[go: up one dir, main page]

KR100632154B1 - NRD Guide-Microstrip Line Converter - Google Patents

NRD Guide-Microstrip Line Converter Download PDF

Info

Publication number
KR100632154B1
KR100632154B1 KR1020040089103A KR20040089103A KR100632154B1 KR 100632154 B1 KR100632154 B1 KR 100632154B1 KR 1020040089103 A KR1020040089103 A KR 1020040089103A KR 20040089103 A KR20040089103 A KR 20040089103A KR 100632154 B1 KR100632154 B1 KR 100632154B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
msl
line
transmission
nrd guide
metal block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020040089103A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040099225A (en
Inventor
신천우
Original Assignee
엔알디테크 주식회사
신천우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔알디테크 주식회사, 신천우 filed Critical 엔알디테크 주식회사
Priority to KR1020040089103A priority Critical patent/KR100632154B1/en
Publication of KR20040099225A publication Critical patent/KR20040099225A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100632154B1 publication Critical patent/KR100632154B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H01P5/107Hollow-waveguide/strip-line transitions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12Hollow waveguides
    • H01P3/122Dielectric loaded (not air)
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices

Landscapes

  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 NRD가이드와 마이크로스트립선로(MicroStrip Line: 이하 MSL로 함) 변환기에 관한 것으로써 사용주파수의 반파장이하 간격의 금속상하도체판 사이에 NRD 가이드유전체선로, 모드스프레서, 유전체블럭, 유전체블럭에 삽입된 급전선로(Feeder), 급전선로가 통과하는 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭과 신호선로와 접지선로가 패터닝된 MSL기판이 결합된 구조이다. 이는 MSL 상부의 신호선로에 MMIC소자가 내장되어 전력증폭기 및 저잡음 증폭기로 이용 가능한 구조로 구성한 것을 특징으로하는 NRD가이드와 MSL의 변환기이다.The present invention relates to an NRD guide and a microstrip line (hereinafter referred to as MSL) converter, wherein an NRD guide dielectric line, a mode sprayer, a dielectric block, a dielectric is provided between a metal upper and lower conductor plate with a half wavelength or less spacing of a use frequency. A feeder inserted into the block, a 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal block through which the feedline passes, and an MSL substrate patterned with a signal line and a ground line are combined. This is a converter of NRD guide and MSL characterized in that the MMIC element is embedded in the signal line on the upper part of the MSL, and it can be used as a power amplifier and a low noise amplifier.

NRD가이드, 마이크로스트립선로(MSL), 메탈블럭(Metallic Block), 증폭기NRD Guide, Microstrip Line (MSL), Metal Block, Amplifier

Description

NRD가이드-마이크로스트립선로 변환기{NRD guide-MicroStrip Line Transition}NRD guide-microstrip line transition

도 1: NRD가이드와 MSL의 변환기를 구성한 사시도1 is a perspective view of a transducer of an NRD guide and an MSL

도 2: NRD가이드와 MSL의 변환기를 나타낸 제 1 평면도2 is a first plan view showing the converter of the NRD guide and the MSL

도 3: NRD가이드와 MSL의 변환기를 나타낸 제 2 평면도3 is a second plan view showing a converter of an NRD guide and an MSL

도 4: MSL 임피던스정합 및 접지용 3λ/4및 λ/4전송메탈블럭의 구조를 나타낸 사시도4 is a perspective view showing the structure of a 3λ / 4 and λ / 4 transmission metal block for MSL impedance matching and grounding

도 5: MSL 및 코플레너선로(CPW)의 구조를 나타낸 사시도5 is a perspective view showing the structure of the MSL and the coplanar line (CPW)

도 6: NRD가이드와 MSL 변환기의 신호전송특성 그래프6: Signal transmission characteristic graph of NRD guide and MSL converter

도 7: NRD가이드와 MSL 변환기를 구성한 사시도7 is a perspective view of an NRD guide and an MSL converter

도 8: MSL 임피던스정합 및 접지용 3λ/4및 λ/4전송메탈블럭의 구조를 나타낸 사시도Fig. 8: A perspective view showing the structure of the 3λ / 4 and λ / 4 transmission metal block for MSL impedance matching and grounding

도 9: NRD가이드와 MSL 변환기의 신호전송특성 그래프9: Signal transmission characteristic graph of NRD guide and MSL converter

도 10: 저잡음증폭용 HEMT소자를 장착한 NRD가이드용 증폭기의 신호증폭이득에 대한 전송특성을 나타낸 그래프10 is a graph showing transmission characteristics of signal amplification gain of an NRD guide amplifier equipped with a low noise amplification HEMT element.

