KR20100135272A - Micro-miniature monolithic electromagnetic resonators - Google Patents

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KR20100135272A
KR20100135272A KR1020107023641A KR20107023641A KR20100135272A KR 20100135272 A KR20100135272 A KR 20100135272A KR 1020107023641 A KR1020107023641 A KR 1020107023641A KR 20107023641 A KR20107023641 A KR 20107023641A KR 20100135272 A KR20100135272 A KR 20100135272A
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KR
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resonator
filter
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monolithic filter
substrate
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KR1020107023641A
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Korean (ko)
Inventor
에릭 엠. 프로페트
발람 에이. 윌렘센
Original Assignee
슈파컨덕터 테크놀로지스 인코포레이티드
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters
    • H01P1/20327Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20354Non-comb or non-interdigital filters
    • H01P1/20381Special shape resonators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/08Strip line resonators
    • H01P7/082Microstripline resonators

Abstract

필터는 기판, 및 기판의 평면 측에 형성된 하나 이상의 공진기 구조를 포함한다. 하나 이상의 공진기 구조의 각각은 공진 주파수를 가지며, 복수의 인접 라인 세그먼트 및 인접 세그먼트들 사이에 배치되는 복수의 갭을 형성하도록 패터닝된 접힌 전송 라인을 포함한다. 기판 두께에 대한 인접 라인들의 평균 폭과 갭들의 평균 폭의 합의 비율은 0.50 이하이다. 필터는 하나 이상의 공진기 구조의 일 단부에 결합되는 입력 단자 및 하나 이상의 공진기 구조의 다른 단부에 결합되는 출력 단자를 더 포함한다.The filter includes a substrate and one or more resonator structures formed on the planar side of the substrate. Each of the one or more resonator structures has a resonant frequency and includes a plurality of adjacent line segments and a folded transmission line patterned to form a plurality of gaps disposed between the adjacent segments. The ratio of the sum of the average width of the adjacent lines and the average width of the gaps to the substrate thickness is no more than 0.50. The filter further includes an input terminal coupled to one end of the one or more resonator structures and an output terminal coupled to the other end of the one or more resonator structures.

Description

초소형 모놀리식 전자기 공진기{MICRO-MINIATURE MONOLITHIC ELECTROMAGNETIC RESONATORS}Miniature Monolithic Electromagnetic Resonator {MICRO-MINIATURE MONOLITHIC ELECTROMAGNETIC RESONATORS}

연방 후원 연구 개발에 관한 진술Statement on federally sponsored research and development

미국 정부는 미 국방성에 의해 설립된 DMEA(Defence MicroElectronics Activity)에 의해 제공되는 계약 번호 H94003-05-C-0508의 조건들에 의해 규정되는 바와 같은 타당한 조건들 하에서 본 발명에 대해 납입필의 라이선스를 가질 수 있으며, 제한된 상황에서 다른 사람들에게 본 발명에 대한 라이선스를 주도록 특허 소유자에게 요구할 권리를 가질 수 있다.The U.S. Government has licensed the payment for the present invention under reasonable terms as defined by the terms of Contract No. H94003-05-C-0508 provided by the Defense MicroElectronics Activity (DMEA) established by the US Department of Defense. May have the right to require a patent owner to license others to the invention in limited circumstances.

관련 출원Related application

본 출원은 2008년 3월 25일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/070,634 및 2009년 3월 25일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/163,167로부터 우선권을 주장하며, 이러한 가출원들은 본 명세서에 참고로 명확히 포함된다.This application claims priority from US Patent Provisional Application No. 61 / 070,634, filed March 25, 2008 and US Patent Provisional Application No. 61 / 163,167, filed March 25, 2009, which provisions are incorporated herein by reference. Included clearly.

발명의 분야Field of invention

본 발명은 일반적으로 마이크로파 필터에 관한 것으로서, 구체적으로는 협대역 응용들을 위해 설계된 마이크로파 필터에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to microwave filters, and more particularly to microwave filters designed for narrowband applications.

전기 필터들은 오랫동안 전기 신호들의 처리에 사용되어 왔다. 특히, 전기 필터들은 원하는 신호 주파수들을 통과시키는 반면에 다른 바람직하지 않은 전기 신호 주파수들을 차단하거나 감쇠시킴으로써 입력 신호로부터 원하는 전기 신호 주파수들을 선택하는 데 사용된다. 필터들은 필터에 의해 선택적으로 통과되는 주파수들의 타입을 나타내는 저역 통과 필터들, 고역 통과 필터들, 대역 통과 필터들 및 대역 차단 필터들을 포함하는 몇몇 일반 카테고리로 분류될 수 있다. 또한, 필터들은 필터가 이상적인 주파수 응답과 관련하여 제공하는 대역 형상 주파수 응답(주파수 컷오프 특성들)의 타입을 나타내는 버터워스(Butterworth), 체비세프(Chebyshev), 역 체비세프 및 타원과 같은 타입에 의해 분류될 수 있다.Electrical filters have long been used for the processing of electrical signals. In particular, electrical filters are used to select desired electrical signal frequencies from the input signal by passing the desired signal frequencies while blocking or attenuating other undesirable electrical signal frequencies. Filters can be classified into several general categories including low pass filters, high pass filters, band pass filters and band cut filters indicating the type of frequencies selectively passed by the filter. In addition, the filters can be used by types such as Butterworth, Chebyshev, Inverse Chebyshev and Ellipse, indicating the type of band-shaped frequency response (frequency cutoff characteristics) the filter provides in relation to the ideal frequency response. Can be classified.

사용되는 필터의 타입은 종종, 의도하는 용도에 의존한다. 통상적으로, 통신 응용들에서는, 셀룰러 기지국들 및 다른 통신 장비에서 하나 이상의 사전 정의된 대역을 제외한 모든 대역의 RF 신호들을 필터링하거나 차단하기 위해 대역 통과 필터들이 사용된다. 예컨대, 통상적으로 그러한 필터들은 기지국 또는 통신 장비 내의 수신기의 컴포넌트들에 해로운 잡음 및 기타 원하지 않는 신호들을 필터링하기 위해 수신기의 프론트엔드에서 사용된다. 예리하게 정의된 대역 통과 필터를 수신기 안테나 입력에 직접 배치하는 것은 종종, 원하는 신호 주파수 근처의 주파수들을 갖는 강한 간섭 신호들로부터 발생하는 다양한 악영향을 제거할 것이다. 수신기 안테나 입력에서의 필터의 위치로 인해, 수신기의 잡음치에 의해 측정되는 바와 같은 수신기의 감도를 저하시키지 않도록 삽입 손실이 매우 낮아야 한다. 대부분의 필터 기술들에서, 낮은 삽입 손실의 달성은 대응하는 필터 스티프니스(steepness) 또는 선택도의 양보를 필요로 한다.The type of filter used often depends on the intended use. Typically, in communication applications, band pass filters are used to filter or block RF signals of all bands except one or more predefined bands in cellular base stations and other communication equipment. For example, such filters are typically used at the front end of a receiver to filter out noise and other unwanted signals that are harmful to components of the receiver in a base station or communication equipment. Placing a sharply defined band pass filter directly at the receiver antenna input will often eliminate various adverse effects resulting from strong interfering signals having frequencies near the desired signal frequency. Due to the position of the filter at the receiver antenna input, the insertion loss must be very low so as not to degrade the sensitivity of the receiver as measured by the noise value of the receiver. In most filter techniques, achieving low insertion loss requires a compromise of the corresponding filter stiffness or selectivity.

종종, 상용 통신 응용들에서는, 고정된 주파수 스펙트럼이 최대 가능한 수의 주파수 대역들로 분할될 수 있게 하여 고정된 스펙트럼에 알맞을 수 있는 사용자들의 실제 수를 증가시키기 위해 협대역 필터들을 이용하여 최소 가능 통과 대역을 필터링하는 것이 바람직하다. 무선 통신들의 엄청난 증가와 더불어, 그러한 필터링은 점점 더 불리한 주파수 스펙트럼에서 고도의 선택도(작은 주파수 차이에 의해 분리된 신호들을 구별하는 능력) 및 감도(약한 신호들을 수신하는 능력) 양자를 제공해야 한다. 약 800-2,200MHz의 주파수 범위가 특히 가장 중요하다. 미국에서, 800-900MHz 범위는 아날로그 셀룰러 통신들에 사용된다. 개인 통신 서비스(PCS)는 1,800 내지 2.200MHz 범위에서 사용된다.Often, in commercial communications applications, the minimum possible pass using narrowband filters to allow the fixed frequency spectrum to be divided into the maximum possible number of frequency bands to increase the actual number of users that may fit into the fixed spectrum. It is desirable to filter the band. In addition to the enormous increase in wireless communications, such filtering must provide both high selectivity (the ability to distinguish signals separated by small frequency differences) and sensitivity (the ability to receive weak signals) in an increasingly unfavorable frequency spectrum. . Of particular importance is the frequency range of about 800-2200 MHz. In the United States, the 800-900 MHz range is used for analog cellular communications. Personal Communication Service (PCS) is used in the range of 1,800-2.200 MHz.

