KR102242282B1 - 전력 공급 장치 - Google Patents

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KR102242282B1
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추옌 량
젠핑 자오
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

공급 디바이스가 개시된다. 공급 디바이스는 본체 및 적어도 하나의 제1 포트를 포함하고, 본체는 적어도 하나의 제1 윤곽 포트를 포함하고, 적어도 하나의 제1 윤곽 포트 각각은 적어도 하나의 제1 포트 중 하나에 대응하고; 제1 윤곽 포트는 적어도 2개의 서브-포트들을 포함하고, 제1 윤곽 포트의 적어도 2개의 서브-포트들이, 적어도 하나의 전력 분배기를 사용하여, 제1 윤곽 포트에 대응하는 제1 포트에 연결된다. 전술한 구현 해법에서, 제1 윤곽 포트는 몇개의 서브-포트들로 분할되고, 제1 포트 및 몇개의 서브-포트들은 적어도 하나의 전력 분배기를 사용하여 연결된다. 따라서, 반환된 에너지가 적고, 신호들이 본체에 보다 균일하게 공급되어, 본체의 소형화 및 낮은 삽입 손실이 달성된다.

Description

전력 공급 장치
본 출원은 통신 기술 분야들, 특히 공급 디바이스(feeding device)에 관한 것이다.
이동 통신 시스템들의 연속적인 업그레이드로, 다중 빔, 소형화 및 그와 유사한 것은 최신 안테나 설계의 주요 요인들이 된다. 멀티 빔 통신 네트워크는 공간 선택도를 사용하여 멀티 빔 안테나를 구현하는 주요 기술이다. 공간 다중화, 간섭 완화 및 그와 유사한 것과 같은 이점들은 공간 선택성 방법을 사용하여 가져올 수 있다. 현재, 멀티 빔 통신 네트워크에서, 공급 디바이스에는 로트만(Rotman) 렌즈가 주로 사용된다. 로트만 렌즈는 고대역폭, 평면 설계 가능성, 빔 방향과 주파수 사이의 무관함과 같은 특성들을 가진다. 그러나 로트만 렌즈는 비교적 높은 삽입 손실을 가진다.
본 출원의 실시예들은 공급 디바이스의 삽입 손실을 감소시키기 위한 공급 디바이스를 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 공급 디바이스를 제공하고, 공급 디바이스는 본체 및 적어도 하나의 제1 포트를 포함하고, 본체는 적어도 하나의 제1 윤곽 포트를 포함하고, 적어도 하나의 제1 윤곽 포트 각각은 적어도 하나의 제1 포트 중 하나에 대응하고; 제1 윤곽 포트는 적어도 2개의 서브-포트들을 포함하고, 제1 윤곽 포트의 적어도 2개의 서브-포트들이, 적어도 하나의 전력 분배기를 사용하여, 제1 윤곽 포트에 대응하는 제1 포트에 연결된다.
전술한 구현 해법에서, 제1 윤곽 포트는 몇개의 서브-포트들로 분할되고, 각각의 서브-포트의 공급 폭이 제1 윤곽 포트의 원래 공급 폭보다 작고, 제1 포트 및 몇개의 서브-포트들은 적어도 하나의 전력 분배기를 사용하여 연결된다. 따라서, 반환된 에너지가 적고, 신호들이 본체에 보다 균일하게 공급되어, 본체의 소형화 및 낮은 삽입 손실이 달성된다.
특정 구현 해법에서, 공급 디바이스는 적어도 하나의 제2 포트를 더 포함하고, 본체는 적어도 하나의 제2 윤곽 포트를 더 포함하고, 적어도 하나의 제2 윤곽 포트 각각은 적어도 하나의 제2 포트 중 하나에 대응하고; 제2 윤곽 포트 및 제2 윤곽 포트에 대응하는 제2 포트는 계단식 임피던스 변환 구조물을 사용하여 연결된다. 따라서, 본체로 반환되는 에너지가 적고, 본체의 삽입 손실이 감소된다.
특정 구현 해법에서, 계단식 임피던스 변환 구조물에서의 임피던스 구조물의 각각의 계단의 길이(a)는 제2 윤곽 포트가 제2 포트를 가리키는 방향으로: 길이(a)는 공급 디바이스의 작동 주파수 대역의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4임을 만족시킨다.
특정 구현 해법에서, 계단식 임피던스 변환 구조물은 마이크로스트립 계단식 임피던스 변환 구조물, 스트립 라인 계단식 임피던스 변환 구조물 또는 동축 라인 계단식 임피던스 변환 구조물, 예컨대 마이크로스트립을 사용하여 생성되는 계단식 임피던스 변환 구조물이다.