도 11: 전력증폭용 HEMT소자를 장착한 NRD가이드용 증폭기의 신호증폭이득에 대한 전송특성을 나타낸 그래프Fig. 11: Graph showing the transmission characteristics of the signal amplification gain of the NRD guide amplifier equipped with the power amplification HEMT element

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 상부도체판1: upper conductor plate

2: 하부도체판2: lower conductor plate

3, 13: NRD가이드유전체선로3, 13: NRD Guide Dielectric Line

4, 14: 모드스프레서4, 14: mode sprayer

5, 15: 유전체블럭(PTFE)5, 15: dielectric block (PTFE)

6a, 6b, 16a, 16b: 급전선로(Feeder)6a, 6b, 16a, 16b: Feeder

7a, 7b: MSL용 3λ/4 및 λ/4전송메탈블럭7a, 7b: 3λ / 4 and λ / 4 transmission metal blocks for MSL

8: MSL 및 코플레너(CPW)용 유전체기판8: Dielectric substrates for MSL and coplanar (CPW)

9: MSL의 신호선로9: signal line of MSL

10: 접지선로(GND)10: ground line (GND)

17: MSL용 3λ/4 및 λ/4전송메탈블럭17: 3λ / 4 and λ / 4 transmission metal blocks for MSL

19: 마이크로스트립 신호선로19: microstrip signal line

현재 유선통신에 있어서 저손실화된 광파이버의 개발 및 반도체 기술의 발달에 힘입어 광통신이 계속적으로 실용되고 있으며, 무선통신에서는 위성통신의 발달에 의해 대용량 통신을 위한 초고주파화가 진행중이며 서브밀리미터파 또는 밀리미터파에서의 통신기 개발이 아주 중요한 과제가 되고 있다.At present, due to the development of low-loss optical fibers and development of semiconductor technology in wired communication, optical communication is continuously being used.In the wireless communication, ultra-high frequency for large-capacity communication is under progress due to the development of satellite communication, and sub-millimeter wave or millimeter wave The development of communicators in U.S. has become a very important task.

무선통신에 있어서, 고주파 대역의 사용주파수가 밀리미터파 대역으로 이동됨에 따라 종래의 마이크로스트립라인에서는 전송손실이 매우커져서 무선통신시스템의 구현으로는 적당하다고 할 수 없게 되었다.In wireless communication, as the frequency of use of the high frequency band is shifted to the millimeter wave band, the transmission loss becomes very large in the conventional microstrip line, and thus it is not suitable to implement a wireless communication system.

이에 밀리미터파 대역에서 사용가능하고, 기존의 마이트로스트립선로에서 발생되는 전송손실을 충분히 억제할 수 있는 비방사성유전체선로 (Non-Radiative-dielectric Waveguide: NRD guide)가 이미 제안되었으며, 최근까지 많은 연구가 진행되고 있다.Non-radial-dielectric waveguides (NRD guides) that can be used in the millimeter wave band and can sufficiently suppress transmission losses generated by existing mitrostrip lines have already been proposed. Is going on.

그러나 일반적으로 비방사성유전체선로(NRD guide)는 수동소자로 조합할 경우에 매우 유용한 무선통신시스템을 구현할 수 있지만, 능동소자로의 구성은 매우 어려운 것으로 알려져 있기에 기존의 마이크로스트립선로(이하 본 발명은 MSL(Microstrip Line)이라 칭함)와 NRD가이드의 결합을 통한 신호변환을 통한 능동소자로의 구성을 시도해야 한다.In general, however, a non-radioactive dielectric line (NRD guide) can realize a very useful wireless communication system when combined with a passive element, but the active element is known to be very difficult to configure a conventional microstrip line. Attempt to construct an active device through signal conversion through the combination of MSL (Microstrip Line) and NRD guide.

이에 종래의 능동소자로의 구현이 가능한 MSL와 NRD 가이드선로와의 전송손실이 없는 신호전송변환을 위해서는 NRD 가이드와 스트립선로의 임피던스정합문제, 스트립선로의 접지문제 및 신호변환을 통한 반사손실의 최소화 등을 해결해야 한다.Therefore, for signal transmission conversion without transmission loss between MSL and NRD guide line that can be implemented as a conventional active device, impedance matching problem of NRD guide and strip line, ground problem of strip line, and minimizing reflection loss through signal conversion And so on.

또한 NRD가이드를 이용한 밀리미터파 대역용 무선통신시스템에서 최고의 성능을 얻기 위해 통시시스템의 잡음레벨을 최소화하는 것이 일반적으로 요구되고 있다. 따라서 전력증폭기와 저잡음증폭기는 이러한 통신시스템에서 필수 불가결한 요소이기에 이의 발명은 반드시 선행되어야 한다.In addition, it is generally required to minimize the noise level of the communication system to obtain the best performance in the millimeter wave band wireless communication system using the NRD guide. Therefore, the power amplifier and low noise amplifier is an indispensable element in such a communication system, so its invention must be preceded.