일반적으로, 마이크로파 필터들은 2개의 회로 구성 블록, 즉 하나의 주파수(f0)에서 매우 효율적으로 에너지를 저장하는 복수의 공진기 및 다수의 스테이지 또는 극을 형성하기 위해 공진기들 사이에 전자기 에너지를 결합하는 결합들을 이용하여 구성된다. 예를 들어, 4극 필터는 4개의 공진기, 및 신호 입력, 공진기들 및 신호 출력 사이의 5개의 결합을 포함할 수 있다. 주어진 결합의 강도는 그의 리액턴스(즉, 인덕턴스 및/또는 커패시턴스)에 의해 결정된다. 결합들의 상대 강도들은 필터 형상을 결정하며, 결합들의 토폴로지는 필터가 대역 통과 또는 대역 차단 기능을 수행할지를 결정한다. 공진 주파수(f0)는 주로 각각의 공진기의 인덕턴스 및 커패시턴스에 의해 결정된다. 통상적인 필터 설계들의 경우, 필터가 동작하는 주파수는 필터를 구성하는 공진기들의 공진 주파수들에 의해 결정된다. 각각의 공진기는 필터의 응답이 전술한 이유들로 인해 예리하고 매우 선택적일 수 있도록 매우 낮은 내부 저항을 가져야 한다. 이러한 저저항 요구는 주어진 기술에 대해 공진기들의 크기 및 비용을 좌우하는 경향이 있다. 통상적으로, 마이크로파 필터들은 다수의 공진 주파수를 가지며, 이는 마이크로파 필터들이 상이한 모드들로 동작하는 것을 가능하게 한다. 이러한 공진 주파수들은 기본 주파수(f0) 및 기본 주파수(f0)의 배수들(예컨대, 2f0, 3f0 등) 또는 기본 주파수(f0)의 약수의 배수들(예컨대, 2f0/n, 3f0/n 등)을 포함한다.In general, microwave filters couple two electromagnetic blocks, i.e., a plurality of resonators that store energy very efficiently at one frequency f 0 , and combine electromagnetic energy between the resonators to form multiple stages or poles. It is constructed using combinations. For example, a four-pole filter may include four resonators and five couplings between signal inputs, resonators, and signal outputs. The strength of a given bond is determined by its reactance (ie inductance and / or capacitance). The relative intensities of the bonds determine the filter shape, and the topology of the bonds determines whether the filter will perform a band pass or band cut function. The resonant frequency f 0 is mainly determined by the inductance and capacitance of each resonator. In typical filter designs, the frequency at which the filter operates is determined by the resonant frequencies of the resonators constituting the filter. Each resonator must have a very low internal resistance so that the response of the filter can be sharp and highly selective for the reasons described above. This low resistance requirement tends to dictate the size and cost of the resonators for a given technology. Typically, microwave filters have multiple resonant frequencies, which enable microwave filters to operate in different modes. These resonant frequencies may be multiples of the fundamental frequency f 0 and the fundamental frequency f 0 (eg, 2f 0 , 3f 0, etc.) or multiples of the divisor of the fundamental frequency f 0 (eg, 2f 0 / n, 3f 0 / n and the like).

전통적으로, 필터들은 통상의 도체들, 즉 비초전도체들을 이용하여 제조되어 왔다. 이러한 도체들은 고유 손실을 가지며, 결과적으로 그들로부터 형성된 회로들은 다양한 정도의 손실을 갖는다. 공진 회로들의 경우에 손실은 특히 중요하다. 장치의 품질 인자(Q)는 그의 전력 낭비 또는 손실의 척도이다. 예컨대, 더 높은 Q를 갖는 공진기는 더 낮은 손실을 갖는다. 통상적으로, 통상의 금속들로부터 마이크로스트립 또는 스트립라인 구조로 제조된 공진 회로들은 기껏해야 400 정도의 Q를 갖는다. 1986년의 고온 초전도성의 발견과 더불어, 고온 초전도체(HTS) 재료들로부터 전기 장치들을 제조하려는 시도들이 행해져 왔다. HTS들의 마이크로파 특성들은 그들의 발견 이후 크게 향상되었다. 이제, 에피텍셜 초전도체 박막들이 일상적으로 형성되고, 상용화되었다.Traditionally, filters have been manufactured using conventional conductors, i.e. non-superconductors. These conductors have inherent losses, and as a result, circuits formed therefrom have varying degrees of loss. Loss is particularly important in the case of resonant circuits. The quality factor Q of a device is a measure of its waste or loss of power. For example, resonators with higher Q have lower losses. Typically, resonant circuits made from conventional metals in microstrip or stripline structures have a Q of at most about 400. With the discovery of high temperature superconductivity in 1986, attempts have been made to fabricate electrical devices from high temperature superconductor (HTS) materials. The microwave characteristics of HTSs have improved greatly since their discovery. Epitaxial superconductor thin films are now routinely formed and commercialized.

현재, 가능한 한 작은 마이크로스트립 협대역 필터들이 요구되는 다양한 응용들이 존재한다. 이것은 특히, 매우 높은 공진기 Q를 갖는 작은 크기의 필터들을 얻기 위해 HTS 기술이 이용되는 무선 응용들에 대해 사실이다. 필요한 필터들은 종종 아마도 12개 이상의 공진기 및 몇몇 교차 결합을 가질 만큼 매우 복잡하다. 그러나, 이용 가능한 기판들의 이용 가능한 크기는 일반적으로 제한된다. 예를 들어, HTS 필터들에 이용 가능한 웨이퍼들은 일반적으로 단지 2 또는 3인치의 최대 크기를 갖는다. 따라서, 고품질 성능을 유지하면서 가능한 한 작은 필터들을 얻기 위한 수단이 매우 필요하다. 협대역 마이크로스트립 필터들(예를 들어, 2 퍼센트 정도, 그러나 특히 1 퍼센트 이하의 대역폭들)의 경우, 이러한 크기 문제는 매우 심각해질 수 있다.Currently, there are various applications where microstrip narrowband filters are as small as possible. This is especially true for wireless applications where HTS technology is used to obtain small size filters with very high resonator Q. The necessary filters are often very complex, perhaps with more than 12 resonators and some cross couplings. However, the available size of available substrates is generally limited. For example, wafers available for HTS filters generally have a maximum size of only 2 or 3 inches. Thus, there is a great need for means to obtain filters as small as possible while maintaining high quality performance. For narrowband microstrip filters (eg, bandwidths of about 2 percent, but especially less than 1 percent), this size problem can be very serious.

이러한 종류의 필터들의 크기를 좌우하는 인자들은 다양하다. 일반적으로, 필터 크기는 필터의 중심 주파수가 감소하는 경우, 삽입 손실 타겟이 감소하는 경우, 필요한 공진기들의 수가 증가하는 경우, 전력 처리 요구들(압축, 상호 변조)이 증가하는 경우, 또는 가장 가깝지 않은 이웃 공진기들 사이의 표유 결합이 너무 커서 무시할 수 없는 경우에 증가할 것이다. 이들 중 어느 하나는 한정된 작은 기판 크기에 의해 부과되는 제한들로 인해 필터를 비현실적이게 할 수 있다.The factors that determine the size of these types of filters vary. In general, the filter size is determined by the decrease in the center frequency of the filter, the decrease in insertion loss target, the increase in the number of resonators required, the increase in power processing requirements (compression, intermodulation), or the closest. It will increase if the stray coupling between neighboring resonators is too large to be ignored. Either of these can render the filter impractical due to the limitations imposed by the limited small substrate size.

필터의 고품질 성능을 유지하기 위하여, 필터의 구조 내의 피크 전류 밀도들을 가능한 한 크게 최소화하는 것이 바람직하다. 미국 특허 제6,026,311호에 설명된 바와 같이, 기판 두께에 대해 마이크로스트립 라인들의 폭 및 라인들 사이의 갭들을 증가시킴으로써 필터 구조 내의 피크 전류 밀도들이 감소될 수 있다. 즉, 높은 전류가 예상되는 필터 구조의 영역들에서 더 넓은 마이크로스트립 라인들을 사용하여 그러한 영역들 내의 전류 밀도를 최소화하여, 결과적인 필터의 전력 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 그러나, 마이크로스트립들을 통해 흐르는 비교적 높은 전류는 주변 구조들을 방해하는 비교적 큰 전자기장을 생성한다. 따라서, 필터가 다수의 공진기를 갖는 경우에, 공진기들 각각에서 생성되는 전기장들이 서로 간섭하는 것을 방지하기 위하여 각각의 공진기들 주위에 박스 형태의 구조들을 배치할 수 있다. 그러나, 이러한 박스 형태의 구조들은 필터의 크기 및 비용을 추가시킨다.In order to maintain the high quality performance of the filter, it is desirable to minimize the peak current densities in the filter's structure as large as possible. As described in US Pat. No. 6,026,311, the peak current densities in the filter structure can be reduced by increasing the widths of the microstrip lines and the gaps between the lines with respect to the substrate thickness. That is, wider microstrip lines can be used in areas of the filter structure where high current is expected to minimize the current density in those areas, thereby improving the power handling capability of the resulting filter. However, the relatively high current flowing through the microstrips creates a relatively large electromagnetic field that interferes with the surrounding structures. Thus, in the case where the filter has a plurality of resonators, box-shaped structures can be arranged around the respective resonators to prevent the electric fields generated in each of the resonators from interfering with each other. However, these box shaped structures add to the size and cost of the filter.