특정 구현 해법에서, 본체에는 여분의 포트(redundant port)가 더 배치되고, 여분의 포트는 2개의 제1 윤곽 포트들 사이에 배치되거나; 여분의 포트는 제1 윤곽 포트와 제2 윤곽 포트 사이에 배치된다. 여분의 포트를 사용하여 윤곽 포트들 사이의 격리가 증가된다.
특정 구현 해법에서, 전력 분배기는 마이크로스트립 전력 분배기, 스트립 라인 전력 분배기 또는 동축 라인 전력 분배기이다.
특정 구현 해법에서, 공급 디바이스는 적어도 하나의 제3 포트를 더 포함하고, 본체는 적어도 하나의 제3 윤곽 포트를 더 포함하고, 적어도 하나의 제3 윤곽 포트 각각은 적어도 하나의 제3 포트 중 하나에 대응하고; 제3 윤곽 포트 및 제3 윤곽 포트에 대응하는 제3 포트는 뿔 형상 임피던스 컨버터를 사용하여 연결된다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 공급 디바이스의 개략적인 구조도이다;
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 계단식 임피던스 변환 구조물의 개략적인 구조도이다;
도 3은 체비셰프 임피던스 변환의 개략도이다;
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 공급 디바이스의 전자기 모델의 도면이다;
도 5는 도 4에 도시된 B2 입력 포트의 반환 손실 도면이다;
도 6은 도 4에 도시된 B4 입력 포트의 반환 손실 도면이다;
도 7은 도 4에 도시된 B2 입력 포트의 삽입 손실 도면이다;
도 8은 도 4에 도시된 B4 입력 포트의 삽입 손실 도면이다;
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 다른 공급 디바이스의 개략적인 구조도이다;
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 다른 공급 디바이스의 개략적인 구조도이다.
다음은 본 출원의 실시예들에서의 첨부 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들에서의 기술적 해법들을 설명한다.
본 출원에서, "복수의"라는 용어는 둘 이상을 지칭하고, 다른 수량사들도 유사하다. "및/또는"이라는 용어는 연관된 객체들 간의 연관 관계를 설명하고 3가지 관계들이 존재할 수 있음을 나타낸다. 예를 들어 A 및/또는 B는 다음 세 가지 경우들을 나타낼 수 있다: A만 존재하는 것, A와 B가 모두 존재하는 것, 및 B만 존재하는 것. 문자 "/"는 일반적으로 연관된 객체들 간의 "또는" 관계를 표시한다.
본 출원의 실시예는 공급 디바이스를 제공하고, 공급 디바이스는 본체 및 적어도 하나의 포트를 포함한다. 임의적으로(optionally), 포트는 공급 디바이스의 입력 포트 및/또는 출력 포트일 수 있다. 이에 대응하여, 각각의 포트에 대응하는 윤곽 포트는 본체 상에 배치된다. 본 출원의 상세한 설명에서, 윤곽 포트는 특정 포트일 수 있거나, 공급 부분일 수 있다. 예를 들어, 윤곽 포트는 본체상의 원호형 부분일 수 있거나, 윤곽 포트는 본체상의 불규칙한 공급 부분일 수 있다. 이것은 여기에 제한되지 않는다. 각각의 포트 및 포트에 대응하는 윤곽 포트는 연결되어 있다. 가능한 구현에서, 각각의 포트 및 포트에 대응하는 윤곽 포트는 구성 요소를 사용하여 연결된다.
본 출원의 이러한 실시예에서, 공급 디바이스의 윤곽 포트는 적어도 2개의 서브-포트들을 포함할 수 있고, 적어도 2개의 서브 포트들은 적어도 하나의 전력 분배기를 사용하여 포트에 연결된다. 본 출원의 상세한 설명에서, 서브-포트는 특정 포트일 수 있거나, 공급 부분일 수 있다. 이것은 여기에 제한되지 않는다. 본 출원의 이러한 실시예에서의 공급 디바이스는 공급 디바이스의 점유 면적을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 공급 디바이스의 소형화가 달성된다. 임의적으로, 적어도 하나의 전력 분배기는 2-레벨 캐스캐이딩 및 3-레벨 캐스캐이딩과 같은 캐스캐이딩 방식으로 연결된다. 본 출원은 전력 분배기들의 수량 및 전력 분배기들의 캐스캐이드 레벨들의 수량에 제한을 두지 않는다. 더욱이, 본 출원의 이 실시예에서의 공급 디바이스는 반환 에너지가 더 적어질 수 있게 할 수 있고, 신호들이 본체에 보다 균일하게 공급될 수 있게 할 수 있다.