본 발명에 있어서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 NRD가이드와 MSL의 변환기를 구성하였으며, 이를 실현하기 위한 최적의 방법을 다음과 같이 둔다.In the present invention, in order to solve the above problems, a converter of the NRD guide and the MSL is configured, and an optimal method for realizing the same is as follows.

사용주파수의 반파장이하 간격의 금속상하도체판 사이에 NRD 가이드유전체선로, 모드스프레서, 유전체블럭, 유전체블럭에 삽입된 급전선로(Feeder), 급전선로가 통과하는 메탈블럭(metallic block)과 신호선로와 접지선로가 패터닝된 MSL기판이 결합된 구조이다. 이는 MSL와 NRD가이드의 신호변환을 통해 발생하는 반사손실 문제 및 외부금속도체판과의 접지문제를 해결하기 위해 NRD가이드와 MSL기판 사이에 임피던스정합용 및 외부금속도체판(1,2)과의 접지를 위한 메탈블럭(Metallic Block)을 구성한 것을 특징으로하는 NRD가이드와 MSL의 변환기이다.NRD guide dielectric line, mode sprayer, dielectric block, feeder inserted into dielectric block, metallic block and signal line through feeder line It is a structure in which the furnace and the ground line are patterned with the MSL substrate. This is for impedance matching between NRD guide and MSL board and external metal conductor boards (1, 2) to solve the reflection loss caused by signal conversion between MSL and NRD guide and grounding problem with external metal conductor board. It is a converter of NRD guide and MSL, which is composed of a metal block for grounding.

본 발명에 있어서, 밀리미터파 대역에서 사용가능한 NRD가이드와 MSL의 변환기를 구현하기 위해 다음과 같은 방법으로 구성하였다.In the present invention, in order to implement the converter of the NRD guide and MSL that can be used in the millimeter wave band was configured by the following method.

사용주파수의 반파장이하 간격의 금속상하도체판 사이에 NRD 가이드유전체선로, 모드스프레서, 유전체블럭, 유전체블럭에 삽입된 급전선로(Feeder), 급전선로가 통과하는 메탈블럭(Metallic Block)과 신호선로와 접지선로가 패터닝된 마이크로스트립선로(MSL) 및 코플레너선로(CPW)기판이 결합된 구조이다.NRD guide dielectric line, mode sprayer, dielectric block, feeder inserted in dielectric block, metal block and metal block through feeder line It is a structure in which a microstrip line (MSL) and a coplanar line (CPW) substrate in which a furnace and a ground line are patterned are combined.

도 1은 NRD가이드와 MSL의 변환기에 있어서, 첫번째 실시한 사시도이다. 도 1에 의하면, 사용주파수의 반파장이하 간격의 금속상하도체판(1, 2) 사이에 NRD가 이드유전체선로(3). 모드스프레서(4), 유전체블럭(5), 유전체블럭에 삽입된 급전선로(Feeder)(6a, 6b), 급전선로가 통과하는 메탈블럭(Metallic Block)(7a, 7b)과 신호선로와 접지선로가 패터닝된 MSL기판(8)이 결합된 구조이다. 이때 MSL의 신호선로 상의 원안은 MMIC 증폭소자를 장착한 것을 나타내고 있다.1 is a perspective view of a first implementation of a converter of an NRD guide and an MSL. According to Fig. 1, the NRD leads the dielectric dielectric line 3 between the metal upper and lower conductor plates 1 and 2 at intervals less than half the wavelength of the use frequency. The mode compressor (4), the dielectric block (5), the feeder (Feeder) 6a, 6b inserted into the dielectric block, the metal blocks (7a, 7b) through which the feeder line passes, the signal line and the ground line The furnace is a structure in which the MSL substrate 8 patterned is combined. The original design on the signal line of the MSL indicates that the MMIC amplification element is mounted.

도 2는 NRD가이드와 MSL의 변환기를 나타낸 제 1평면도이다. 도 2에 의하면, 유전체블럭(5)의 LSM01모드신호는 급전선로(6a)를 통해 TEM모드신호로 전송되고, TEM모드신호는 메탈블럭(7a)의 내부전송선로를 통과한 후 MSL의 신호선(9)의 RF신호로 변환된다.2 is a first plan view showing a converter of an NRD guide and an MSL. According to Fig. 2, the LSM01 mode signal of the dielectric block 5 is transmitted as a TEM mode signal through the feed line 6a, and the TEM mode signal passes through the internal transmission line of the metal block 7a and then the signal line of the MSL ( The signal is converted to the RF signal of 9).

또한 RF신호는 상대편 MSL 신호선상으로 진행되어 메탈블럭(7b)의 내부전송선로를 통해 급전선로(6b)의 TEM모드로 전송되면서 유전체블럭(5)으로 여기된 후 LSM모드로 변환된다.In addition, the RF signal travels on the opposite MSL signal line, is transmitted to the TEM mode of the feed line 6b through the internal transmission line of the metal block 7b, is excited to the dielectric block 5, and then converted to the LSM mode.

