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KR0164095B1 - 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터 - Google Patents

마이크로파용 스트립라인 서큘레이터 Download PDF

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Publication number
KR0164095B1
KR0164095B1 KR1019950050529A KR19950050529A KR0164095B1 KR 0164095 B1 KR0164095 B1 KR 0164095B1 KR 1019950050529 A KR1019950050529 A KR 1019950050529A KR 19950050529 A KR19950050529 A KR 19950050529A KR 0164095 B1 KR0164095 B1 KR 0164095B1
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KR
South Korea
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stripline
circulator
resonator
adjusting
type resonator
Prior art date
Application number
KR1019950050529A
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KR970054821A (ko
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전동석
이창화
김명수
이상석
최태구
Original Assignee
정선종
한국전자통신연구원
이제철
한국전기통신공사
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/32Non-reciprocal transmission devices
    • H01P1/38Circulators
    • H01P1/383Junction circulators, e.g. Y-circulators
    • H01P1/387Strip line circulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08Microstrips; Strip lines

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Abstract

본 발명은 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 서큘레이터(circulator)의 스트립라인(stripline)의 공진기 중심부에 자계 결합량 조절용 자계벽 패턴을 형성함으로써, 서큘레이터의 소형화와 대역폭의 확장 및 자계벽의 용이한 조절을 이룰 수 있으며, 제조공정을 단순화시킬 수 있는 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터에 관한 것이다.
본 발명의 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터는, 페라이트 블럭과, 페라이트 블럭의 상·하단에 형성된 스트립라인 패턴 및 접지전극과, 페라이트 블럭의 상·하부에 위치한 상층 영구자석 및 하층 영구자석과, 상층 영구자석과 스트립라인 사이에 삽입형성된 테프론과, 하층 영구자석 및 접지전극 사이에 형성된 얇은 철판으로 이루어진 마이크로파용 스트립라인 접합형 서큘레이터에 있어서, 상기한 스트립라인은 일정한 주파수에서 공진하는 광대역 Y형 공진기(101)와, 전기한 Y형 공진기(101)에 부설되어 Y형 공진기(101)를 외부회로와 연결하기 위한 복수개의 외부회로 연결용 전극(102a,102b,102c)과, 전기한 Y형 공진기(101)의 내부 중앙에 공진기(101)와 대칭을 이루도록 형성되어 자계 결합량을 조절하기 위한 결합량을 조절용 자계벽 패턴(103)으로 구성된다.

