 구성을 도시한 블록도로서, 여기에서 도시한 바와 같이 송신신호(Tx)는 파워앰프모듈(POWER AMP MODULE)(15)에서 증폭된 후 저역여파기(LOW PASS FILTER)(14)에서 필터링되어 안테나스위치(12)를 통하여 안테나(11)에 보내어지고 안타네(11)에서 송출된다. 수신신호(Rx)는 안테나 (11)에서 공중파를 받아서 이를 안테나스위치(12)를 거쳐 대역여파기(BAND PASS FILTER)(16)에서 특정주파수 대역의 신호를 필터링하여 수신하게 된다. 일반적으로 비가역소자(13)는 무선기기의 파워앰프모듈(15)과 안테나스위치(12)간에 삽입되어 안테나스위치(12)에서 반사되는 신호원을 흡수시켜 파워앰프모듈(15)을 보호하는데 사용된다.

도 2는 비가역소자의 기본등가회로를 나타내는 회로도로서, 여기에서 도시한 바와 같이 입력단자는 전송부의 파워앰프모듈(15)의 출력부와 결합되어 고주파 송신신호(Tx)가 입력되며 입력단자는 또한 내부단자(22)에 연결되어 입력된 고주파 송신신호(Tx)가 내부단자(22)에 전달된다. 입력단자와 접지간에는 입력커패시터 (C1)가 연결되어 있다. 출력단자는 내부단자(22)에 연결되고 또한 출력단자는 안테나스위치(12)와 연결되어 입력된 고주파 신호가 최종적으로 안테나(11)를 통하여 전송된다. 출력단자와 접지간에도 출력커패시터(C2)가 연결되어 있다. 내부단자 (22)와 접지간에는 그라운드커패시터(C3)와 50Ω의 종단저항(R)이 병렬로 연결되어 있다. 파워앰프모듈(15)에서 입력단자를 통하여 전송되어 내부단자를 통하여 출력단자로 전달되는 신호가 출력단자와 연결된 안테나스위치(12)에서 신호의 반송이 발생하여 입력부로 되돌아오는 것을 내부단자(22)에서 종단저항(R)을 통하여 접지로 싱크시켜 준다. 따라서 비가역소자(13)가 반송파워를 제거하여 파워앰프모듈 (15)이 반송되는 신호의 파워로 인하여 파손되는 것을 방지하여 파워앰프모듈(15)을 보호한다.

도 3은 종래 비가역소자의 세부구조를 도시한 구성도로서 여기에서 도시한 바와 같이 동소자의 구성은 접지단자(311) 및 입력/출력단자(312)가 형성된 바디케이스(31)와, 각각의 단자와 결합되는 커패시터(32)와, 접지저항을 형성하는 종단저항(33)과, 입력단자의 신호를 출력단자에 전달하고 출력단자의 반송신호를 접지단자로 싱크시키는 내부단자(34)와, 정자계를 발생하는 영구자석(37)과, 마이크로 디바이스의 역할을 하는 가네트 페라이트(GARNET FERRITE)(35)와, 영구자석(37)과 가네트 페라이트(GARNET FERRITE)(35)를 상하에서 지지하는 수지케이스(36)와, 커버케이스(38)로 구성되어 있다.

비가역소자는 전자기적 관계로 조합되어 있으며 고주파영역에서 삽입손실이 적으면서도 역방향손실은 높은 것이 요구된다. 특히, 비가역소자는 구조적으로 영구자석에 의하여 발생되는 정자계의 균일화 및 자기 포화되는 가네트 페라이트의 자기적 구조에 따라 비가역소자로서 구동하기 때문에 영구자석 및 가네트 페라이트의 위치 유동은 고주파 자계에서 매우 큰 영향을 미친다. 도 4는 종래 영구자석을 커버케이스에 고정하는 방법을 도시한 것으로 (a)는 접착수지를 이용한 것이며 (b)는 커버케이스에 굴곡부를 형성한 것이다. 도 4의 (b)에서 도시한 바와 같은 굴곡부를 형성하여 영구자석을 커버케이스에 고정하는 방법은 일본공개공보 평7-326908에서 기술된 내용으로, 가네트 페라이트에 균일한 자력 분포를 얻기 위하여 커버케이스의 내부에 영구자석이 삽입될 수 있도록 굴곡부를 형성시켜 커버케이스에 영구자석을 고정한다. 도 4의 (a)에서 도시한 것은 도 4의 (b)에서 도시한 바와 같은 굴곡부는 없으며 영구자석을 접착수지를 이용하여 커버케이스에 고정시켜 균일한 자력을 얻는다.