바람직하게는 NRD가이드유전체블럭(5)에 삽입되는 급전선로(6a, 6b)의 직경(δ), 삽입깊이(y) 및 길이(x)에 따라 손실없는 신호결합을 위한 최적의 삽입손실 및 반사손실이 정해지며, 메탈블럭(7a, 7b)의 구조에 따라 NRD가이드와 급전선로(6a, 6b)와의 최적의 임피던스 정합이 결정된다.Preferably, optimum insertion loss and reflection for lossless signal coupling depending on the diameter (δ), insertion depth (y) and length (x) of the feed lines 6a and 6b inserted into the NRD guide dielectric block 5 The loss is determined, and the optimum impedance matching between the NRD guide and the feed lines 6a and 6b is determined by the structures of the metal blocks 7a and 7b.

바람직하게는 사용주파수에서의 RF신호전송을 위한 MSL의 구조에 있어서, 신호선(9)의 폭과 접지선(10)과의 간격 및 사용기판의 유전율에 따라 최적의 전송특성이 결정된다.Preferably, in the structure of the MSL for the RF signal transmission at the use frequency, the optimum transmission characteristics are determined according to the width of the signal line 9 and the distance between the ground line 10 and the permittivity of the substrate.

도 3은 급전선로(6a, 6b)를 L형태로 하여 NRD가이드와 MSL의 변환기를 나타낸 제 2평면도이다. 상기 도 3에 의하면, 바람직하게는 NRD가이드유전체블럭(5)에 삽입되는 급전선로(6a, 6b)의 직경(δ), 삽입깊이(y) 및 길이(h, i)에 따라 손실없는 신호결합을 위한 최적의 삽입손실 및 반사손실이 정해진다.Fig. 3 is a second plan view showing a converter of the NRD guide and the MSL with the feed lines 6a and 6b in the L shape. According to FIG. 3, signal lossless coupling is preferably performed depending on the diameter (δ), insertion depth (y), and length (h, i) of the feed lines 6a and 6b inserted into the NRD guide dielectric block 5. Optimum insertion loss and return loss are determined.

도 4는 NRD 가이드와 MSL과의 임피던스정합용 및 외부금속도체판(1,2)과의 접지를 위한 λ/4전송메탈블럭(7a, 7b)의 구조를 나타낸 사시도이다. 도 4에 의하면, 일반적으로 전기장이 λ/4인 전송선로는 임피던스 반전회로가 되며, 이는 부하에 이 전송선로를 접속하면 부하의 리액턴스 극성은 다음 식과 같이 반전하기 때문이다. 도 4의 전송선로의 임피던스 Zin은 다음식으로 나타낼 수 있다.4 is a perspective view showing the structure of the λ / 4 transmission metal blocks 7a and 7b for impedance matching between the NRD guide and the MSL and for grounding the external metal conductor plates 1 and 2. According to FIG. 4, a transmission line having an electric field of λ / 4 is generally an impedance inversion circuit, because when the transmission line is connected to a load, the reactance polarity of the load is inverted as follows. The impedance Zin of the transmission line of FIG. 4 may be represented by the following equation.

Figure 112004050970212-pat00001
-----------------(1)
Figure 112004050970212-pat00001
-----------------(One)

단, ZL : 부하임피던스[Ω], Zo: 전송선로의 특성 임피던스[Ω]Z L : Load impedance [Ω], Z o : Characteristic impedance of transmission line [Ω]

전기장이 λ/4인 경우 식(1)은 If the electric field is λ / 4, equation (1)

Figure 112004050970212-pat00002
------------------------------(2)
Figure 112004050970212-pat00002
------------------------------(2)

가 된다. 예를 들면 λ/4전송선로에 용량 C의 콘덴서를 접속하면, 입력임피던스 Zin은, Becomes For example, if a capacitor of capacitance C is connected to the λ / 4 transmission line, the input impedance Zin is

Figure 112004050970212-pat00003
-----------------------(3)
Figure 112004050970212-pat00003
----------------------- (3)

이 된다. 따라서 용량 C의 콘덴서는 인턱턴스

Figure 112004050970212-pat00004
의 코일로 변환되게 된다.Becomes Therefore, the capacitor of capacity C has an inductance
Figure 112004050970212-pat00004
Is converted into a coil of.

따라서 서로 다른 임피던스를 가지고 있는 NRD가이드유전체블럭에 삽입된 급전선로(6a, 6b)와 MSL사이의 임피던스정합을 위해 정합용 메탈블럭(7a, 7b)을 제안하였으며, 사용주파수에 대해 특성임피던스는 50[Ω]으로 정하였다.Therefore, matching metal blocks (7a, 7b) have been proposed for impedance matching between feed lines (6a, 6b) inserted into NRD guide dielectric blocks with different impedances and MSL. [Ω] was set.