Description

마이크로파용 스트립라인 서큘레이터
제1도는 종래의 일반적인 스트립라인 서큘레이터의 개략적인 구성도로서, (a)도는 서큘레이터의 평면도, (b)도는 측면도를 나타내고, (c)도는 스트립라인의 전극 패턴도.
제2도는 종래의 서큘레이터에 대한 스트립라인의 또 다른 패턴도.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서큘레이터에 대한 스트립라인의 패턴도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 페라이트 블럭 2 : 스트립라인 패턴
3 : 접지전극 4 : 상층 영구자석
5 : 하층 영구자석 6 : 테프론
7 : 철판 8 : 원형 공진기
9a,9b,9c : 전극 11 : 원형 공진기
12 : 슬롯 13a,3b,13c : 전극
101 : 광대역 Y형 공진기
102a,102b,102c : 외부회로 연결용 전극
103 : 결합량 조절용 자계벽 패턴
본 발명은 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 서큘레이터(circulator)의 스트립라인(stripline)의 공진기 중심부에 자계 결합량 조절용 자계벽 패턴을 형성함으로써, 서큘레이터의 소형화와 대역폭의 확장 및 자계벽의 용이한 조절을 이룰 수 있으며, 제조공정을 단순화시킬 수 있는 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터에 관한 것이다.
마이크로파용 서쿨레이터는 영구자석과 페라이트의 비가역성을 이용한 소자로서, 현재 CT(cordless telephone) 및 휴대용 전화기와 같은 무선 시스템의 이동국 및 기지국의 RF 송수신부에 소자 보호, 임피던스 정합 등을 위해 널리 사용되고 있다.
이러한 서큘레이터로는 자이레터를 사용한 서큘레이터와 접합형 서큘레이터(junction circulator)로 나뉠 수 있으나, 최근에는 접합형 서큘레이터 중에서도 3 단자의 스트립라인 서큘레이터가 주로 사용되고 있다.
제1도는 종래의 일반적인 스트립라인 서큘레이터의 개략적인 구성도로서, 제1(a)도는 서큘레이터의 평면도, 제1(b)도는 측면도를 나타내고, 제1(c)도는 제1(a)의 서큘레이터에 대한 스트립라인의 전극 패턴도이다.
제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 3 단자 스트립라인 서큘레이터는, 페라이트 블럭(1)의 상·하단에는 스트립라인 패턴(2)과 접지전극(3)을 형성하고, 페라이트 블럭(1)의 상·하부에는 상층 영구자석(4)과 하층 영구자석(5)이 위치하며, 상층 영구자석(4)과 스트립라인(2) 사이에는 테프론(6)이 삽입형성되고, 하층 영구자석(5)과 접지전국(3) 사이에는 얇은 철판(7)이 삽입되어 구성된다.
이때, 상기한 스트립라인(2)의 전극 패턴은, 제1(c)도와 같이, 중앙부에 일정한 주파수에서 공진하는 원형 공진기(8)가 형성되고, 전기한 원형 공진기(8)를 외부회로와 연결하도록 원형 공진기(8)의 원주에는 서로 3 대칭을 이루며 3개의 포트를 이루는 제 1전극(9a), 제 2 전극(9b) 및 제 3전극 (9c)이 부설되어 구성된다.
상기한 구성을 지닌 스트립라인 서큘레이터에서는, 페라이트 블럭(1) 상의 스트립라인(2) 형상과 상층 영구자석(4) 및 하층 영구자석(5)의 비가역 특성에 의해, 외부회로의 신호가 시계방향으로 제 1포트를 이루는 제 1전극(9a)에서 제 2포트를 이루는 제 2전극(9b)으로 전달되는 반면에, 제 3포트를 이루는 제 3전극(9c)에는 신호가 전달되지 않으며, 마찬가지로, 제 2전극(9b)에서 제 3전극(9c)으로 신호가 전달되는 반면에 1전극(9a)은 격리되고, 제 3전극(9c)에서 제 1전극(9a)으로 신호가 전달되는 반면에 제 2전극(9b)은 격리됨으로써, 서큘레이터로서의 작용을 수행하게 된다.
이때. 신호전달 방향을 반시계 방향으로 설정할 수도 있다.
그러나, 상기한 형태의 원형 공진기(8)를 이용한 종래의 스트립라인 서큘레이터에서는 원형 공진기(8)의 크기는 공진주파수에 따라 결정되며, 주파수가 높아질수록 그 크기가 작아지므로, 이동통신이나 개인통신용 주파수인 UHF 대에 사용하기 위해서는 원형 공진기(8)의 크기를 작게하여야만 하나, 원형 공진기(8)의 형태상 크기의 축소에 제한을 받아, 소형의 서큘레이터를 제조하기가 어렵다는 문제점을 지니고 있었다.
또한, 상기한 종래의 스트립라인 서큘레이터는 스트립라인(2)의 구조상, 원형 공진기(8)와 외부회로를 연결하는 전극(9a,9b,9c)의 결합각을 조절함으로써 주파수 통과대역의 대역폭을 확장하기가 어렵다는 문제점을 지니고 있었다.
따라서, 통신시스템의 개발과 시스템의 소형화 추세에 따라, 이동통신이나 개인통신용 주파수인 UHF대에서도 효과적으로 사용될 수 있도록, 서큘레이터의 소형화를 이루는 동시에 주파수 통과대역의 대역폭을 용이하게 확장할 수 있는 스트립라인을 지닌 서큘레이터를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 이와 관련된 대표적인 종래의 스트립라인 패턴의 형태를 제2도에 나타내었다.
제2도는 종래의 서큘레이터에 대한 스트립라인의 또 다른 패턴 형태를 나타낸 도면으로서, 제2도에 도시된 바와 같이, 종래의 서큘레이터의 스트립라인은 전극 패턴으로 일정한 주파수에서 공진하는 원형 공진기(11)가 중앙부에 형성되고, 전기한 공진기(11)의 크기를 줄이고 자계 결합량을 조절하기 위하여 원형 공진기(11)의 원주에서 중심방향으로 3개의 슬롯(slot)(12)이 형성되며, 공진기911)의 원주에는 공진기(11)를 외부회로와 연결하기 위한 3 대칭의 포트를 구성하는 제 1전극(13a), 제 2전극(13b) 및 제 3전극(13c)이 부설되어 구성된다.