커버 케이스에 굴곡부를 형성하여 영구자석을 고정하는 경우 커버케이스의 두께가 평균 0.5mm이하이고 영구자석의 두께는 일반적으로 1mm이하로 구성되기 때문에 커버 케이스의 가공이 어려운 문제점이 있다. 또한 제품의 슬림화 때문에 소자의 두께는 어느 한계까지만 가능하며 커버케이스에 굴곡부를 가공한다하더라도 굴곡되는 부위가 낮기 때문에 영구자석이 정위치에 고정되기 어려운 문제점이 있다. 특히 커버 케이스에 굴곡부를 형성하여 영구자석을 삽입하더라도 영구자석이 하부방향으로 배치되기 때문에 접착제를 추가로 사용하여 고정하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 정자계를 발생하는 영구자석을 커버케이스에 돌출되어 형성된 돌출부를 굴곡시켜 고정함으로써 가네트 페라이트에 균일한 직류자계를 인가하여 삽입손실 (INSERT LOSS)이 적게 되는 비가역소자를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 정자계를 발생하는 영구자석을 커버케이스의 양측면에 돌출형성된 다수개의 돌출부를 굴곡시켜 고정함으로써 제조단가가 저감되고 공정이 단축되어 생산성을 높일 수 있는 비가역소자의 제조방법을 제공하는데 있다.

제1도는 비가역소자(ISOLATOR)를 포함하는 시스템의 일부 구성을 도시한 블록도이다.

제2도는 비가역소자의 기본등가회로를 나타내는 회로도이다.

제3도는 종래 비가역소자의 세부구조를 도시한 구성도이다.

제4도는 종래 영구자석을 커버케이스에 고정하는 방법을 도시한 것으로, a도는 접착수지를 이용한 것이며, b도는 커버케이스에 굴곡부를 형성한 것이다.

제5도는 본 발명에 따른 비가역소자의 구성을 도시한 구성도이다.

제6도는 본 발명을 구성하는 커버케이스를 나타내는 평면도이다.

제7도는 제6도에서 도시한 커버케이스에 영구자석을 고정시키는 단계를 도시한 정면도로서, a도는 커버케이스를, b도는 a도의 커버케이스에 영구자석이 삽입된 상태를, c도는 a도의 커버케이스에 설치된 돌출부를 b도의 삽입된 영구자석쪽으로 굴곡한 모습을 도시한 것이다.

제8도는 제7도의 각각의 도면에 대한 정면도로서, 제7도에서와 같이 a도는 커버 케이스를, b도는 a도의 커버케이스에 영구자석이 삽입된 상태를, c도는 a도의 커버케이스에 설치된 돌출부를 b도의 삽입된 영구자석쪽으로 굴곡한 모습을 도시한 것이다.

제9a도는 원형의 영구자석이 고정된 모습을 도시한 것이며, b도는 사각형의 영구자석이 고정된 모습을 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 바디케이스 511 : 접지단자

512 : 입력/출력단자 52 : 커패시터

53 : 접지저항 54 : 내부단자

55 : 가네트 페라이트(GARNET FERRITE) 57 : 영구자석

58 : 커버케이스 59 : 보조단자

상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명은, 무선기기의 파워앰프모듈과 안테나스위치간에 삽입되어 상기 파워앰프모듈에서 출력되는 신호를 상기 안테나스위치로 전달하고 상기 안테나스위치에서 반사되는 신호를 흡수시켜 상기 파워앰프모듈을 보호하는 비가역소자에 있어서, 정자계를 발생하여 가네트 페라이트에 인가하는 영구자석과, 상호 대향된 양측면에 형성된 다수개의 돌출부를 구비하고, 상기 가네트 페라이트가 설치되는 바디케이스의 상측에 결합되는 커버케이스를 구비하고, 상기 커버 케이스의 바닥면에 영구자석이 설치된 상태에서 상기 돌출부를 상기 영구자석측으로 굴곡시켜 상기 영구 자석을 고정시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명은, 무선기기의 파워앰프모듈과 안테나스위치간에 삽입되어 상기 파워앰프모듈에서 출력되는 신호를 상기 안테나스위치로 전달하고 상기 안테나스위치에서 반사되는 신호를 흡수시켜 상기 파워앰프모듈을 보호하는 비가역소자의 제조방법에 있어서,

(1) 정자계를 발생하는 영구자석을 커버케이스의 내측에 설치하는 단계와,

(2) 상기 커버케이스의 마주보는 양측면에 각각 형성된 돌출부를 상기 영구 자석측으로 굴곡시킴으로써 상기 (1)의 단계에서 설치된 영구자석을 상기 커버케이스에 고정시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 비가역소자의 구성을 도시한 구성도로서, 여기에서 도시한 바와 같이 비가역소자가 무선기기의 파워앰프모듈과 안테나스위치간에 삽입되어 파워앰프모듈에서 출력되는 신호를 안테나스위치로 전달하고 안테나스위치에서 반사되는 신호를 흡수시켜 파워앰프모듈을 보호하기 위하여 바디케이스(51), 가네트 페라이트(55), 커패시터(52), 접지저항(53), 내부단자(54), 영구자석(57), 커버케이스(58), 보조단자(59)를 구비하고 있다.