본 발명에 의하면, 두 종류의 메탈블럭(7a, 7b)을 제안하였는 데, 도 4의 (a)는 λ/4 길이를 가진 메탈블럭이고, (b)는 3λ/4의 길이를 가진 메탈블럭이며 각각 접지용 홈이 있는 경우와 없는 경우이다.According to the present invention, two types of metal blocks 7a and 7b are proposed, in which (a) of FIG. 4 is a metal block having a length of λ / 4, and (b) is a metal block having a length of 3λ / 4. And with or without grounding groove, respectively.

상기 λ/4전송메탈블럭(7a, 7b)은 내부직경이 φ인 전송선로구간을 가지고 있고, 내부직경 φ는 밀리미터파 대역의 사용주파수, 중심부의 절연체의 유전율 및 중심도체(여기서는 급전선로(6a, 6b))의 직경에 따라 결정된다.The λ / 4 transmission metal blocks 7a and 7b have a transmission line section having an internal diameter φ, and the internal diameter φ is a use frequency in the millimeter wave band, the dielectric constant of the insulator at the center and the center conductor (here, the feed line 6a). 6b)).

상기 도 4에 의하면, 메탈블럭(7a, 7b)은 MSL기판 접지를 위한 접지용 홈을 가디고 있으며, 이는 길이(L), 폭(t) 및 깊이(g)의 크기를 가진다.Referring to FIG. 4, the metal blocks 7a and 7b have a groove for grounding the MSL substrate, which has a length L, a width t, and a depth g.

본 발명에 의하면 사용주파수에 대한 MSL의 기판은 신호선과 접지선이 유전체기판 상하부면에 각각 패터닝된 MSL(a) 및 신호선과 접지선이 동일면상에 패터닝된 코플레너선로(CPW)(b)로 구성하여 도 5에 나타내었다. 도 5(a), (b)에 의하면, 사용주파수에 따라 신호선의 폭(G)와 접지선로와의 간격(W) 및 기판(8)의 유전율에 따라 특성임피던스는 달라지며, 여기서는 사용주파수는 35GHz, 기판의 유전율(εr) 2.3의 유전체기판을 사용하였다.According to the present invention, the MSL substrate for the use frequency is composed of MSL (a) in which signal lines and ground lines are patterned on upper and lower surfaces of the dielectric substrate, and coplanar lines (CPW) (b) in which signal lines and ground lines are patterned on the same surface. 5 is shown. 5 (a) and 5 (b), the characteristic impedance varies depending on the width G of the signal line, the distance W between the ground line, and the dielectric constant of the substrate 8 according to the use frequency. A dielectric substrate of 35 GHz and a dielectric constant of epsilon r of 2.3 was used.

본 발명에 있어서, 상기 도 1과 같이 밀리미터파 대역에서 사용가능한 NRD가이드와 MSL(MicroStrip Line)의 변환기를 구성한 후 도 6과 같이 전송특성을 확인 하였다. 특성임피던스가 50Ω로 설계된 MSL(8)와 급전선로(6a, 6b)사이에 임피던스 정합용 3λ/4길이의 메탈블럭(7a, 7b)을 두고, 급전선로의 길이(x)는 약 6.0mm, 삽입깊이(x)는 약 1.0mm로 하였고, 사용주파수 35GHz에 대해 S11은 약 20dB, S21은 약 2dB정도로 양호한 특성을 나타내었다.In the present invention, after configuring the NRD guide and the MSL (MicroStrip Line) converter that can be used in the millimeter wave band as shown in FIG. A 3λ / 4 length metal block (7a, 7b) for impedance matching is placed between the MSL (8) designed with a characteristic impedance of 50Ω and the feed lines (6a, 6b), and the length (x) of the feed line is about 6.0 mm, The insertion depth (x) was about 1.0mm, and S11 was about 20dB and S21 was about 2dB at the frequency of 35GHz.

본 발명에서 도 7은 NRD가이드와 MSL의 변환기에 있어서, 제 2실시예를 나타낸 것이다. 도 7에 의하면, NRD가이드선로(13), 모드스프레서(14), 유전체블럭(15), 급전선로(16a, 16b), 일체형 3λ/4전송메탈블럭(17) 및 특성임피던스가 50Ω, 유전율(εr) 2.3의 유전체 기판에 신호선로(19)가 패터닝되고 하부에 접지용 금속막이 있는 MSL로 이루어져 있다.In the present invention, Figure 7 shows a second embodiment in the converter of the NRD guide and MSL. According to Fig. 7, the NRD guide line 13, the mode compressor 14, the dielectric block 15, the feed line 16a, 16b, the integrated 3λ / 4 transmission metal block 17 and the characteristic impedance are 50? The signal line 19 is patterned on the dielectric substrate of (ε r ) 2.3 and is made of MSL having a ground metal film at the bottom.