크기 및 손실에 대한 고려에 더하여, 본 발명이 특히 관심을 갖는 것은 마이크로파 및 RF 증폭기 설계에서 점점 더 중요해지고 있는 상호변조 왜곡(IMD)의 최소화이다. IMD는 상이한 주파수의 둘 이상의 신호가 비선형 장치의 입력에 존재하여 필터의 원하는 고조파 주파수들과 다른 주파수들을 갖는 의사 방사들을 생성할 때 발생하는 바람직하지 않은 현상이다. 상호변조 곱들의 주파수들은 오리지널 입력 신호들의 주파수들과 수학적으로 관련되고, 식 mf1 ± nf2에 의해 계산될 수 있으며, 여기서 f1은 제1 신호의 주파수이고, f2는 제2 신호의 주파수이며, m, n = 0, 1, 2, 3, ...이다. 상호 변조 곱들은 다양한 차수로 생성되며, 왜곡 곱의 차수는 m + n의 합으로 주어진다. 통상적인 필터 설계 기술들은 더 높은 차수의 모드들(즉, 기본 주파수(f0) 또는 그 이상의 주파수로부터 제2 공진 주파수에 대응하는 모드)로 필터를 동작시키는 것은 더 높은 차수의 상호변조 모드들의 혼잡으로 인해 비실용적임을 지시한다.In addition to size and loss considerations, a particular concern of the present invention is the minimization of intermodulation distortion (IMD), which is becoming increasingly important in microwave and RF amplifier designs. IMD is an undesirable phenomenon that occurs when two or more signals of different frequencies are present at the input of a nonlinear device to produce pseudo radiations having frequencies different from the desired harmonic frequencies of the filter. The frequencies of the intermodulation products are mathematically related to the frequencies of the original input signals and can be calculated by the equation mf 1 ± nf 2 , where f 1 is the frequency of the first signal and f 2 is the frequency of the second signal. M, n = 0, 1, 2, 3, ... The intermodulation products are generated in various orders, and the order of the distortion products is given by the sum of m + n. Conventional filter design techniques operate the filter in higher order modes (i.e., the mode corresponding to the second resonant frequency from the fundamental frequency f 0 or higher frequency), resulting in higher order intermodulation modes of congestion. This indicates that it is impractical.

따라서, 더 작은 크기를 가지면서, 최소의 원하지 않는 모드 액티비티를 갖고, 매우 높은 언로딩된 Q를 달성하는 필터를 제공하는 것이 필요하다.Thus, there is a need to provide a filter that has a smaller size, has the least unwanted mode activity, and achieves a very high unloaded Q.

본 발명에 따르면, 모놀리식 필터는 기판(예컨대, 유전체 재료로 구성된 기판), 및 기판의 평면측에 형성된 (사실상 평면일 수 있는) 하나 이상의 공진기 구조를 포함한다. 일 실시예에서, 필터는 마이크로스트립 필터의 형태를 가지며, 따라서 기판의 다른 평면측에 배치된 연속 접지면을 포함한다. 공진기 구조(들)의 각각은 예를 들어 마이크로파 범위(예를 들어, 800-2,200MHz의 범위)의 공진 주파수를 갖는다. 각각의 공진기 구조는 복수의 인접하는 라인 세그먼트 및 인접하는 라인 세그먼트들 사이에 배치된 복수의 갭을 형성하도록 패터닝된 접힌 전송 라인(예컨대, 스파이럴-인(spiral-in), 스파이럴-아웃(spiral-out) 구조)을 포함한다. 일 실시예에서, 접힌 전송 라인은 고온 초전도체(HTS) 재료로 구성된다. 필터는 하나 이상의 공진기 구조의 일 단부에 결합된 입력 단자, 및 하나 이상의 공진기 구조의 다른 단부에 결합된 출력 단자를 더 포함한다. 입력 단자 및 출력 단자는 공진기 구조(들)에 결합될 수 있으며, 따라서 필터는 협대역 필터로서 동작할 수 있다.In accordance with the present invention, a monolithic filter comprises a substrate (eg, a substrate composed of dielectric material), and one or more resonator structures (which may be virtually planar) formed on the planar side of the substrate. In one embodiment, the filter has the form of a microstrip filter and thus includes a continuous ground plane disposed on the other planar side of the substrate. Each of the resonator structure (s) has a resonant frequency, for example, in the microwave range (eg, in the range of 800-2,200 MHz). Each resonator structure includes a plurality of adjacent line segments and a folded transmission line (eg, spiral-in, spiral-out) patterned to form a plurality of gaps disposed between adjacent line segments. out) structure). In one embodiment, the folded transmission line is comprised of a high temperature superconductor (HTS) material. The filter further includes an input terminal coupled to one end of the one or more resonator structures, and an output terminal coupled to the other end of the one or more resonator structures. The input terminal and output terminal can be coupled to the resonator structure (s), so that the filter can operate as a narrowband filter.

기판의 두께에 대한 인접 라인들의 평균 폭과 갭들의 평균 폭의 합의 비율은 0.50 이하이다. 일 실시예에서, 비율은 0.30 이하이다. 다른 실시예에서, 비율은 0.20 이하이다. 또 다른 실시예에서, 비율은 0.10 이하이다. 공진기 구조들의 각각은 임의 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 사각형 또는 원형일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각각의 공진기 구조는 각각의 공진기 구조의 공진 주파수에서의 전체 파장의 공칭 선형 전기적 길이를 갖는다. 필터가 다수의 공진기 구조를 포함하는 경우, 이들은 서로 직렬로 결합될 수 있다. 이 경우, 공진기 구조들의 각각은 각각의 공진기 구조의 공진 주파수에서의 전체 파장의 공칭 선형 전기적 길이를 가질 수 있고, 입력 단자 및 출력 단자는 공진기 구조들에 결합될 수 있으며, 따라서 필터는 더 높은 차수의 모드로 동작할 수 있다.The ratio of the sum of the average width of the adjacent lines and the average width of the gaps to the thickness of the substrate is 0.50 or less. In one embodiment, the ratio is 0.30 or less. In another embodiment, the ratio is 0.20 or less. In yet another embodiment, the ratio is 0.10 or less. Each of the resonator structures may have any shape, for example rectangular or circular. In another embodiment, each resonator structure has a nominal linear electrical length of full wavelength at the resonant frequency of each resonator structure. If the filters include multiple resonator structures, they may be coupled in series with each other. In this case, each of the resonator structures can have a nominal linear electrical length of the full wavelength at the resonant frequency of each resonator structure, and the input terminal and output terminal can be coupled to the resonator structures, so that the filter is of higher order. Can operate in the mode of.

본 발명의 다른 그리고 추가 양태들 및 특징들은 본 발명을 한정하는 것이 아니라 예시하는 것을 의도하는 바람직한 실시예들에 대한 아래의 상세한 설명을 읽을 때 명백할 것이다.Other and further aspects and features of the invention will become apparent upon reading the following detailed description of the preferred embodiments which are intended to illustrate rather than limit the invention.

도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들의 설계 및 이용을 도시하며, 도면들에서 유사한 요소들은 공통 참조 번호들에 의해 지시된다. 본 발명의 상기 및 다른 이익들 및 목적들이 어떻게 달성되는지를 더 잘 이해하기 위하여, 위에서 간단히 설명된 본 발명의 더 구체적인 설명이 첨부 도면들에 도시된 그의 특정 실시예들과 관련하여 제공될 것이다. 이러한 도면들은 본 발명의 전형적인 실시예들을 도시할 뿐이며, 따라서 그의 범위를 한정하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 이해하면서, 본 발명은 첨부 도면들을 이용하여 더 구체적으로, 상세하게 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술의 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기 필터의 평면도.
도 2는 라인 2-2를 따라 취한 도 1의 종래 기술의 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기의 단면도.
도 3은 본 발명에 따라 구성된 기본 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기 구조의 평면도.
도 4는 라인 4-4를 따라 취한 도 3의 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기 구조의 단면도.
도 5는 라인 5-5를 따라 취한 도 4의 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기 구조의 확대도.
도 6은 도 3에 도시된 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기 구조 2개를 사용하는 본 발명에 따라 구성된 공진기의 평면도.
도 7은 종래 기술의 2 파장 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기와 비교한 도 6의 2 파장 공진기의 평면도.
도 8은 2개의 원형 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기 구조를 사용하는 본 발명에 따라 구성된 다른 공진기의 평면도.
도 9는 단일 고차 공진기를 형성하도록 서로 결합되는 도 6에 도시된 공진기 8개를 사용하는 본 발명에 따라 구성된 단일 공진기 필터의 평면도.
도 10은 도 9의 필터의 계산된 주파수 응답의 그래프.
도 11은 본 발명에 따라 구성된 두 가지 타입의 공진기, 즉 이어진/둥근 코너들을 갖는 일 타입의 공진기 및 이어지지 않은/둥근 코너들을 갖는 제2 타입의 공진기에 대한 정규화된 입력 전력에 대해 도시된 정규화된 상호 변조 왜곡을 나타내는 그래프.
도 12는 도 6에 도시된 공진기 4개를 사용하는 본 발명에 따라 구성된 다중 공진기 필터의 평면도.
도 13은 도 12의 필터의 계산된 주파수 응답의 그래프.
도 14는 도 6에 도시된 공진기 2개를 사용하는 본 발명에 따라 구성된 다중 공진기 필터의 평면도.
도 15는 도 14의 필터의 계산된 주파수 응답의 그래프.
도 16은 도 6에 도시된 공진기 10개를 사용하는 본 발명에 따라 구성된 다중 공진기 필터의 평면도.
도 17은 본 발명에 따라 구성된 8개의 2 파장 공진기를 사용하는 다중 공진기 필터의 평면도.
도 18은 도 17의 필터의 계산된 주파수 응답의 그래프.
The figures illustrate the design and use of preferred embodiments of the invention, wherein like elements are indicated by common reference numerals. To better understand how the above and other benefits and objects of the present invention are achieved, a more detailed description of the invention briefly described above will be provided in connection with specific embodiments thereof shown in the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described and described in more detail using the accompanying drawings, with the understanding that these drawings only illustrate exemplary embodiments of the invention and therefore should not be considered as limiting its scope.
1 is a plan view of a spiral-in, spiral-out resonator filter of the prior art.
2 is a cross-sectional view of the prior art spiral-in, spiral-out resonator of FIG. 1 taken along line 2-2.
3 is a plan view of a basic spiral-in, spiral-out resonator structure constructed in accordance with the present invention.
4 is a cross-sectional view of the spiral-in, spiral-out resonator structure of FIG. 3 taken along lines 4-4.
5 is an enlarged view of the spiral-in, spiral-out resonator structure of FIG. 4 taken along line 5-5.
6 is a plan view of a resonator constructed in accordance with the present invention using two spiral-in, spiral-out resonator structures shown in FIG.
FIG. 7 is a plan view of the two-wavelength resonator of FIG. 6 compared to a two-wavelength spiral-in, spiral-out resonator of the prior art.
8 is a plan view of another resonator constructed in accordance with the present invention using two circular spiral-in, spiral-out resonator structures.
9 is a plan view of a single resonator filter constructed in accordance with the present invention using the eight resonators shown in FIG. 6 coupled to each other to form a single higher order resonator.
10 is a graph of the calculated frequency response of the filter of FIG. 9.
11 is a normalized input power plotted for two types of resonators constructed in accordance with the present invention, one type of resonator with contiguous / rounded corners and a second type of resonator with uncontiguous / rounded corners. Graph showing intermodulation distortion.
12 is a plan view of a multiple resonator filter constructed in accordance with the present invention using the four resonators shown in FIG.
13 is a graph of the calculated frequency response of the filter of FIG. 12.
14 is a plan view of a multiple resonator filter constructed in accordance with the present invention using the two resonators shown in FIG.
15 is a graph of the calculated frequency response of the filter of FIG. 14.
16 is a plan view of a multiple resonator filter constructed in accordance with the present invention using the ten resonators shown in FIG.
Figure 17 is a plan view of a multiple resonator filter using eight two wavelength resonators constructed in accordance with the present invention.
18 is a graph of the calculated frequency response of the filter of FIG. 17.

공진기 내의 피크 전류 밀도를 줄이기 위해 공진기 라인들의 폭들을 최대화하는 통상의 접근법과 달리, 필터 기판에 대해 공진기 라인들 및 갭들을 줄이는 것이 높은 품질 인자(Q) 및 고유 전력 처리 능력들을 나타내는 비교적 작은 필터를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 통상의 생각과 달리, 고차 짝수 모드에서 동작하는 고차 필터들은 이웃 모드들을 쉽사리 자극하지 않아서 재입장 모딩이 없는 훨씬 더 넓은 대역을 갖는 매우 명료한 광대역 응답을 제공하며, 고온 초전도체(HTS) 재료의 사용으로 인해 비선형 효과들을 더 줄이는 것으로 밝혀졌다.Unlike conventional approaches to maximize the widths of the resonator lines to reduce the peak current density in the resonator, reducing the resonator lines and gaps with respect to the filter substrate results in a relatively small filter exhibiting high quality factor Q and inherent power handling capabilities. It was found to provide. In addition, contrary to conventional thinking, higher order filters operating in higher order even modes do not easily stimulate neighboring modes to provide a very clear wideband response with a much wider band without reentrant mode, and high temperature superconductor (HTS) materials The use of has been found to further reduce nonlinear effects.

후술하는 무선 주파수(RF) 필터들의 도시된 실시예들에서는 전체 파장(λ) 스파이럴-인, 스파이럴-아웃 공진기들이 사용되는데, 그 이유는 이들이 공진기 라인들의 에지들 근처에서 피크 전류를 줄이는 능력을 갖기 때문이다. 필터들은 원하는 주파수 범위, 예컨대 800-900MHz 또는 1,800-2,220MHz 범위 내의 통과 대역을 갖는 대역 통과 필터로서 사용된다. 통상의 시나리오에서, RF 필터들은 원하는 주파수 범위 밖의 에너지를 제거하는 광대역 통과 필터 뒤의 수신기(도시되지 않음)의 프론트엔드 내에 배치된다.In the illustrated embodiments of the radio frequency (RF) filters described below, full wavelength (λ) spiral-in, spiral-out resonators are used because they have the ability to reduce peak current near the edges of the resonator lines. Because. The filters are used as band pass filters with a pass band in the desired frequency range, such as 800-900 MHz or 1,800-2,220 MHz. In a typical scenario, RF filters are placed in the front end of a receiver (not shown) behind a broadband pass filter that removes energy outside the desired frequency range.

도 1 및 2에 도시된 바와 같은 종래의 필터(10)가 먼저 설명된다. 종래의 필터 구조(10)는 기판(12), 및 기판(12)의 하나의 평면측(상면)에 패터닝된 스파이럴-인, 스파이럴-아웃(SISO) 공진기 구조(14)를 포함한다.The conventional filter 10 as shown in FIGS. 1 and 2 is first described. The conventional filter structure 10 includes a substrate 12 and a spiral-in, spiral-out (SISO) resonator structure 14 patterned on one planar side (top) of the substrate 12.

용이한 제조를 위해, 공진기 구조(14)는 포토리소그라피와 같은 종래 기술들을 이용하여 기판(12) 상에 모놀리식 방식으로 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 공진기 구조(14)는 에피텍셜 박막 탈륨 바륨 칼슘 큐프레이트(TBCCO) 또는 이트륨 바륨 큐프레이트(YBCO)와 같은 HTS 재료로 구성될 수 있다. 대안으로서, 공진기 구조(14)는 마그네슘 이붕소화물(MgB2), 니오븀, 또는 77K보다 낮은 전이 온도를 갖는 다른 초전도체와 같은 초전도체들로 구성될 수도 있는데, 이는 이들이 설계자가 HTS 재료들과 맞지 않는 기판들을 사용하는 것을 허가하기 때문이다. 대안으로서, 공진기 구조(14)는 알루미늄, 은 또는 구리와 같은 통상의 금속으로 구성될 수도 있지만, 이러한 재료들에서의 저항 손실의 증가는 본 발명의 이용성을 제한할 수 있다.For ease of manufacture, the resonator structure 14 may be formed in a monolithic manner on the substrate 12 using conventional techniques such as photolithography. In the illustrated embodiment, the resonator structure 14 may be comprised of an HTS material such as epitaxial thin film thallium barium calcium cuprate (TBCCO) or yttrium barium cuprate (YBCO). Alternatively, the resonator structure 14 may be composed of superconductors, such as magnesium diboride (MgB 2), niobium, or other superconductors having a transition temperature lower than 77K, which may lead to substrates where the designer does not fit HTS materials. This is because it is allowed to use. As an alternative, the resonator structure 14 may be comprised of conventional metals such as aluminum, silver or copper, but an increase in resistive losses in these materials may limit the applicability of the present invention.

기판(12)은 LaAlO3, 마그네슘 산화물(MgO), 사파이어 또는 폴리이미드와 같은 유전체 재료로 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 종래의 필터(10)는 마이크로스트립 구조를 가지며, 따라서 공진기 구조(14)에 대향하는 기판(12)의 다른 평면측(저면)에 배치된 연속 접지면(16)을 더 포함한다. 대안으로서, 종래의 필터(10)는 스트립라인 구조를 가지며, 이 경우에 필터(10)는 대신에 또 하나의 유전체 기판(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 공진기 구조(14)는 각각의 유전체 기판들 사이에 삽입될 수 있다. 필터(10)는 협대역 특성들을 갖도록 필터(10)를 구성하는 방식으로 공진기 구조(14)에 결합되는 입력 단자(패드)(18) 및 출력 단자(패드)(20)를 더 포함한다.Substrate 12 may be composed of a dielectric material such as LaAlO 3 , magnesium oxide (MgO), sapphire or polyimide. In the illustrated embodiment, the conventional filter 10 has a microstrip structure and thus further comprises a continuous ground plane 16 disposed on the other planar side (bottom) of the substrate 12 opposite the resonator structure 14. Include. As an alternative, the conventional filter 10 has a stripline structure, in which case the filter 10 may instead comprise another dielectric substrate (not shown), the resonator structure 14 having a respective It can be inserted between the dielectric substrates. The filter 10 further includes an input terminal (pad) 18 and an output terminal (pad) 20 coupled to the resonator structure 14 in a manner that configures the filter 10 to have narrowband characteristics.

공진기 구조(14)는 SISO 구조를 형성하도록 패터닝된 접힌 전송 라인(22)을 포함한다. 일반적으로, SISO 구조는 단일 180° 벤드(26)에 의해 서로 접속되는 2개의 평행 라인(24)을 형성하도록 그 자신 위에 접힌 도체이다. 이어서, 2개의 라인(24)은 함께 벤드(26) 주위에 동일 방향으로 나선형으로 감기며, 하나의 라인(24)의 단부는 구조로부터 일 방향으로 나와서 입력 단자(18)에 결합되고, 다른 라인(24)의 단부는 구조로부터 반대 방향으로 나와서 출력 단자(20)에 결합된다. 즉, 전송 라인(22)의 하나의 단부는 결합시에 적어도 360°를 통해 회전하는 복수의 좌측으로 감긴 턴(turn)을 가지며, 전송 라인(22)의 다른 단부는 결합시에 적어도 360°를 통해 회전하는 복수의 우측으로 감긴 턴을 갖는다. 좌측으로 감긴 적어도 하나의 턴은 우측으로 감긴 적어도 2개의 턴 사이에 배치되며, 우측으로 감긴 적어도 하나의 턴은 좌측으로 감긴 적어도 2개의 턴 사이에 배치된다. 이러한 SISO 공진기 구조들의 다양한 타입들을 설명하는 추가 상세들이 미국 특허 제6,026,311호에 개시되어 있다.The resonator structure 14 includes folded transmission lines 22 patterned to form a SISO structure. In general, the SISO structure is a conductor folded over itself to form two parallel lines 24 connected to each other by a single 180 ° bend 26. The two lines 24 are then spirally wound together in the same direction around the bend 26, with the ends of one line 24 coming out of the structure in one direction and coupled to the input terminal 18, the other line. The end of 24 comes out of the structure in the opposite direction and is coupled to the output terminal 20. That is, one end of the transmission line 22 has a plurality of left-turned turns that rotate through at least 360 ° when engaged, and the other end of the transmission line 22 has at least 360 ° when engaged. It has a plurality of turns to the right that rotate through. At least one turn wound to the left is disposed between at least two turns wound to the right and at least one turn wound to the right is disposed between at least two turns wound to the left. Further details describing various types of such SISO resonator structures are disclosed in US Pat. No. 6,026,311.

도 2에 도시된 바와 같이, 전송 라인(22)은 복수의 라인 세그먼트(32) 및 라인 세그먼트들(32) 사이의 복수의 갭 또는 공간(34)을 형성한다. 전송 라인(22)은 라인 세그먼트들(32)의 폭들 및 라인 세그먼트들(32) 사이의 갭들(34)과 동일한 정도인 경향이 있는 유도 장(36)을 갖는 전자기장을 생성한다. 특히, SISO 구조의 결과로서, 인접 라인 세그먼트들(32) 내의 전류들은 단일 방향성이며, 이는 공진기 구조(14) 내의 전송 라인(22)의 에지들 근처의 전류의 피크 크기를 줄이는 경향이 있다.As shown in FIG. 2, the transmission line 22 forms a plurality of line segments 32 and a plurality of gaps or spaces 34 between the line segments 32. Transmission line 22 generates an electromagnetic field with an induction field 36 which tends to be the same as the widths of line segments 32 and the gaps 34 between line segments 32. In particular, as a result of the SISO structure, the currents in adjacent line segments 32 are unidirectional, which tends to reduce the peak magnitude of the current near the edges of the transmission line 22 in the resonator structure 14.

도 2에 도시된 실시예에서, 기판(12)의 두께(38)(이 예에서 0.500mm)에 대한 라인 세그먼트들(32)의 평균 폭(이 예에서 0.250mm)과 갭들(34)의 평균 폭(이 예에서 0.250mm)의 합의 비율은 비교적 크며(이 예에서 1), 이는 공진기 구조(14) 자체를 훨씬 지나 연장하는 전자기장을 생성하여, 공진기 구조(14)와 기판(12) 하측에 배치된 접지면(16) 및 기판(12) 위의 전기적으로 접지된 리드들(lids)을 포함하는 임의의 금속 요소들 사이에 비교적 큰 유도 장(36)을 제공한다.In the embodiment shown in FIG. 2, the average width of the line segments 32 (0.250 mm in this example) and the average of the gaps 34 relative to the thickness 38 (0.500 mm in this example) of the substrate 12. The ratio of the sum of the widths (0.250 mm in this example) is relatively large (1 in this example), which creates an electromagnetic field that extends far beyond the resonator structure 14 itself, so that it is below the resonator structure 14 and the substrate 12. A relatively large induction field 36 is provided between the disposed ground plane 16 and any metal elements including electrically grounded lids over the substrate 12.

이제, 도 3 및 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 필터(50)가 설명된다. 종래의 필터 구조(10)와 같이, 필터(50)는 기판(52), 기판(52)의 하나의 평면측(상면)에 패터닝된 스파이럴-인, 스파이럴-아웃(SISO) 공진기 구조(54), 공진기 구조(54)에 대향하는 기판(52)의 다른 평면측(저면)에 배치된 연속 접지면(56), 및 협대역 특성들을 갖도록 필터(50)를 구성하는 방식으로 공진기 구조(54)에 결합된 입력 단자(패드)(58) 및 출력 단자(패드)(60)를 포함한다. 공진기 구조(14)와 같이, 공진기 구조(54)는 SISO 구조를 형성하도록 패터닝되어 복수의 라인 세그먼트(72) 및 라인 세그먼트들(72) 사이의 개재 갭들(74)을 형성하는 접힌 전송 라인(62)을 포함한다.Now, a filter 50 constructed in accordance with one embodiment of the present invention as shown in FIGS. 3 and 4 is described. Like the conventional filter structure 10, the filter 50 has a substrate 52, a spiral-in, spiral-out (SISO) resonator structure 54 patterned on one planar side (top) of the substrate 52. The resonator structure 54 in such a way that the filter 50 is configured to have narrow band characteristics, and a continuous ground plane 56 disposed on the other planar side (bottom) of the substrate 52 opposite the resonator structure 54. And an input terminal (pad) 58 and an output terminal (pad) 60 coupled to it. Like the resonator structure 14, the resonator structure 54 is patterned to form a SISO structure to form a plurality of line segments 72 and intervening gaps 74 between the line segments 72. ).

중요하게도, 종래의 공진기 구조(14)와 달리, 기판(52)의 두께(이 예에서 0.500mm)에 대한 라인 세그먼트들(72)의 평균 폭(이 예에서 0.050mm)과 라인 세그먼트들(72) 사이의 갭들(74)의 평균 폭(이 예에서 0.025mm)의 합의 비율은 비교적 작다. 도시된 실시예에서 이 비율은 0.15이지만, 이 비율은 0.50 이하, 바람직하게는 0.30 이하, 더 바람직하게는 0.20 이하일 수 있다. 라인 세그먼트들(72)의 폭들 및 개재 갭들(74)은 균일하지만, 기판 두께에 대한 폭들 및 갭들의 비율이 비교적 작게 유지되는 한, 라인 세그먼트들(72)의 폭들은 물론, 갭들(74)의 폭들도 불균일할 수 있다는 점에 유의해야 한다.Importantly, unlike the conventional resonator structure 14, the average width of the line segments 72 (0.050 mm in this example) and the line segments 72 relative to the thickness of the substrate 52 (0.500 mm in this example). The ratio of the sum of the average widths (0.025 mm in this example) of the gaps 74) is relatively small. In the illustrated embodiment this ratio is 0.15, but this ratio may be 0.50 or less, preferably 0.30 or less, more preferably 0.20 or less. The widths and intervening gaps 74 of the line segments 72 are uniform, but the widths of the line segments 72 as well as the gaps 74 as long as the ratio of the widths and gaps to the substrate thickness remains relatively small. Note that the widths may also be non-uniform.

따라서, 그러한 낮은 비율을 갖는 것은 공진기 구조(14)를 훨씬 지나 연장하지 않는 전자기장을 생성하여, 공진기 구조(14)와 기판(52) 하측에 배치된 접지면(56) 및 기판(52) 위의 전기적으로 접지된 리드를 포함하는 임의의 금속 요소들 사이에 비교적 작은 유도 장(76)을 생성한다. 이것은 물리적으로 평면인 공진기 구조(54)가 공진기 구조(54)를 둘러싸는 다손실 금속 요소들에 결합되지 않고 삼차원 양상(즉, 도넛 또는 환상체 형상의 전자기장)을 보이게 하여, 더 효율적인 에너지 저장을 유발한다. 즉, 공진기 구조(54)는 공진기 구조(54)와 외부 세계 사이의 최소 상호작용으로 인해 더 에너지 효율적이다.Thus, having such a low ratio creates an electromagnetic field that does not extend far beyond the resonator structure 14, and thus above the substrate 52 and the ground plane 56 disposed below the resonator structure 14 and the substrate 52. A relatively small induction field 76 is created between any metal elements including the electrically grounded leads. This allows the physically planar resonator structure 54 not to be coupled to the multiloss metal elements surrounding the resonator structure 54 but to exhibit a three-dimensional aspect (ie, a donut or toroidal electromagnetic field), resulting in more efficient energy storage. cause. That is, the resonator structure 54 is more energy efficient due to the minimal interaction between the resonator structure 54 and the outside world.

입력 단자(58)와 출력 단자(60)를 통한 공진기 구조(54)와의 직접적인 용량성 결합이 공진기 구조(54)의 고전압 단부들에서 달성될 수 있다. 미국 특허 제6,026,311호에 설명된 바와 같이, 공진기 구조(54)의 고전압 단부들의 길이들은 외부 로딩에 따라 조정될 수 있으며, 따라서 공진기 구조(54)의 기하학적 중심에서 전류 노드들이 발생하여, 전송 라인(62)의 에지들은 물론, 공진기 구조(54)의 에지들에서도 에지 전류 감소가 발생한다.Direct capacitive coupling of the resonator structure 54 through the input terminal 58 and the output terminal 60 may be achieved at the high voltage ends of the resonator structure 54. As described in US Pat. No. 6,026,311, the lengths of the high voltage ends of the resonator structure 54 can be adjusted according to external loading, so that current nodes occur at the geometric center of the resonator structure 54, thereby transmitting the transmission line 62. Edge current reduction occurs at the edges of the < RTI ID = 0.0 >

공진기 구조(54)의 전류 밀도는 라인 세그먼트들의 폭 및 이들 사이의 갭들과 동일한 셀 크기들을 갖는 상태에서 전파(full-wave) 평면 프로그램 소넷(Sonnet)을 이용하여 계산되었다. 소넷은 가장 강한 전류 밀도들에 대해 적색을 사용하며, 전류가 약해짐에 따라 컬러들은 무지개를 따라 아래로 변하여 가장 약한 전류 밀도들에 대해 청색으로 변한다. 계조에서 나타나듯이, 대응하는 전류 밀도들은 가장 강한 전류 밀도들에 대한 매우 어두운 회색으로부터 중간 범위의 전류 밀도들에 대한 매우 밝은 회색 또는 백색, 매우 낮은 전류 밀도들에 대한 거의 흑색에 이르는 범위를 갖는다.The current density of the resonator structure 54 was calculated using a full-wave planar program Sonnet with the same cell sizes as the width of the line segments and the gaps therebetween. Sonnet uses red for the strongest current densities, and as the current weakens, the colors change downward along the rainbow, turning blue for the weakest current densities. As shown in gradation, the corresponding current densities range from very dark gray for the strongest current densities to very light gray or white for the mid range current densities and almost black for very low current densities.

도 3에 도시된 바와 같이, 비교적 낮은 전류 밀도 영역(80)이 공진기 구조(54)의 중앙에 그리고 전송 라인(62)의 단부들에 위치하고, 이는 전파 길이 구조에 대한 3개의 전류 노드를 반영하며(즉, 전체 파장 전송 라인에 대해, 제1 제로 전류 노드는 전송 라인의 시작에 위치하고, 제2 제로 전류 노드는 전송 라인의 중간에 위치하며, 제3 제로 전류 노드는 전송 라인의 끝에 위치한다), 비교적 높은 전류 밀도 영역(82)이 공진기 구조(54)의 주변에 위치하고, 이는 전파 길이 구조에 대한 2개의 전류 피크를 반영한다(즉, 전체 파장 전송 라인에 대해, 제1 전류 피크는 전송 라인의 스파이럴-인 부분의 중간 지점에 위치하고, 제2 전류 피크는 전송 라인의 스파이럴-아웃 부분의 중간 지점에 위치할 것이다).As shown in FIG. 3, a relatively low current density region 80 is located in the center of the resonator structure 54 and at the ends of the transmission line 62, which reflects three current nodes for the propagation length structure. (I.e. for a full wavelength transmission line, the first zero current node is located at the beginning of the transmission line, the second zero current node is located in the middle of the transmission line, and the third zero current node is located at the end of the transmission line) , A relatively high current density region 82 is located around the resonator structure 54, which reflects two current peaks for the propagation length structure (i.e., for the full wavelength transmission line, the first current peak is the transmission line). At the midpoint of the spiral-in portion of the second current peak will be at the midpoint of the spiral-out portion of the transmission line).

본 발명에 따라 구성되는 단일 공진기 구조들은 유사한 종래의 모놀리식 공진기들보다 훨씬 작고 그리고/또는 훨씬 낮은 주파수들에서 동작할 수 있는 고차 공진기들의 설계를 위한 구성 블록들로서 사용될 수 있다. 이러한 공진기들은 공진기를 더 높은 공진 모드들에서 동작시키도록 설계되는 필터들에 사용될 수 있다. 이러한 고차 모드들은 이웃 모드들을 쉽사리 자극하지 않아서, 입장 모딩이 없고, 바람직한 공진의 3배에 이르는 의사 모드 아웃의 기미가 없는 매우 명확한 광대역 응답을 제공한다. 그러한 공진기들은 임의의 전파 동작 모드(nλ, 여기서 n은 임의의 정수)(예를 들어, 제2(λ), 제4(2λ), 제6(3λ) 등)로 동작할 수 있다. 이러한 고차 공진기들은 또한 더 높은 전력 처리 능력을 갖는다. 공진기들은 원하는 고차 모드 주위에 설계될 수 있다. 즉, 공진기는 선택된 고차 모드에 맞춰질 수 있으며, 따라서 매우 적은 에너지가 다른 모드들에 결합될 것이다.Single resonator structures constructed in accordance with the present invention can be used as building blocks for the design of higher order resonators that can operate at much smaller and / or lower frequencies than similar conventional monolithic resonators. Such resonators may be used in filters designed to operate the resonator in higher resonant modes. These higher order modes do not readily stimulate neighboring modes, providing a very clear broadband response with no entry mode and no sign of pseudo mode out of up to three times the desired resonance. Such resonators may operate in any propagation mode of operation (nλ, where n is any integer) (eg, second (λ), fourth (2λ), sixth (3λ), etc.). These higher order resonators also have higher power processing capability. The resonators can be designed around the desired higher order mode. That is, the resonator can be tailored to the selected higher order mode, so very little energy will be coupled to other modes.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 기본 공진기 구조(54)가 직렬 접속되어 2 파장(2λ) 공진기(100)를 형성한다. 기판 두께에 대한 전송 라인들의 폭들과 기본 공진기 구조들(54)의 갭들의 비교적 낮은 비율의 결과로서, 더 많은 전자기장이 기판 표면에 더 가까이 한정되며, 따라서 기본 공진기 구조들(54)의 원거리 장 효과들이 크게 감소하여, 공진기 구조들(54)의 더 가까운 접근을 허가하고 더 작은 고차 필터들을 가능하게 한다.For example, as shown in FIG. 6, two basic resonator structures 54 are connected in series to form a two wavelength (2λ) resonator 100. As a result of the relatively low ratio of the widths of the transmission lines to the substrate thickness and the gaps of the basic resonator structures 54, more electromagnetic fields are defined closer to the substrate surface, thus the far field effect of the basic resonator structures 54. Are greatly reduced, permitting closer access of the resonator structures 54 and enabling smaller higher order filters.

공진기 구조들(54)에 대한 직접적인 용량성 결합은 중앙 전류 노드에서 또는 그 근처에서 달성될 수 있고, 따라서 공진기 구조들(54)의 다른 모드들이 쉽사리 자극되지 않는데, 그 이유는 공진기가 그의 임의의 nλ/2 모드로 공진하고 있을 때 중앙 용량성 결합 노드에서의 국지적 전압이 거의 0이기 때문이다. 모델링은, 필터가 종종 그러한 주파수들에 잘못 맞춰지고, 결합되는 에너지가 실제로는 매우 적을 수 있어도, 근사 (n±1)λ 모드들이 자극될 수 있음을 암시한다. 동일 주파수에서 동작하도록 설계되는 도 8에 도시된 종래의 2 파장(2λ) 공진기(40)에 비해, 2 파장(2λ) 공진기(100)의 풋프린트의 크기는 훨씬 더 작다.Direct capacitive coupling to resonator structures 54 can be achieved at or near the central current node, so that other modes of resonator structures 54 are not easily stimulated, because the resonator can This is because the local voltage at the central capacitive coupling node is nearly zero when resonating in nλ / 2 mode. Modeling suggests that approximation (n ± 1) λ modes can be stimulated, even though the filter is often misaligned at such frequencies and the energy combined can actually be very small. Compared to the conventional two wavelength (2λ) resonator 40 shown in FIG. 8 designed to operate at the same frequency, the footprint of the two wavelength (2λ) resonator 100 is much smaller.

도 6에 도시된 바와 같이, 비교적 낮은 전류 밀도 영역(80)이 각각의 공진기 구조(54)의 중앙에, 전송 라인(62)의 단부들에 그리고 공진기 구조들(54) 사이의 전송 라인(62)의 중앙에 위치하고, 이는 2파(two-wave) 길이 구조에 대한 5개의 전류 노드를 반영하며, 2개의 비교적 높은 전류 밀도 영역들(82)이 공진기 구조들(54)의 주변들에 위치하며, 이는 2파 길이 구조에 대한 4개의 전류 피크를 반영한다.As shown in FIG. 6, a relatively low current density region 80 is formed in the center of each resonator structure 54, at the ends of the transmission line 62 and between the resonator structures 54. ), Which reflects five current nodes for a two-wave length structure, with two relatively high current density regions 82 located at the peripheries of the resonator structures 54 This reflects four current peaks for the two wave length structure.

고차 공진기(100)의 감소된 크기는 감소된 기판 면적 및 더 작은 마이크로파 패키징으로 인해 비용을 줄이며, 통상의 금속(비 HTS) 필터들이 셀룰러 핸드셋 타입 응용들에 사용될 수 있을 만큼 충분히 작게 제조될 수 있는 가능성을 제공한다는 것을 알 수 있다. HTS 응용들을 위해, 더 작은 크기의 필터는 또한 전체 저온 헤드 로드(head load)를 크게 줄일 수 있어, 더 작고, 전력을 덜 소모하는 저온 쿨러들의 사용을 가능하게 한다. 공진기의 증가된 길이(4차 모드 이상)는 공진기 내의 피크 전류를 줄이기 위해 전송 라인의 길이를 따라 다수의 피크를 유발함으로써 HTS와 같은 재료들 내에서의 비선형 효과들의 일부를 줄이는 것을 돕는다. 또한, 이러한 고차 모드들은 더 낮은 모드들보다 훨씬 덜 방사하여, 필터 크기의 추가 감소를 가능하게 한다. 이것은 주로 기판 두께에 대한 라인들 및 갭들의 폭들의 낮은 비율에 기인하는데, 그 이유는 전자기장들이 공진기들로부터 그다지 멀리 연장하지 않고, 이웃 공진기들의 접지면들이 아니라, 동일 공진기들의 다른 부분들과 우선적으로 상호작용하기 때문이다.The reduced size of the higher order resonator 100 reduces costs due to the reduced substrate area and smaller microwave packaging, and allows conventional metal (non-HTS) filters to be made small enough to be used in cellular handset type applications. It can be seen that it offers the possibility. For HTS applications, the smaller size filter can also significantly reduce the overall cold head load, allowing the use of smaller, less power consuming coolers. The increased length of the resonator (above quaternary mode) helps to reduce some of the nonlinear effects in materials such as HTS by causing multiple peaks along the length of the transmission line to reduce the peak current in the resonator. In addition, these higher order modes radiate much less than lower modes, allowing for further reduction of filter size. This is mainly due to the low ratio of the widths of the lines and gaps to the substrate thickness, because the electromagnetic fields do not extend very far from the resonators and preferentially with other parts of the same resonators, not the ground planes of neighboring resonators Because they interact.

기본 공진기 구조들이 직사각형인 것으로 설명되었지만, 기본 공진기 구조들은 다른 형상들을 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 2개의 원형 공진기 구조(154)가 서로 직렬 접속되어 2 파장(2λ) 공진기(150)를 형성한다. 기본 공진기 구조들(54)과 같이, 원형 공진기 구조들(154)의 각각은 SISO 구조를 형성하도록 패터닝되어 복수의 라인 세그먼트(172) 및 라인 세그먼트들(172) 사이의 개재 갭들(174)을 형성하는 접힌 전송 라인(162)을 포함한다. 기판 두께에 대한 라인 세그먼트들(172)의 평균 폭과 라인 세그먼트들(172) 사이의 갭들(174)의 평균 폭의 합의 비율은 비교적 작다. 공진기 구조들(154)의 전류 밀도는 라인 세그먼트들의 폭 및 이들 사이의 갭들과 동일한 셀 크기들을 갖는 상태에서 전파 평면 프로그램 소넷을 이용하여 계산되었다.Although the basic resonator structures have been described as being rectangular, it should be appreciated that the basic resonator structures may have other shapes. For example, referring to FIG. 8, two circular resonator structures 154 are connected in series to each other to form a two wavelength (2λ) resonator 150. Like the basic resonator structures 54, each of the circular resonator structures 154 is patterned to form a SISO structure to form a plurality of line segments 172 and intervening gaps 174 between the line segments 172. A folded transmission line 162. The ratio of the sum of the average width of the line segments 172 to the substrate thickness and the average width of the gaps 174 between the line segments 172 is relatively small. The current density of the resonator structures 154 was calculated using a propagation plane program sonnet with cell widths equal to the width of the line segments and the gaps therebetween.

도 8에 도시된 바와 같이, 비교적 낮은 전류 밀도 영역(180)이 각각의 공진기 구조(154)의 중앙에, 전송 라인(162)의 단부들에 그리고 공진기 구조들(154) 사이의 전송 라인(162)의 중앙에 위치하고, 이는 2파 길이 구조에 대한 5개의 전류 노드를 반영하며, 2개의 비교적 높은 전류 밀도 영역들(182)이 공진기 구조들(154)의 주변들에 위치하며, 이는 2파 길이 구조에 대한 4개의 전류 피크를 반영한다.As shown in FIG. 8, a relatively low current density region 180 is located in the center of each resonator structure 154, at the ends of the transmission line 162 and between the resonator structures 154. Located at the center of), which reflects five current nodes for the two-wave length structure, with two relatively high current density regions 182 located at the peripheries of the resonator structures 154, which are two wave lengths. Reflect the four current peaks for the structure.

본 명세서에 개시되는 공진기 구조들은 신호 전송 목적으로 사용될 때 그들의 전력 처리 능력을 향상시키기 위하여 2λ보다 큰 파장들에서 동작할 수 있는 공진기들을 제공하도록 결합될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 단일 공진기(190)는 9dB의 전력 처리의 향상을 제공하기 위해 입력 포트(194)와 출력 포트(196) 사이에 함께 직렬로 접속되는 8개의 기본 공진기 구조(192)(즉, 공진기들의 3 연속 더블링(23))를 포함한다. 공진기 구조들(192)의 각각은 라인 세그먼트들 및 개재 갭들의 폭들이 기판 두께에 비해 상대적으로 작다는 점에서 전술한 공진기 구조(54)와 유사하다. 결과적인 공진기(190)는 많은 nλ 모드들로 동작할 수 있는 8λ의 유효 파장을 갖는다. 공진기(190)의 계산된 주파수 응답(S11, S21)이 도 10에 도시되어 있다. 다수의 기본 공진기 구조를 이용하여 필터들의 전력 처리를 향상시키는 기술들을 설명하는 추가 상세들이 미국 특허 공개 번호 2008-0278262 A1에 개시되어 있다.It should be appreciated that the resonator structures disclosed herein can be combined to provide resonators that can operate at wavelengths greater than 2λ to improve their power processing capability when used for signal transmission purposes. For example, referring to FIG. 9, a single resonator 190 is constructed with eight basic resonator structures connected together in series between the input port 194 and the output port 196 to provide an improvement of 9 dB of power processing. 192 (ie, three consecutive doublings of the resonators 2 3 ). Each of the resonator structures 192 is similar to the resonator structure 54 described above in that the widths of the line segments and intervening gaps are relatively small relative to the substrate thickness. The resulting resonator 190 has an effective wavelength of 8λ that can operate in many nλ modes. The calculated frequency response S 11 , S 21 of the resonator 190 is shown in FIG. 10. Further details describing techniques for improving power processing of filters using multiple basic resonator structures are disclosed in US Patent Publication No. 2008-0278262 A1.

본 명세서에 설명되는 공진기들의 코너들은 원하는 IMD 기울기를 달성하기 위한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 둥근/이어진 또는 모서리를 둥글린 코너들을 갖는 공진기에 대한 IMD 및 사각 코너들을 갖는 공진기에 대한 IMD가 정규화된 입력 전력에 대해 측정되었다. 도시된 바와 같이, 둥근 코너들을 갖는 공진기는 3의 IMD 기울기를 보인 반면, 사각 코너들을 갖는 공진기는 4의 IMD 기울기를 보였다. 따라서, 공진기들의 코너들은 필터가 비교적 낮은 전력 레벨에서 또는 비교적 높은 전력 레벨에서 동작해야 하는지에 의존하는 형상을 갖는 것이 유리할 수 있다.The corners of the resonators described herein may have a shape to achieve a desired IMD slope. For example, referring to FIG. 11, the IMD for a resonator with rounded / continuous or rounded corners and the IMD for a resonator with square corners were measured for normalized input power. As shown, the resonator with rounded corners showed an IMD slope of three, while the resonator with square corners showed an IMD slope of four. Thus, it may be advantageous for the corners of the resonators to have a shape that depends on whether the filter should operate at a relatively low power level or at a relatively high power level.

전술한 공진기들은 다중 공진기 필터를 형성하도록 함께 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 12를 참조하면, 대역 통과 필터(200)는 4개의 2 파장(2λ) 공진기(100), 용량성 결합(212)을 통해 제1 공진기(100(1))에 결합된 입력 단자(208) 및 용량성 결합(214)을 통해 제4 공진기(100(4))에 결합된 출력 단자(210)를 포함한다. 제2 공진기(100(2)) 및 제3 공진기(100(3))는 제2 공진기(100(2))와 제3 공진기(100(3)) 사이의 고유 결합을 향상시키기 위한 수단인 커넥터들(216)을 통해 그들의 상부들 및 하부들에서 서로 결합된다. 공진기들(100)의 전류 밀도는 라인 세그먼트들의 폭 및 이들 사이의 갭들과 동일한 셀 크기들을 갖는 상태에서 전파 평면 프로그램 소넷을 이용하여 계산되었다. 도 12에 도시된 바와 같이, 비교적 낮은 전류 밀도 영역들(220)이 각각의 공진기(100)의 중앙에 그리고 전송 라인의 단부들에 위치하고, 비교적 높은 전류 밀도 영역들(222)이 제2 및 제3 공진기(100(2), 100(3))의 주변에 위치한다. 공진기 필터(200)의 계산된 주파수 응답(S11, S21)이 도 13에 도시되어 있다.The aforementioned resonators can be combined together to form multiple resonator filters. For example, referring to FIG. 12, the band pass filter 200 is an input coupled to the first resonator 100 (1) through four two wavelength (2λ) resonators 100, a capacitive coupling 212. Output terminal 210 coupled to fourth resonator 100 (4) via terminal 208 and capacitive coupling 214. The second resonator 100 (2) and the third resonator 100 (3) are connectors which are means for improving the inherent coupling between the second resonator 100 (2) and the third resonator 100 (3). Through 216 are coupled to each other at their tops and bottoms. The current density of the resonators 100 was calculated using a propagation plane program sonnet with cell widths equal to the width of the line segments and the gaps therebetween. As shown in FIG. 12, relatively low current density regions 220 are located in the center of each resonator 100 and at the ends of the transmission line, and relatively high current density regions 222 are formed in the second and second regions. 3 is located around the resonators 100 (2) and 100 (3). The calculated frequency response S 11 , S 21 of the resonator filter 200 is shown in FIG. 13.

다른 예로서, 도 14를 참조하면, 대역 통과 필터(250)는 2개의 16 파장(16λ) 공진기(190), 제1 공진기(190(1))에 결합된 입력 단자(252) 및 제2 공진기(190(2))에 결합된 출력 단자(254)를 포함한다. 공진기 필터(250)의 계산된 주파수 응답(S11, S21)이 도 15에 도시되어 있다. 또 다른 예로서, 도 16을 참조하면, 대역 통과 필터(300)는 10개의 16 파장(16λ) 공진기(190), 제1 공진기(190(1))에 결합된 입력 단자(302) 및 제10 공진기(190(10))에 결합된 출력 단자(304)를 포함한다. 제2 공진기(190(2)) 및 제5 공진기(190(5))는 교차 결합들(306)을 통해 그들의 상부들 및 하부들에서 서로 결합되며, 제6 공진기(190(6)) 및 제9 공진기(190(9))는 교차 결합들(306)을 통해 그들의 상부들 및 하부들에서 서로 결합되어, 체비세프와 같은 응답에서 의사 타원 응답으로 이동하는, 근사 차단 대역에서의 전송 제로들을 생성한다. 이것은 통과 대역으로부터 더 떨어진 차단의 대가로 필터의 근사 대역 선택도(차단의 기울기)를 향상시키도록 행해진다.As another example, referring to FIG. 14, the band pass filter 250 includes two 16 wavelength (16λ) resonators 190, an input terminal 252 and a second resonator coupled to the first resonator 190 (1). An output terminal 254 coupled to 190 (2). The calculated frequency response S 11 , S 21 of the resonator filter 250 is shown in FIG. 15. As another example, referring to FIG. 16, the band pass filter 300 includes ten sixteen wavelength (16λ) resonators 190, an input terminal 302 coupled to a first resonator 190 (1), and a tenth. And an output terminal 304 coupled to the resonator 190 (10). The second resonator 190 (2) and the fifth resonator 190 (5) are coupled to each other at their tops and bottoms through cross couplings 306, and the sixth resonator 190 (6) and the fifth The nine resonators 190 (9) are coupled to each other at their tops and bottoms via cross couplings 306 to produce transmission zeros in the approximate cutoff band, moving from a Chebysef-like response to a pseudo elliptic response. do. This is done to improve the approximate band selectivity (the slope of the cutoff) of the filter at the cost of blocking further away from the passband.

또 다른 예로서, 도 17을 참조하면, 대역 통과 필터(350)는 8개의 2 파장(2λ) 공진기(352), 용량성 결합(362)을 통해 제1 공진기(352(1)에 결합된 입력 단자(358) 및 용량성 결합(364)을 통해 제8 공진기(352(8))에 결합된 출력 단자(360)를 포함한다. 공진기들(352)의 각각은 라인 세그먼트들의 라인 폭이 0.01mm이고, 라인 세그먼트들 사이의 갭들의 폭이 0.005mm이라는 것 외에는 도 6에 도시된 공진기(100)와 동일하다. 따라서, 기판 두께에 대한 라인 세그먼트들의 평균 폭과 갭들의 평균 폭의 합의 비율은 0.03이다. 공진기 필터(350)의 계산된 주파수 응답(S11, S21)이 도 18에 도시되어 있다.As another example, referring to FIG. 17, a band pass filter 350 is input coupled to a first resonator 352 (1) through eight two wavelength (2λ) resonators 352, a capacitive coupling 362. An output terminal 360 coupled to an eighth resonator 352 (8) via a terminal 358 and a capacitive coupling 364. Each of the resonators 352 has a line width of 0.01 mm for the line segments. And the width of the gaps between the line segments is 0.005 mm, which is the same as the resonator 100 shown in Fig. 6. Thus, the ratio of the sum of the average width of the line segments and the average width of the gaps to the substrate thickness is 0.03. The calculated frequency responses S 11 and S 21 of the resonator filter 350 are shown in FIG. 18.

본 발명의 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 위의 설명은 본 발명을 그러한 실시예들로 한정하는 것을 의도하지 않는다. 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변경들 및 변형들이 이루어질 수 있음이 이 분야의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 속할 수 있는 대안들, 변형들 및 균등물들을 커버하는 것을 의도한다.While specific embodiments of the invention have been shown and described, the foregoing description is not intended to limit the invention to those embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the present invention is intended to cover alternatives, modifications and equivalents that may fall within the spirit and scope of the invention as defined by the claims.

Claims (17)

기판;
상기 기판의 평면 측에 형성된 하나 이상의 공진기 구조-상기 하나 이상의 공진기 구조의 각각은 공진 주파수를 갖고, 복수의 인접하는 라인 세그먼트 및 상기 인접하는 라인 세그먼트들 사이에 배치되는 복수의 갭을 형성하도록 패터닝된 접힌 전송 라인을 포함하며, 상기 기판의 두께에 대한 상기 인접하는 라인들의 평균 폭과 상기 갭들의 평균 폭의 합의 비율은 0.50 이하임-;
상기 하나 이상의 공진기 구조의 한 단부에 결합된 입력 단자; 및
상기 하나 이상의 공진기 구조의 다른 단부에 결합된 출력 단자
를 포함하는 모놀리식 필터.
Board;
One or more resonator structures formed on the planar side of the substrate—each of the one or more resonator structures having a resonant frequency and patterned to form a plurality of adjacent line segments and a plurality of gaps disposed between the adjacent line segments A transmission line, wherein the ratio of the sum of the average width of the adjacent lines and the average width of the gaps to the thickness of the substrate is less than 0.50;
An input terminal coupled to one end of the one or more resonator structures; And
An output terminal coupled to the other end of the at least one resonator structure
Monolithic filter comprising a.
제1항에 있어서, 상기 입력 단자 및 출력 단자는 상기 필터가 협대역 필터로서 동작할 수 있도록 상기 하나 이상의 공진기 구조에 결합되는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the input terminal and output terminal are coupled to the one or more resonator structures such that the filter can operate as a narrowband filter. 제1항에 있어서, 상기 접힌 전송 라인은 스파이럴-인(spiral-in), 스파이럴-아웃(spiral-out) 구조를 갖는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the folded transmission line has a spiral-in, spiral-out structure. 제1항에 있어서, 상기 비율은 0.30 이하인 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the ratio is 0.30 or less. 제1항에 있어서, 상기 비율은 0.20 이하인 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the ratio is 0.20 or less. 제1항에 있어서, 상기 비율은 0.10 이하인 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the ratio is 0.10 or less. 제1항에 있어서, 상기 기판은 유전체 재료로 구성되는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the substrate is comprised of a dielectric material. 제7항에 있어서, 상기 기판의 다른 평면 측에 배치된 전기 전도성 접지면을 더 포함하는 모놀리식 필터.8. The monolithic filter of claim 7, further comprising an electrically conductive ground plane disposed on the other planar side of the substrate. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 공진기 구조의 각각은 직사각형인 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein each of the one or more resonator structures is rectangular. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 공진기 구조의 각각은 원형인 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein each of the one or more resonator structures is circular. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 공진기 구조의 각각은 평면 구조인 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein each of the one or more resonator structures is a planar structure. 제1항에 있어서, 상기 접힌 전송 라인은 고온 초전도체(HTS) 재료로 구성되는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the folded transmission line is comprised of a high temperature superconductor (HTS) material. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 공진기 구조의 각각은 상기 각각의 공진기 구조의 공진 주파수에서의 전체 파장의 공칭 선형 전기적 길이를 갖는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein each of the one or more resonator structures has a nominal linear electrical length of full wavelength at the resonant frequency of the respective resonator structure. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 공진기 구조는 서로 직렬로 결합되는 복수의 공진기 구조를 포함하는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the one or more resonator structures comprise a plurality of resonator structures coupled in series with each other. 제14항에 있어서, 상기 공진기 구조들의 각각은 상기 각각의 공진기 구조의 공진 주파수에서의 전체 파장의 공칭 선형 전기적 길이를 갖고, 상기 입력 단자 및 출력 단자는 상기 필터가 고차 모드에서 동작할 수 있도록 상기 공진기 구조들에 결합되는 모놀리식 필터.15. The apparatus of claim 14, wherein each of the resonator structures has a nominal linear electrical length of full wavelength at the resonant frequency of each resonator structure, wherein the input terminal and output terminal are configured to allow the filter to operate in a higher order mode. Monolithic filter coupled to the resonator structures. 제1항에 있어서, 상기 공진 주파수는 마이크로파 범위 내에 있는 모놀리식 필터.The monolithic filter of claim 1, wherein the resonant frequency is within a microwave range. 제16항에 있어서, 상기 공진 주파수는 800-2,200MHz의 범위 내에 있는 모놀리식 필터.17. The monolithic filter of claim 16, wherein the resonant frequency is in the range of 800-2,200 MHz.
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