바디케이스(51)에는 입력/출력단자(512) 및 접지단자(511)가 형성되어 입력단자는 전송부의 파워앰프모듈의 출력부와 결합되어 입력된 고주파 송신신호(Tx)를 내부단자(54)로 전달한다. 출력단자는 안테나스위치의 입력부와 연결되어 입력단자로 입력된 고주파 신호를 내부단자(54)를 통하여 받아 최종적으로 안테나로 전송한다. 바디케이스(51)의 상부에는 내부단자(54)를 바디케이스(51)로부터 일정한 높이에 위치하도록 지지하는 보조단자(59)가 설치되는데 도 5에서 도시한 바와 같이 보조단자를 바디케이스의 내부(위)에 설치하게 된다.

바디케이스(51)의 내부(위)에 설치되는 보조단자(59)는 사각 또는 원형의 바닥면과, 바닥면의 중앙부를 중심으로 하는 정삼각형의 꼭지점이 되는 위치에서 바닥면에 수직으로 세워진 3개의 단자로 구성되어 내부단자(54)를 바디케이스(51)로부터 일정높이에 위치하도록 지지하는 역할을 한다.

보조단자(59)의 내부에 장착되어 마이크로 디바이스의 역할을 하는 가네트페라이트(55)는 바디케이스(51)의 하부면에 장착된 보조단자(59)의 3개 단자에 의하여 에워싸이게 되므로 이 보조단자(59)의 3개 단자에 의하여 가네트 페라이트(55)의 유동이 방지되어 자석에 의하여 생성되는 균일한 정자계속에 항상 존재할 수 있게 된다. 또한 보조단자(59)에서 원형의 바닥면에 수직으로 세워지는 3개의 단자가 중간에 굴곡부를 형성하여 보조단자(59)와 내부단자(54)의 사이에 위치하는 가네트 페라이트(55)가 보조단자(59)에 의하여 수평방향으로의 유동이 방지될 뿐만아니라 수직방향으로의 유동이 방지될 수 있다.

입력/출력단자(512)와 접지간에 각각 입력/출력 커패시터(52)를 연결하고, 접지단자(511)에 그라운드 커패시터(52)와 50Ω의 접지저항(53)을 병렬로 연결한다.

내부 단자(54)는 원형의 FPC(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT)기판을 사용하여 직경방향으로 프린트된 3개의 도선이 서로 120도의 교차각을 갖도록 형성하고, 각 도선의 한쪽 끝단부에는 바디케이스의 하부면에 장착된 보조단자(59)에 접속되는 제1연결부를 설치하고, 다른쪽 끝단부에는 바디케이스(51)에 형성된 단자에 접속하는 제2연결부를 설치된다. 제1연결부는 보조단자(59)에서 바닥면에 수직으로 세워진 3개의 단자와 각각 납땜으로 연결되며, 제2연결부는 바디케이스(51)의 입력/출력단자 및 접지단자에 또한 납땜으로 연결되는데, 신호가 입력되는 경로의 도선에 설치되는 제2연결부는 입력커패시터 및 바디케이스의 입력단자와 직접 납땜으로 연결되고, 신호가 출력되는 경로상의 도선에 설치되는 제2연결부는 출력커패시터 및 바디케이스의 출력단자와 직접 납땜으로 연결되며, 출력단자에서 반사되는 신호를 싱크시키는 경로상의 도선에 설치되는 제2연결부는 병렬로 연결된 그라운드커패시터 및 접지저항을 거쳐서 접지단자와 연결된다.