상기한 구성을 지닌 종래의 스트립라인 서큘레이터에서는, 스트립라인의 슬롯(12)에 자계벽이 형성되므로, 제1도의 스트립라인에 비하여 동일한 주파수에서 소형화를 이룰 수 있으며, 슬롯(12)의 길이를 조절함으로써, 서큘레이터의 소형화를 추구할 수 있다는 장점을 지니고 있다.
그러나, 상기한 종래의 서큘레이터는, 원형 공진기(1)와 외부회로를 연결하는 전극(13a,13b,13c)의 결합각을 조절함으로써 대역폭을 확장하는데에는 제한이 있으며, 자계벽을 형성하는 슬롯(12)의 형성시 서큘레이터로서의 기능을 수행하도록 슬롯(12)을 3 대칭을 이루도록 하기 위해서는 제조공정이 매우 복잡해진다는 문제점을 지니고 있었다.
결국, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스트립라인 서큘레이터의 소형화와 대역폭의 확장 및 자계벽의 용이한 조절을 이룰 수 있으며, 제조공정을 단순화시킬 수 있는 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하는 본 발명의 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터는, 페라이트 블럭과, 페라이트 블럭의 상·하단에 형성된 스트립라인 패턴 및 접지전극과, 페라이트 블럭의 상·하부에 위치한 상층 영구자석 및 하층 영구자석과, 상층 영구자석과 스트립라인 사이에 삽입형성된 테프론과, 하층 영구자석 및 접지전극 사이에 삽입형성된 얇은 철판으로 이루어진 마이크로파용 스트립라인 접합형 서큘레이터에 있어서, 상기한 스트립라인은 일정한 주파수에서 공진하는 광대역 Y형 공진기와, 전기한 Y형 공진기에 부설되어 Y형 공진기를 외부회로와 연결하기 위한 복수개의 외부회로 연결용 전극과, 전기한 Y형 공진기를 내부 중앙에 공진기와 대칭을 이루도록 형성되어 자계 결합량을 조절하기 위한 결합량 조절용 자계벽 패턴으로 구성된 것을 특징을 한다.
이하, 본 발명의 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서큘레이터에 대한 스트립라인의 패턴도로서, 제3도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스트립라인 서큘레이터는 마이크로파용 스트립라인 접합형 서큘레이터에 있어서, 전기한 스트립라인이 일정한 주파수에서 공진하는 광대역 Y형 공진기(101)와, 전기한 Y형 공진기(101)에 부설되어 Y형 공진기(101)를 외부회로와 연결하기 위한 복수개의 외부회로 연결용 전극(102a,102b,102c)과, 전기한 Y형 공진기(101)의 내부 중앙에 공진기와 대칭을 이루도록 형성되어 자계 결합량을 조절하기 위한 결합량 조절용 자계벽 패턴(103)으로 구성된다.
이때, 상기한 본 발명의 스트립라인은 3단자 이상을 지닌 다단자 형태로 구성할 수 있으며, 상기한 결합량 조절용 자계벽 패턴(103)은 공진기(101)와 대칭이 되는 어떠한 형상으로도 형성할 수 있다.
상기한 구성을 지닌 본 발명의 스트립라인 서큘레이터는, 제3도에서 보듯이, Y형 공진기(101)와 외부회로 연결용 전극(102a,102b,102c)의 결합각(104)을 크게 형성할 수 있으므로, 외부에 별도의 단자나 대역폭 확장을 위해 스트립라인을 형성하지 않고도 광대역화를 이룩할 수 있으며, 결합량 조정용 자계벽 패턴(103) 형성시 크기를 조절함으로써, 자계에 의한 결합량을 적절히 조절할 수 있어 소형화 및 아이솔레션 특성을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 스트립라인 서큘레이터는 Y형 공진기(101)의 중심에 결합량 조절용 자계벽 패턴(103)을 형성함으로써, 용이하게 3대칭을 이룰 수 있으므로, 서큘레이터의 전체적인 제조공정을 단순화시킬 수 있으며, 경제적으로 서큘레이터를 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명의 스트립라인 서큘레이터는 이동통신, 개인통신, CT 및 위성통신에서의 시스템 및 단말기의 소자 보호와 임피던스 접합 등을 위하여 사용할 수 있으며, 시스템 및 단말기의 소형화한 저가격화를 실현할 수 있다.

Claims (1)

  1. 페라이트 블럭과, 페라이트 블럭의 상·하단에 형성된 스트립라인 패턴 및 접지전극과, 페라이트 블럭의 상·하부에 위치한 상층 영구자석 및 하층 영구자석과, 상층 영구자석과 스트립라인 사이에 삽입 형성된 테프론과, 하층 영구자석 및 접지전극 사이에 삽입형성된 얇은 철판으로 이루어진 마이크로파용 스트립라인 접합형 서큘레이터에 있어서, 상기한 스트립라인은 일정한 주파수에서 공진하는 광대역 Y형 공진기(101)와, 전기한 Y형 공진기(101)에 부설되어 Y형 공진기(101)를 외부 회로와 연결하기 위한 복수개의 외부회로 연결용 전극(102a,102b,102c)과, 전기한 Y형 공진기(101)의 내부 중앙에 공진기(101)와 대칭을 이루도록 형성되어 자계 결합량을 조절하기 위한 결합량 조절용 자계벽 패턴(103)으로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로파용 스트립라인 서큘레이터.
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