상기 도 7의 NRD가이드와 MSL의 변환기에 사용되는 메탈블럭(17)을 도 8에 나타내었다. 도 8에 의하면, 임피던스정합용 및 접지용 메탈블럭(17)은 두 종류로 제안하였다. 도 8의 (a)는 3λ/4길이의 메탈블럭을 나타낸 것이고, (b)는 λ/4길이의 메탈블럭을 나타낸 것이다. 특히 MSL의 구조상 접지선로는 기판의 하부에 위치되어 있는 바, 도 8의 (a), (b)에서와 같이 좌 우측 λ/4전송선로메탈블럭은 일체형으로 제안하였다.The metal block 17 used in the NRD guide and the MSL converter of FIG. 7 is shown in FIG. 8. 8, two types of impedance matching and grounding metal blocks 17 are proposed. (A) of FIG. 8 shows a metal block of length 3λ / 4, and (b) shows a metal block of length λ / 4. Particularly, the ground line of the MSL is located at the bottom of the substrate. As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the left and right λ / 4 transmission line metal blocks are proposed as an integrated type.

상기 도 8에 의하면, 일체형 메탈블럭(17)의 전체길이(M1, M2)는 50Ω MSL의 길이에 따라 달라질 수 있으므로 사용주파수가 35GHz인 경우 20mm로 하였다.According to FIG. 8, since the total lengths M1 and M2 of the integrated metal block 17 may vary depending on the length of 50 Ω MSL, the total length M1 and M2 may be 20 mm when the use frequency is 35 GHz.

도 9는 상기 도 7에 의한 NRD가이드와 MSL의 변환기의 전송특성을 나타낸 것이다. 사용주파수 35GHz에 대해 S11은 약 15dB, S21은 약 3dB정도로 양호한 특성을 나타내었다.FIG. 9 shows transmission characteristics of the converter of the NRD guide and the MSL according to FIG. S11 is about 15dB and S21 is about 3dB for 35GHz frequency.

상기 MSL상(19)에 증폭용 MMIC소자를 장착할 수 있으며, 이를 통해 LNA회로, PA회로용 통신소자를 제작할 수 있다. 이에 대한 저잡음증폭용 및 전력증폭용 HEMT소자를 장착한 NRD가이드용 증폭기의 신호증폭이득에 대한 전송특성을 나타낸 그래프를 도 10과 도 11에 나타내었다.The amplification MMIC device may be mounted on the MSL phase 19, and thus communication devices for the LNA circuit and the PA circuit may be manufactured. 10 and 11 show graphs showing the transmission characteristics of the signal amplification gain of the NRD guide amplifier equipped with the low noise amplification and power amplification HEMT elements.

본 발명에 있어서, 밀리미터파 대역에서 사용가능한 NRD가이드와 MSL(MicroStrip Line)의 변환기는 전력증폭기(HPA) 및 저잡음증폭기(LNA)를 NRD 가이드용 송수신간에 장착하여 신호잡음레벨을 충분히 낮추고 이득을 올릴 수 있는 있는 통신장치를 구성할 수 있다.In the present invention, the NRD guide and MSL (MicroStrip Line) converter that can be used in the millimeter wave band is equipped with a power amplifier (HPA) and a low noise amplifier (LNA) between the transmission and reception for the NRD guide to sufficiently lower the signal noise level and increase the gain. The communication device can be configured.

또한 상기에서 제안된 임피던스정합용 메탈블럭은 NRD가이드의 급전선로와 MSL 및 MSL 사이를 손실없는 신호전력을 최대한 전송시킬 수 있는 특징이 있다.In addition, the proposed impedance matching metal block has a feature that can transmit the lossless signal power as much as possible between the feed line of the NRD guide and MSL and MSL.

따라서 밀리미터파 대역에서 전송손실이 없는 신호전송변환용 NRD가이드선로-스트립선로를 이용하면 무선통신기기에 있어서, 최적의 능동소자 및 수동소자의 삽입이 가능하고, 우수한 LNA, HPA 및 버퍼+HPA를 장착하여 밀리미터파 대역용 무선통신시스템을 구현할 수 있다.Therefore, the use of NRD guide line-strip line for signal transmission conversion without millimeter wave band enables insertion of optimal active and passive elements and excellent LNA, HPA and buffer + HPA in wireless communication equipment. It can be installed to implement a wireless communication system for the millimeter wave band.