내부단자(54)의 상부에는 정자계를 발생하는 영구자석(57)이 설치되고 영구자석을 위를 커버케이스(58)로써 감싸도록 한다. 도 6은 영구자석을 고정하는 돌출부를 설치한 커버케이스의 평면도이다. 여기에서 도시한 바와 같이 커버케이스의 마주보는 양측면(682)에 각각 다수개의 돌출부(681)가 형성되어 상기 돌출부(681)를 상호 마주보는 방향으로 하향 굴곡시킴으로써 상기 영구자석이 상기 커버케이스에 고정될 수 있도록 한 것이다. 돌출부(681)는 커버케이스의 금형제조시 돌출부를 생성함으로써 돌출부의 가공을 위한 추가공정 없이 돌출부를 형성할 수 있다. 도 7은 돌출부가 설치되어 있는 커버케이스에 영구자석을 고정시키는 단계를 도시한 정면도로서 (a)는 커버케이스를, (b)는 (a)의 커버케이스에 영구자석이 삽입된 상태를, (c)는 (a)의 커버케이스에 설치된 돌출부를 (b)의 삽입된 영구자석쪽으로 굴곡한 모습을 도시한 것이다. 여기에서 도시한 바와 같이 종래의 커버케이스의 마주보는 양측면에 각각 다수개의 돌출부(781)를 형성하고, 이렇게 돌출부가 형성된 커버케이스(78)의 내측 바닥면에 영구자석(77)을 삽입하며, 커버 케이스의 돌출부(781)를 삽입된 영구자석(77)쪽으로 굴곡시켜 영구자석을 고정할 수 있도록 한다. 도 8은 도 7의 각각의 도면에 대한 정면도로서, 도 7에서와 같이 (a)는 커버케이스를, (b)는 (a)의 커버케이스에 영구자석이 삽입된 상태를, (c)는 (a)의 커버케이스에 설치된 돌출부를 (b)의 삽입된 영구자석쪽으로 굴곡한 모습을 도시한 것이다. 도 9의 (a)는 원형의 영구자석이 고정된 모습을 도시한 것이며, (b)는 사각형의 영구자석이 고정된 모습을 도시한 것이다. 여기에서 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 돌출부를 형성한 커버케이스는 영구자석의 형태에 구애되지 않고 작업할 수 있는 것을 보여 주고 있으며, 그렇게 됨으로써 작업성이 향상되는 효과도 있다.

이하, 본 발명에 따른 비가역소자의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

무선기기의 파워앰프모듈과 안테나스위치간에 삽입되어 파워앰프모듈에서 출력되는 신호를 안테나스위치로 전달하고 안테나스위치에서 반사되는 신호를 흡수시켜 파워앰프모듈을 보호하는 비가역소자를 제조하기 위하여 먼저 (1) 바디케이스에 입력/출력단자 및 접지단자를 형성한다. 입력단자는 전송부의 파워앰프모듈의 출력부와 결합하여 입력된 고주파 송신신호(Tx)를 내부단자로 전달하도록 한다. 출력단자는 안테나스위치의 입력부와 연결하여 입력단자로 입력된 고주파 신호를 내부단자를 통하여 받아 최종적으로 안테나로 전송한다.

다음으로 (2) 원형 또는 사각의 바닥면과, 바닥면의 중앙부를 중심으로 하는 정삼각형의 꼭지점이 되는 위치에서 바닥면에 수직으로 세워진 3개의 단자로 구성되는 보조단자를 형성하여 내부단자를 바디케이스로부터 일정높이에 위치하도록 바디케이스의 하부면에 설치한다.

다음으로 (3) (2)의 단계에서 장착한 보조단자의 내부에 마이크로 디바이스의 역할을 하는 가네트 페라이트를 장착한다. 보조단자의 내부에 마이크로 디바이스의 역할을 하는 가네트 페라이트를 장착하면 이렇게 장착된 가네트 페라이트는 보조단자에 의하여 에워싸이게 되므로 이 보조단자에 의하여 가네트 페라이트의 유동이 방지되어 자석에 의하여 생성되는 균일한 정자계속에 항상 존재할 수 있게 된다. 또한 보조단자에서 원형의 바닥면에 수직으로 세워지는 3개의 단자가 중간에 굴곡부를 형성하여 보조단자와 내부단자와 사이에 위치하는 가네트 페라이트가 보조단자에 의하여 수평방향으로의 유동이 방지될 뿐만 아니라 수직방향으로의 유동이 방지될 수 있다.

다음으로 (4) (1)의 단계에서 형성한 입력/출력단자에 입력/출력커패시터를 접속하고 접지단자에는 그라운드커패시터와 접지저항을 병렬로 연결한다. 이는 도 2의 등가회로에서 도시한 바와 같이 입력/출력단자와 접지간에 각각 입력/출력커패시터를 연결하고, 접지단자와 내부단자 사이에는 그라운드커패시터와 50Ω의 접지 저항을 병렬로 연결한다.