윤곽 포트들에 대응하는 다양한 포트들을 정확하게 설명하기 위해, 본 출원의 실시예들에서, 제1 포트 및 제2 포트가 설명의 예로 사용된다. 제1 포트는 공급 디바이스의 입력 포트 또는 출력 포트일 수 있다. 복수의 제1 포트들이 있는 경우, 일부 제1 포트들은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰일 수 있고, 일부 제1 포트들은 공급 디바이스의 출력 포트들로 쓰일 수 있다. 제1 포트의 특정 효과들은 공급 디바이스가 사용되는 시나리오에 따라 결정된다. 제2 포트는 공급 디바이스의 출력 포트 또는 입력 포트일 수 있다. 복수의 제2 포트들이 있는 경우, 일부 제2 포트들은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰일 수 있고, 일부 제2 포트들은 공급 디바이스의 출력 포트들로 쓰일 수 있다. 가능한 구현에서, 본체가 제1 포트 및 제2 포트를 모두 갖는 경우, 제1 포트가 공급 디바이스의 입력 포트로서 쓰일 때, 제2 포트는 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰이고; 또는 제1 포트가 공급 디바이스의 출력 포트로서 쓰일 때, 제2 포트는 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰인다. 두개의 포트들은 실용적인 요건에 기초하여 사용될 수 있다. 가능한 구현에서, 복수의 제1 포트들 및 제2 포트들이 있는 경우, 일부 제1 포트들 및 제2 포트들은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰일 수 있고, 일부 제1 포트들 및 제2 포트들은 공급 디바이스의 출력 포트들로 쓰일 수 있다.
가능한 구현에서, 공급 디바이스는 로트만 렌즈이다.
본 실시예에서 제공되는 공급 디바이스의 이해 편의성을 위해, 다음은 도 1에 도시된 공급 디바이스를 설명의 예로 사용한다. 공급 디바이스는 본체(10), 제1 포트(20) 및 제2 포트(30)를 포함한다. 본체(10)는 제1 포트(20)에 대응하는 제1 윤곽 포트(11) 및 제2 포트(30)에 대응하는 제2 윤곽 포트(12)를 포함한다. 제 1포트(20)는 공급 디바이스의 입력 포트이다. 제2 포트(30)는 공급 디바이스의 출력 포트이다. 제1 포트(20)에 대응하는 제1 윤곽 포트(11)는 윤곽 입력 포트이다. 제2 포트(30)에 대응하는 제2 윤곽 포트(12)는 윤곽 출력 포트이다. 윤곽 입력 포트는 적어도 2개의 서브-포트들(14)에 대응한다. 도 1에 도시된 공급 디바이스에서, 제1 윤곽 포트(11)는 본체(10) 상에 길이 d1을 갖는 돌출 직사각형 구조물이고, 제2 윤곽 포트(12)는 본체(10) 상에 길이 d2를 갖는 원호형 부분이다. d1은 도파관 파장 λg이다(도파관 파장은 도파관에서 전파되는 전자기파의 파장이다). 구체적으로, 파장은 중심 주파수 대역의 신호 파장과 같은 공급 디바이스의 작동 주파수 대역의 신호 파장이다.
도 1에 도시된 공급 디바이스에 대해, 본체(10)는 타원형 구조물이다. 임의적으로, 본체(10)는 또한 직사각형 또는 불규칙한 형상과 같은 다른 형상일 수 있다. 도 1에 도시된 공급 디바이스는 3개의 제1 포트들(20) 및 4개의 제2 포트들(30)을 포함하고, 제1 포트들 및 제2 포트들은 본체(10)의 장축의 양측들에 배치된다. 제1 포트들(20)에 대응하는 3개의 제1 윤곽 포트들(11) 및 제 2 포트들(30)에 대응하는 4개의 제2 윤곽 포트들이 있다. 본 출원은 제1 포트들의 수량 및 제2 포트들의 수량에 제한을 두지 않는다. 제1 포트들(20)의 수량 및 제2 포트들(30)의 수량은 실용적인 요건에 기초하여 설정될 수 있고, 제1 포트들(20)의 수량 및 제2 포트들(30)의 수량은 동일하거나 상이할 수 있다.
도 1에 도시된 공급 디바이스에서, 각각의 제1 윤곽 포트(11)는 적어도 2개의 서브-포트들(14)을 포함하고, 적어도 2개의 서브-포트들(14)은 캐스캐이드 전력 분배기(40)를 사용하여 제1 포트(20)에 연결된다. 본 출원의 실시예에서, 서브-포트(14)는 특정 직사각형 포트이다. 임의적으로, 서브-포트(14)는 공급 부분일 수 있다. 이것은 여기에 제한되지 않는다. 각각의 제2 윤곽 포트(12)는 계단식 임피던스 변환 구조물(50)을 사용하여 각각의 제2 포트(30)에 연결된다. 전파 동안, 신호들은 제1 포트(20)를 통해 본체(10)로 입력된 후, 제2 포트(30)를 통해 출력된다.