Claims (8)

NRD가이드와 MSL(MicroStrip Line)의 변환기는 사용주파수의 반파장이하 간격의 금속상하도체판(1, 2) 사이에 NRD 가이드유전체선로(3), 모드스프레서(4), 유전체블럭(5), 유전체블럭에 삽입된 급전선로(Feeder)(6a, 6b), 급전선로가 통과하는 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(7a, 7b)순으로 배치되고, MSL 또는 코플레너선로(CPW)가 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(7a, 7b)을 중심으로 급전선로(6a, 6b)와 임피던스정합을 이루어 구성된 것이 특징인 NRD가이드- 마이크로스트립선로(MSL) 변환기The NRD guide and MSL (MicroStrip Line) transducers have NRD guide dielectric lines (3), mode sprayers (4), and dielectric blocks (5) between metal upper and lower conductor plates (1, 2) at intervals less than half the wavelength of the operating frequency. , Feeder lines (6a, 6b) inserted in the dielectric block, and 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal blocks (7a, 7b) through which the feed line passes, and are arranged in order of MSL or coplanar line ( NRD guide-microstrip line (MSL) converter, characterized in that the CPW) is composed of impedance matching with the feed lines 6a, 6b around the 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal blocks 7a, 7b. 제 1항에 있어서, 급전선로(6a, 6b)는 "ㅡ" 형태 및 "L"형태로 구성하고; 이에 따른 급전선로의 삽입깊이(y), 선로길이(x) 및 "L"의 선로길이(h, i)가 달라지는 것이 특징인 NRD가이드- 마이크로스트립선로(MSL) 변환기2. The feed line (6a, 6b) according to claim 1, wherein the feed lines (6a, 6b) have a "-" shape and a "L" shape; NRD guide-microstrip line (MSL) converter characterized by the insertion depth (y), line length (x) and line length (h, i) of "L" 제 1항에 있어서, 상기 급전선로(6a, 6b)가 통과하는 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(7a, 7b)은 급전선로(6a, 6b)와 MSL의 신호선과의 임피던스정합을 위해 내부직경이 Φ인 전송선로구간을 두고 있고; 이는 사용주파수 및 전송선로내부에 채워지는 절연체의 유전율에 따라 내부직경(Φ)및 급전선로(6a, 6b)의 직경(δ)이 결정하는 구조가 특징인 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭2. The 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal blocks 7a and 7b through which the feed lines 6a and 6b pass have an impedance match between the feed lines 6a and 6b and the signal lines of the MSL. Has a transmission line section with an internal diameter Φ for This is a 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission characterized by a structure in which the internal diameter (Φ) and the diameter (δ) of the feed lines (6a, 6b) are determined by the frequency of use and the dielectric constant of the insulator filled in the transmission line. Metal block 제 1항에 있어서, 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(7a, 7b)은 내부직경이 Φ인 전송선로구간에 유전율인 1인 공기로 채워지고, 이때 사용주파수에 따라 중심도체(6a, 6b)의 직경(δ) 및 전송구간 내부직경(Φ)이 결정되는 것이 특징인 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭A transmission metal block (7a, 7b) for the 3λ / 4 or λ / 4 matching is filled with air having a dielectric constant of 1 in a transmission line section having an internal diameter of Φ, wherein the center conductor ( 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal block, characterized in that the diameter δ and the inner diameter Φ of the transmission section are determined in 6a and 6b). 제 1항에 있어서, 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭은 MSL의 접지선로를 부착하기 위한 접지용 홈길이(L), 폭(t) 및 깊이(g)를 가지거나 홈이 없이 MSL의 접지선로와 부착되는 것이 특징인 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭The transmission metal block of claim 1, wherein the 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal block has a groove length L, a width t, and a depth g for attaching a ground line of the MSL with or without a groove. Transmission metal block for 3λ / 4 or λ / 4 matching characterized by being attached to the ground line of MSL NRD가이드와 MSL(MicroStrip Line)의 변환기는 사용주파수의 반파장이하 간격의 금속상하도체판 사이에 NRD 가이드유전체선로(13), 모드스프레서(14), 유전체블럭(15), 유전체블럭에 삽입된 급전선로(Feeder)(16a, 16b), 급전선로(16a, 16b)가 통과하는 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(17), MSL가 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(17)을 중심으로 급전선로(16a, 16b)와 임피던스정합이 되어 구성된 것이 특징으로 하는 NRD가이드- 마이크로스트립선로(MSL) 변환기The NRD guide and MSL (MicroStrip Line) transducer are inserted into the NRD guide dielectric line 13, the modifier 14, the dielectric block 15, and the dielectric block between the metal upper and lower conductor plates with a half-wavelength spacing of the operating frequency. 3 λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal block 17 through which feeder feeders 16a and 16b, feed lines 16a and 16b pass, and MSL is 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission NRD guide-microstrip line (MSL) converter characterized in that the impedance is matched with the feed line (16a, 16b) around the metal block (17) 제 6항에 있어서, 상기 급전선로(16a, 16b)가 통과하는 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭(17)은 급전선로(16a, 16b)와 MSL의 신호선과의 임피던스정합을 위해 내부직경이 Φ인 전송선로구간을 두고 있고; 이는 사용주파수 및 전송선로내부 에 채워지는 절연체의 유전율에 따라 내부직경(Φ) 및 급전선로(16a, 16b)의 직경(δ)이 달라지고; MSL 기판하부의 접지면을 부착하기 위한 접지용금속블럭이 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭과 일체화가 된 구조가 특징인 3λ/4 또는 λ/4정합용전송메탈블럭The transmission metal block (3) / 4 or (lambda) / 4 matching transmission metal block 17, through which the feed lines 16a and 16b pass, for impedance matching between the feed lines 16a and 16b and the signal line of the MSL. Has a transmission line section with an internal diameter of Φ; This depends on the frequency of use and the dielectric constant of the insulator filled in the transmission line, the internal diameter Φ and the diameter δ of the feed lines 16a and 16b vary; 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal block is characterized by a structure in which the grounding metal block for attaching the ground plane under the MSL substrate is integrated with the 3λ / 4 or λ / 4 matching transmission metal block 제 7항에 있어서, 상기 NRD가이드와 MSL의 변환기는 신호선로상(9, 19)에 MMIC장착부를 두고; 이에 장착되는 소자는 HEMT소자외 MMIC 신호증폭용 소자를 이용할 수 있고; 저잡음증폭기(LNA), 전력증폭기(HPA) 및 버퍼+HPA 회로를 구성하는 것이 특징인 NRD가이드용 증폭기8. The apparatus of claim 7, wherein the converter of the NRD guide and the MSL has an MMIC mount on the signal lines (9, 19); The device mounted thereto may use an MMIC signal amplification device in addition to the HEMT device; NRD-guided amplifiers that feature low noise amplifier (LNA), power amplifier (HPA) and buffer + HPA circuits
KR1020040089103A 2004-11-04 2004-11-04 NRD Guide-Microstrip Line Converter Expired - Fee Related KR100632154B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040089103A KR100632154B1 (en) 2004-11-04 2004-11-04 NRD Guide-Microstrip Line Converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040089103A KR100632154B1 (en) 2004-11-04 2004-11-04 NRD Guide-Microstrip Line Converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040099225A KR20040099225A (en) 2004-11-26
KR100632154B1 true KR100632154B1 (en) 2006-10-11