다음으로 (5) 원형의 FPC(FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT)기판의 직경방향으로 3개의 도선이 서로 120도의 교차각을 갖도록 프린트하여 (2)단계에서 설치한 보조단자 위에 적치한다. 각 도선의 한쪽 끝단부에는 보조단자에 접속되는 제1연결부를 설치하고, 도선의 다른쪽 끝단부에는 바디케이스에 형성된 단자에 접속하는 제2연결부를 설치하여 제1연결부와 보조단자를 정위치로 맞춘후 납땜으로 연결한다. 제2연결부중에서 바디케이스의 입력/출력단자에 접속되는 도선에 설치한 제2연결부를 바디케이스의 입력/출력단자까지 연장하여 입력/출력 커패시터 및 입력/출력단자와 접속시킨다. 제2연결부는 바디케이스의 입력/출력단자 및 접지단자에 연결하는데, 신호가 입력되는 경로상의 도선에 설치되는 제2연결부는 입력커패시터 및 바디케이스의 입력단자와 직접 납땜으로 연결하고, 신호가 출력되는 경로상의 도선에 설치되는 제2연결부도 출력커패시터 및 바디케이스의 출력단자와 직접 납땜으로 연결하며, 출력단자에서 반사되는 신호를 싱크시키는 경로상의 도선에 설치되는 제2연결부는 병렬로 연결된 그라운드커패시터 및 접지저항을 거쳐서 접지단자와 연결한다.

다음으로 (6) (5)의 단계에서 적치된 FPC기판 위에 정자계를 발생하는 영구자석을 설치하고, 커버케이스의 마주보는 양측면에 각각 돌출부를 형성하여 상기 돌출부는 커버케이스의 금형제조시 돌출부를 형성함으로써 돌출부의 가공을 위한 추가공정 없이 돌출부를 형성할 수 있다. 종래의 커버케이스의 마주보는 양측면에서 각각 돌출부를 형성하고, 이렇게 돌출부가 형성된 커버케이스에 영구자석을 삽입하며, 커버케이스의 돌출부를 삽입된 영구자석을 고정할 수 있도록 굴곡시킨다. 돌출부를 형성한 커버케이스는 영구자석의 형태에 구애되지 않고 영구자석의 형태가 원형 또는 사각형의 어느 것이라도 작업할 수 있으므로 작업성이 향상된다.

이와 같이, 본 발명은 정자계를 발생하는 영구자석을 커버케이스에 돌출되어 형성된 돌출부를 굴곡시켜 고정함으로써 접착제를 사용할 필요가 없고, 커버케이스의 금형제조시 돌출부를 생성함으로써 가공을 위한 추가공정 필요하지 않으며, 충격이나 열에 의한 영구자석의 낙하를 원천적으로 방지하는 효과가 있다. 또한 영구자석의 형태에 구애되지 않고 작업할 수 있으므로 작업성이 향상되는 효과도 있다.

Claims (4)

1. 무선기기의 파워앰프모듈과 안테나스위치간에 삽입되어 상기 파워앰프모듈에서 출력되는 신호를 상기 안테나스위치로 전달하고 상기 안테나스위치에서 반사되는 신호를 흡수시켜 상기 파워앰프모듈을 보호하는 비가역소자에 있어서, 정자계를 발생하여 가네트 페라이트에 인가하는 영구자석과, 상호 대향된 양측면에 형성된 다수개의 돌출부를 구비하고, 상기 가네트 페라이트가 설치되는 바디케이스의 상측에 결합되는 커버케이스를 구비하고, 상기 커버 케이스의 바닥면에 영구자석이 설치된 상태에서 상기 돌출부를 상기 영구자석측으로 굴곡시켜 상기 영구 자석을 고정시키는 것을 특징으로 하는 비가역소자.
2. 제1항에 있어서 상기 영구자석은, 평면 형상이 원형인 것을 특징으로 하는 비가역소자.
3. 제1항에 있어서 상기 영구자석은, 평면 형상이 사각형인 것을 특징으로 하는 비가역소자.
4. 무선기기의 파워앰프모듈과 안테나스위치간에 삽입되어 상기 파워앰프모듈에서 출력되는 신호를 상기 안테나스위치로 전달하고 상기 안테나스위치에서 반사되는 신호를 흡수시켜 상기 파워앰프모듈을 보호하는 비가역소자의 제조방법에 있어서, (1) 정자계를 발생하는 영구자석을 커버케이스의 내측에 설치하는 단계와, (2) 상기 커버케이스의 마주보는 양측면에 각각 형성된 돌출부를 상기 영구자석측으로 굴곡시킴으로써 상기 (1)의 단계에서 설치된 영구자석을 상기 커버케이스에 고정시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비가역소자의 제조방법.

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