도 1에 도시된 제1 윤곽 포트(11)(즉, 윤곽 입력 포트) 및 제2 윤곽 포트(12)(즉, 윤곽 출력 포트)의 특정 구현들은 상호 교환 가능할 수 있다. 구체적으로, 제1 윤곽 포트(11)는 본체(10)상에 길이 d1을 갖는 원호형 부분이고, 제2 윤곽 포트(12)는 본체(10)상에 길이 d2를 갖는 돌출 직사각형 구조일 수 있다. 분명히, 본 출원에서 제공되는 윤곽 입력 포트(11) 또는 윤곽 출력 포트(12)는 이와 달리 다른 특정 구현일 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다.
가능한 구현에서, 신호들이 전파될 때, 공급 디바이스는 본체(10) 상의 각각의 제1 윤곽 포트(11)를 적어도 2개의 서브-포트들(14)로 분할하고, 즉, 각각의 제1 윤곽 포트(11)는 적어도 2개의 서브-포트들(14)을 포함한다. 2개의 서브-포트들(14)이 있는 경우, 2개의 서브-포트들(14)은 전력 분배기(40)를 사용하여 제1 포트(20)에 연결된다. 복수의 서브-포트들이 있는 경우, 복수의 서브-포트들(14)은 캐스캐이드 전력 분배기(40)를 사용하여 제1 윤곽 포트(11)에 대응하는 제1 포트(20)에 연결된다. 도 1에 도시된 구조에서, 각각의 제1 윤곽 포트(11)는 8개의 서브-포트들(14)을 포함하고(도 1은 모든 서브-포트들을 도시하는 것을 생략하고, 대신 4개의 서브-포트들을 예로 사용한다), 8개의 서브-포트들(14)은 3-레벨 캐스캐이드 전력 분배기(40)를 사용하여 제1 포트(20)에 연결된다. 구체적으로, 제1 포트(20)는 전력 분배기에 연결되고, 전력 분배기의 2개의 분기들은 각각 2-레벨 전력 분배기에 연결되고, 각각의 2-레벨 전력 분배기의 2개의 분기들은 각각 3-레벨 전력 분배기에 연결되며, 각각의 3-레벨 전력 분배기의 2개의 분기들은 각각 서브-포트(14)에 연결되어, 제1 포트(20)는 각각의 서브-포트(14)에 연결된다. 전술한 설명으로부터, 본 실시예에서 사용되는 전력 분배기는 1-2 전력 분배기이고, 각각의 전력 분배기는 신호들을 2개의 분기들로 균일하게 분할한다는 것을 알 수 있다.
도 1이 3-레벨 캐스캐이드 전력 분배기(40)를 나타낸다는 것, 즉 도면에 도시된 3-레벨 캐스캐이드 전력 분배기(40)는 복수의 캐스캐이드 전력 분배기들을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 특정 설정에서, 캐스캐이드 전력 분배기(40)는 2-레벨 캐스캐이드 전력 분배기(40), 3-레벨 캐스캐이드 전력 분배기(40) 또는 4-레벨 캐스캐이드 전력 분배기(40)일 수 있다. 전술한 캐스캐이딩 방법을 사용하여, 삽입 손실을 감소시키기 위한 요건이 충족될 수 있고, 지나치게 많은 캐스캐이드 전력 분배기들이 비교적 넓은 공간을 차지하는 경우도 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 공급 디바이스의 크기가 효과적으로 감소될 수 있다.
전력 분배기(40)는 마이크로스트립 전력 분배기, 스트립 라인 전력 분배기 또는 동축 라인 전력 분배기 일 수 있다. 이 실시예에서는 마이크로스트립 전력 분배기가 사용된다.
전술한 실시예에서, 윤곽 입력 포트 내로 동일한 위상으로 신호들을 공급하기 위해 몇개의 전력 분배기들(40)이 사용된다. 전력 분배기(40)가 전력을 공급하는 연결 방식을 사용함으로써, 반환 에너지가 적고, 신호들이 보다 균일하게 본체에 공급된다. 또한, 캐스캐이드 전력 분배기(40)가 사용되는 연결 방식을 사용함으로써, 공급 디바이스의 점유 면적이 효과적으로 감소된다. 따라서, 공급 디바이스의 소형화가 달성된다.
공급 디바이스 광대역을 구현하기 위해, 체비셰프 임피던스 변환이 각각의 전력 분배기에서 사용된다. 체비셰프 임피던스 변환은 반환 손실이 거의없는 비교적 큰 광대역 임피던스 변환이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 체비셰프 임피던스 변환은 Z0을 ZL과 매칭시키기 위해 사용되고, 여기서 θ = λg/4이고, 반환 손실은 거의 없다. T0, …, 및 TN 및 Z1, …, 및 ZN은 체비셰프 종합 공식(Chebyshev comprehensive formula)을 사용하여 추론될 수 있고, 여기서 T0, …, 및 TN은 각각 상이한 위치들의 반환 계수를 나타내고, Z1, …, 및 ZN은 각각의 분기의 임피던스(도 3에 도시된 것과 같이)를 나타내고, λg는 도파관 파장이다.
가능한 구현에서, 본 실시예에 제공된 공급 디바이스의 성능을 추가로 개선하기 위해, 각각의 제2 윤곽 포트(12) 및 제2 윤곽 포트(12)에 대응하는 제2 포트(30)는 계단식 임피던스 변환 구조물(50)을 사용하여 연결되고, 즉, 제2 포트(30)는 계단식 임피던스 변환 구조물을 사용하여 제2 윤곽 포트(12)에 연결된다. 계단식 임피던스 변환 구조물(50)은 제2 윤곽 포트(12)가 제2 포트(30)를 가리키는 방향으로 점진적으로 증가되는 임피던스를 갖는 임피던스 변환 구조물이다. 계단식 임피던스 변환 구조물(50)은 마이크로스트립 계단식 임피던스 변환 구조물, 스트립 라인 계단식 임피던스 변환 구조물, 또는 동축 라인 계단식 임피던스 변환 구조물이다. 도 2를 참조하면, 계단식 임피던스 변환 구조물(50)은 3-레벨 계단식 임피던스 변환 구조물(50)이다. 임의적으로, 제2 윤곽 포트(12)가 제2 포트(30)를 가리키는 방향으로의 계단식 임피던스 변환 구조물(50)에서의 임피던스 구조물의 각각의 계단의 길이(a)는: 공급 디바이스의 작동 주파수 대역의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4임을 만족시킨다.
전술한 실시예에서, 제2 포트(30)와 제2 윤곽 포트(12) 사이의 계단식 임피던스 변환 구조물(50)을 사용함으로써, 윤곽으로 반환하는 에너지가 더 적다. 따라서 출력 포트의 반환 손실이 감소된다.
가능한 구현에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 여분의 포트들(13)이 본 실시예에서 제공된 본체(10)에 배치된다. 여분의 포트들(13)은, 입력 포트들의 격리를 개선하기 위해, 2개의 인접한 제1 윤곽 포트들(11) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 여분의 포트들(13)은 2개의 인접한 제1 윤곽 포트들(11) 사이에 배치될 수 있고, 각각의 여분 포트(13)는 하나의 저항기에 연결되고 접지되거나, 또는 복수의 저항기들에 병렬로 연결되고 접지된다. 따라서, 여분의 포트는 여분의 포트로 전파되는 전자기파를 흡수할 수 있고, 전자기파 반사가 방지된다. 하나의 저항기가 사용되고 여분의 포트(13)가 접지되면, 저항기는 낮은 저항을 갖는 저항기이다. 병렬로 복수의 저항기들이 사용되는 경우, 복수의 저항기들은 저항이 높은 저항기들을 사용할 수 있고, 병렬로 연결된 저항이 높은 복수의 저항기들은 저항이 낮은 저항기에 해당할 수 있다. 예를 들어, 여분의 포트(13)는 50옴 저항기에 연결되고 접지된다. 이 경우, 저항이 낮은 저항기가 사용될 때, 저항이 낮은 저항기의 저항은 50옴이고, 저항이 높은 복수의 저항기들이 병렬로 사용될 때, 저항이 높은 복수의 저항기들의 병렬 저항은 50옴에 해당한다. 이러한 방식으로, 공급 디바이스의 소형화가 달성되고, 제2 포트(30)로 반환되는 에너지가 감소되고, 따라서 포트의 반환 손실이 감소된다.
가능한 구현에서, 여분의 포트(13)는 제1 윤곽 포트(11)와 제2 윤곽 포트(12) 사이에 더 배치될 수 있다. 여분의 포트(13)는 공급 디바이스 상의 불필요한 전자기 반사를 감소시킬 수 있고, 과도하게 많은 전자기 반사가 감소될 경우에 신호 전송 장애가 야기될 수 있다. 제1 윤곽 포트(11)와 제2 윤곽 포트(12) 사이에 배치되는 여분의 포트들(13)의 수량은, 1개 또는 2개 또는 3개의 여분 포트들(13)과 같이, 요건에 기초하여 선택될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 여분 포트들(13)은 서로 인접한 제1 윤곽 포트(11)와 제2 윤곽 포트(12) 사이에 배치된다.
본 실시예에서 제공되는 공급 디바이스의 이해 편의성을 위해, 다음은 본 출원의 실시예에서 제공되는 공급 디바이스의 전자기 모델을 설명한다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 공급 디바이스의 전자기 모델을 도시한다. 공급 디바이스의 B1 내지 B4는 입력 포트들이고, A1 내지 A8은 출력 포트들이고, D는 여분의 포트임에 유의해야 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 공급 디바이스의 본체는 계단식 임피던스 변환 구조물을 사용하여 입력 포트들 및 출력 포트들에 연결된다. 전술한 구조에서, 공급 디바이스의 크기는 다음과 같다: 길이는 500mm(수평으로)이고, 너비는 630mm(수직으로)이다. 그러나, 종래 기술의 공급 디바이스는 비교적 큰 크기를 가지고, 일반적으로 길이는 860mm(수평으로)이고 너비는 940mm(수직으로)이다. 따라서, 본 출원에서, 공급 디바이스의 크기는 940mm × 860mm에서 630mm × 500mm로 좁아지고, 면적이 크게 감소된다. 이러한 방식으로, 본 실시예에서 제공되는 공급 디바이스는 공급 디바이스의 점유 면적을 비교적 큰 범위로 줄일 수 있다.
도 4에 도시된 공급 디바이스의 전자기 모델은 전자기 시뮬레이션의 예로서 사용된다. 시뮬레이션의 조건은 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 공급 디바이스가 종래 기술의 공급 디바이스와 동일한 면적 및 동일한 작동 주파수 대역을 갖는다는 것이다. 공급 디바이스의 대역폭 특성을 고려하기 위한 주요 회로 표시자들은 반환 손실과 삽입 손실이다. 도 4에 도시된 바와 같이, B1 및 B4와 B2 및 B3은 완전히 대칭이다. 따라서, B2 및 B4에 대해 전자기 시뮬레이션이 수행되고, 시뮬레이션 결과들은 도 5 내지 도 8에 도시된다. 도 5는 B2 입력 포트의 반환 손실 비교 도면이다. 도 6은 B4 입력 포트의 반환 손실 비교 도면이다. 도 7은 B2 입력 포트의 삽입 손실 비교 도면이다. 도 8은 B4 입력 포트의 삽입 손실 비교 도면이다. 도 5 내지 도 8에서, 점선은 종래 기술의 공급 디바이스의 시뮬레이션 결과를 나타내고, 실선은 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 공급 디바이스의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 5 내지 도 8의 시뮬레이션 결과들로부터, 입력 포트와 윤곽 입력 포트 사이에 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 공급 디바이스는 전력을 공급하기 위해 복수의 분기들로 나누어지고, 출력 포트와 윤곽 출력 포트 사이에 계단식 임피던스 변환 구조물을 사용한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 1.4GHz 내지 2GHz의 주파수 범위에서, 전체 공급 디바이스는 비교적 큰 포트 반환 손실(≤ -15dB)을 감소시키고, B1/B2/B3/B4 포트의 전체 삽입 손실은 1dB 감소된다.
전술한 실시예로부터, 본 출원에 제공된 공급 디바이스는 점유 공간 면적 및 삽입 손실을 효과적으로 감소시킨다는 것을 알 수 있다.
전술한 실시예들에서, 제1 포트는 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰이고, 제2 포트는 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰이지만, 제1 포트 또한 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰일수 있고, 제2 포트 또한 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰일수 있고, 또는 일부 제1 포트들은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰이고, 일부 제1 포트들은 공급 디바이스의 출력 포트들로 쓰이거나; 일부 제2 포트들은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰이고, 일부 제2 포트들은 공급 디바이스의 출력 포트들로 쓰인다는 것이 이해되어야 한다. 그것의 원리들은 전술한 특정 실시예들과 유사하며, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다.
가능한 구현에서, 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 공급 디바이스는 적어도 하나의 제3 포트를 더 포함하고, 본체는 적어도 하나의 제3 윤곽 포트를 더 포함하고, 적어도 하나의 제3 윤곽 포트 각각은 적어도 하나의 제3 포트 중 하나에 대응하고; 제3 윤곽 포트 및 제3 윤곽 포트에 대응하는 제3 포트는 뿔 형상 임피던스 컨버터를 사용하여 연결된다. 구체적으로, 제1 경우에, 공급 디바이스는 제1 포트 및 제3 포트를 포함하고, 이에 대응하여, 제1 윤곽 포트 및 제3 윤곽 포트는 본체 상에 배치된다. 두 번째 경우에, 공급 디바이스는 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 포함하고, 이에 대응하여, 제1 윤곽 포트, 제2 윤곽 포트 및 제3 윤곽 포트가 본체 상에 배치된다.
먼저, 제1 경우에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 공급 디바이스는 본체(10), 및 제1 포트(60) 및 제3 포트(70)인 2가지 유형의 포트들을 포함한다. 제1 포트(60)는 공급 디바이스의 입력 포트이고, 제3 포트(70)는 공급 디바이스의 출력 포트이다. 제1 포트(60)에 대해서는, 예로서 도 1을 사용하는 공급 디바이스의 입력 포트에 대한 전술한 설명을 참조하고, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다. 여전히 도 9를 참조하면, 이 실시예에서, 윤곽 출력 포트는 뿔 형상 임피던스 컨버터(80)를 사용하여 제3 포트(70)에 연결되고, 뿔 형상 임피던스 컨버터는 또한 삼각형 임피더라고 언급될 수 있다. 본 실시예에서 제3 포트(70)는 실용적인 포트일 수 있거나, 뿔 형상 임피던스 컨버터(80)의 부분일 수 있다. 이것은 본 출원에서 제한되지 않는다. 이 경우, 공급 디바이스의 제1 포트는 전력 분배기(40)를 사용하여 제1 윤곽 포트에 연결되고, 제3 윤곽 포트는 삼각형 임피더를 사용하여 제3 포트에 연결되는 것으로 이해될 수 있다. 전술한 설명으로부터, 전력 분배기(40)를 사용하여 제1 포트(60)가 제1 윤곽 포트의 서브-포트들에 연결되고, 공급 디바이스의 점유 면적이 효과적으로 감소될 수 있고, 삽입 손실이 효과적으로 감소될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 공급 디바이스 상에 여분의 포트가 배치될 수도 있다. 여분의 포트는 임의의 2개의 윤곽 입력 포트들(제1 윤곽 포트들) 사이에 배치될 수 있거나; 윤곽 입력 포트(제1 윤곽 포트)와 윤곽 출력 포트(제3 윤곽 포트) 사이에 배치될 수 있다. 여분의 포트의 효과들은 전술한 실시예들에서 설명된 여분의 포트의 효과들과 동일하므로, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다.
도 10에 도시된 구조에서, 제1 포트(60)는 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰이고 제3 포트(70)는 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰이지만, 상이한 상황들이 존재할 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 포트(60) 또한 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰일 수 있고 제3 포트(70)는 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰인다. 이와 달리, 복수의 제1 포트들(60) 및 제3 포트들(70)이 있을 때, 일부 제1 포트들(60)은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰이고, 일부 제1 포트들(60)은 공급 디바이스의 출력 포트들로 쓰인다. 이와 달리, 일부 제3 포트들(70)은 공급 디바이스의 입력 포트들로 쓰이고, 일부 제3 포트들(70)은 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰일 수 있다.
제2 경우에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 공급 디바이스는 제1 포트(60), 제2 포트(90) 및 제3 포트(70)인 3개의 포트들, 및 본체(10)를 포함한다. 이에 대응하여, 제1 윤곽 포트, 제2 윤곽 포트 및 제3 윤곽 포트는 본체(10) 상에 배치된다.
제1 포트(60)는 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰이고, 제2 포트(90)는 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰이고, 제3 포트(70)는 공급 디바이스의 입력 포트 또는 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰일 수 있다. 이에 대응하여, 제1 윤곽 포트는 윤곽 입력 포트로 쓰이고, 제2 윤곽 포트는 윤곽 출력 포트로 쓰이고, 제3 윤곽 포트는 윤곽 입력 포트 또는 윤곽 출력 포트로 쓰일 수 있다. 제1 포트(60)는 복수의 전력 분배기들을 사용하여 제1 윤곽 포트에 연결되고, 제2 포트(90)는 계단식 임피던스 변환 구조물(50)을 사용하여 제3 윤곽 포트에 연결된다. 연결 방식 및 그 효과에 대한 설명을 위해, 도 1에 도시된 공급 디바이스의 입력 포트 및 출력 포트의 설명을 참조하고, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다. 입력 포트 또는 출력 포트로서의 쓰임에 관계없이, 제3 포트(70)는 뿔 형상 임피던스 컨버터(80)를 사용하여 제3 윤곽 포트에 연결된다. 연결 방식은 종래 기술의 공급 디바이스 내의 입력 포트와 윤곽 입력 포트 사이의 연결 방식과 동일하고, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다.
공급 디바이스 상에 여분의 포트가 배치될 수도 있다. 여분의 포트는 임의의 2개의 윤곽 입력 포트들(제1 윤곽 포트 및 제1 윤곽 포트, 또는 제1 윤곽 포트 및 제3 윤곽 포트) 사이에 배치될 수 있거나; 윤곽 입력 포트(제1 윤곽 포트 또는 제3 윤곽 포트)와 윤곽 출력 포트(제2 윤곽 포트 또는 제3 윤곽 포트) 사이에 배치될 수 있다. 여분의 포트의 효과들은 전술한 실시예들에서 설명된 여분의 포트의 효과들과 동일하므로, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다.
전술한 설명으로부터, 전력 분배기(40)를 사용하여 입력 포트가 윤곽 입력 포트의 서브-포트들에 연결되고, 공급 디바이스의 점유 면적이 효과적으로 감소될 수 있고, 삽입 손실이 효과적으로 감소될 수 있음을 알 수 있다.
도 10에 도시된 구조에서, 제1 포트(60)는 입력 포트로 쓰이고, 제2 포트(90)는 공급 디바이스의 출력 포트로 쓰이고, 제3 포트(70)는 공급 디바이스의 출력 포트 또는 공급 디바이스의 입력 포트로 쓰일 수 있지만, 다른 형태가 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 입력 포트 및 출력 포트는 제1 포트(60), 제2 포트(90) 및 제3 포트(70)의 임의의 포트를 사용할 수 있으며, 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다.
명백히, 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자는 본 출원의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 출원의 실시예들에 대한 다양한 수정들 및 변형들을 행할 수 있다. 본 출원은 이러한 수정들 및 변형들이 다음의 청구범위 및 그와 동등한 기술에 의해 정의된 보호범위 내에 있는 경우에 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.

Claims (8)

  1. 공급 디바이스(feeding device)로서,
    본체 및 적어도 하나의 제1 포트를 포함하고,
    상기 본체는 적어도 하나의 제1 윤곽 포트(contour port)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 윤곽 포트 각각은 상기 적어도 하나의 제1 포트 중 하나에 대응하고;
    상기 제1 윤곽 포트는 적어도 2개의 서브-포트들을 포함하고, 상기 제1 윤곽 포트의 상기 적어도 2개의 서브-포트들이, 적어도 하나의 전력 분배기를 사용하여, 상기 제1 윤곽 포트에 대응하는 상기 제1 포트에 연결되고;
    상기 공급 디바이스는 적어도 하나의 제2 포트를 더 포함하고, 상기 본체는 적어도 하나의 제2 윤곽 포트를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 윤곽 포트 각각은 상기 적어도 하나의 제2 포트 중 하나에 대응하고;
    상기 제2 윤곽 포트 및 상기 제2 윤곽 포트에 대응하는 상기 제2 포트는 계단식 임피던스 변환 구조물(stepped impedance transformation structure)을 사용하여 직접 연결되는 것을 특징으로 하는, 공급 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계단식 임피던스 변환 구조물에서의 임피던스 구조물의 각각의 계단의 길이(a)는 상기 제2 윤곽 포트가 상기 제2 포트를 가리키는 방향으로:
    상기 길이(a)는 상기 공급 디바이스의 작동 주파수 대역의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4인 것을 만족시키는, 공급 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계단식 임피던스 변환 구조물은 마이크로스트립 계단식 임피던스 변환 구조물, 스트립 라인 계단식 임피던스 변환 구조물 또는 동축 라인 계단식 임피던스 변환 구조물인, 공급 디바이스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본체 상에 여분의 포트(redundant port)가 더 배치되고, 상기 여분의 포트는 2개의 제1 윤곽 포트들 사이에 배치되는, 공급 디바이스.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본체 상에 여분의 포트가 더 배치되고, 상기 여분의 포트는 상기 제1 윤곽 포트와 상기 제2 윤곽 포트 사이에 배치되는, 공급 디바이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전력 분배기는 마이크로스트립 전력 분배기, 스트립 라인 전력 분배기 또는 동축 라인 전력 분배기인, 공급 디바이스.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공급 디바이스는 적어도 하나의 제3 포트를 더 포함하고, 상기 본체는 적어도 하나의 제3 윤곽 포트를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제3 윤곽 포트 각각은 상기 적어도 하나의 제3 포트 중 하나에 대응하고;
    상기 제3 윤곽 포트 및 상기 제3 윤곽 포트에 대응하는 상기 제3 포트는 뿔 형상 임피던스 컨버터를 사용하여 연결된, 공급 디바이스.
  8. 삭제
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