Family

ID=37376804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040089103A Expired - Fee Related KR100632154B1 (en) 2004-11-04 2004-11-04 NRD Guide-Microstrip Line Converter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100632154B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100775414B1 (en) * 2006-01-19 2007-11-12 센싱테크 주식회사 Mode Converter in Non-Radiated Microstrip Line Using Metal Jig for Semiconductor Device Attachment

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11243303A (en) 1998-02-25 1999-09-07 Murata Mfg Co Ltd Filter device, duplexer device and communication device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11243303A (en) 1998-02-25 1999-09-07 Murata Mfg Co Ltd Filter device, duplexer device and communication device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040099225A (en) 2004-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100225410A1 (en) Waveguide to microstrip transition
JP5672128B2 (en) High frequency transmission line and antenna device
EP1798806B1 (en) Apparatus for Converting Transmission Structure
CN110212273A (en) Two-frequency duplex device based on substrate integration wave-guide
US20150130683A1 (en) High-frequency transmission line and antenna device
US20080074204A1 (en) High-Frequency Oscillator Circuit and Transmitter-Receiver
US10305160B2 (en) Dual-band radio frequency devices incorporating metamaterial type structures and related methods
EP0821427B1 (en) Dielectric line waveguide
US11380973B2 (en) Cavity-based dual-band filtering balun
CN114747086B (en) Dielectric waveguide filter
JP2000216605A (en) Connection structure between dielectric waveguide line and high-frequency line conductor
KR100866978B1 (en) TE Mode Dielectric Duplexer
KR100632154B1 (en) NRD Guide-Microstrip Line Converter
JP2005051330A (en) Connection structure between dielectric waveguide line and high-frequency transmission line, high-frequency circuit board using the same, and package for mounting high-frequency element
JPH08162812A (en) High frequency coupler
JP2003174305A (en) Transmission line and transmitter-receiver
JP2000252712A (en) Connection structure between dielectric waveguide line and high-frequency line conductor
KR100852487B1 (en) Dielectric duplexer
KR20190056892A (en) Transition structure between suspended stripline and rectangular waveguide
CN114335953A (en) Transition structure and application thereof, and dual-mode resonant waveguide excitation method
KR100725445B1 (en) NRD Guide-Microstrip Line Converter
KR100352318B1 (en) Field effect transistor amplifier
EP4415157A1 (en) External port
US20070040629A1 (en) Nrd guide converter and connected structure of dielectric and conductor
KR100718004B1 (en) NRD Guide Amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20041104

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20060330

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20060629

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20060928

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20060929

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee