JP6297652B2 - 内導体を備えるフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、内導体（共振器）及びそれを備えるフィルタに係り、さらに詳細には、伝送線路が離隔したままで貫通できる貫通ホールが形成された共振器及びそれを備えるフィルタに関する。

通信システムには多様な種類のフィルタが適用される。フィルタは、特定周波数帯域の信号のみを通過させる機能を行う装置であり、フィルタリングされる周波数帯域によって、低域通過フィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＬＰＦ）と、帯域通過フィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＢＰＦ）と、高域通過フィルタ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＨＰＦ）と、帯域阻止フィルタ（Ｂａｎｄ Ｓｔｏｐ Ｆｉｌｔｅｒ：ＢＳＦ）とに大別される。

また、フィルタは、製造方法及びフィルタに使われる素子によって、ＬＣ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ−ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）フィルタと、トランスミッション・ライン・フィルタと、キャビティ・フィルタと、誘電体共振器（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ：ＤＲ）フィルタと、セラミック・フィルタと、同軸フィルタと、導波管フィルタと、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタとに大別される。

フィルタに狭帯域特性及び優れた遮断特性を同時に具現するためには、高いＱ値を持つ共振器が求められる。この場合、共振器は主にＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、誘電体共振器または単一ブロックの形態に具現される。

本発明の課題は、伝送線路が離隔したままで貫通できる貫通ホールが形成された内導体（共振器）及びそれを備えるフィルタを提供することである。

本発明の一側面によるフィルタは、金属からなり、一方向に第１貫通ホールが形成された共振器と、前記第１貫通ホールから離隔したままで前記第１貫通ホールを貫通する伝送線路と、を備える。

一実施形態において、前記フィルタは、それぞれが金属からなり、一方向に前記第１貫通ホールが形成された複数の共振器を備え、前記伝送線路は、前記複数の共振器それぞれの第１貫通ホールを貫通する。

一実施形態において、前記フィルタは、帯域阻止フィルタである。

一実施形態において、前記第１貫通ホールは、前記フィルタ内の信号伝送方向に形成される。

一実施形態において、前記フィルタは、前記共振器の前記第１貫通ホールと前記伝送線路との間に配される間隙保持部材をさらに備える。

一実施形態において、前記フィルタは、複数の領域に区切られたキャビティ内に前記複数の共振器を取り納めるハウジングをさらに備える。

一実施形態において、前記複数の共振器それぞれには、前記第１貫通ホールと異なる方向に形成され、チューニングユニットが挿入される第２貫通ホールが形成されている。

一実施形態において、前記第２貫通ホールは、前記第１貫通ホールの垂直方向に形成されるが、前記第１貫通ホールと互いに交差しないように形成される。

一実施形態において、前記第２貫通ホールは、前記第１貫通ホールの垂直方向に形成されるが、前記第１貫通ホールと互いに交差するように形成され、前記チューニングユニットが前記第２貫通ホールで最大に挿入された時、前記チューニングユニットの下端は、前記第１貫通ホールの上部に位置する。

本発明の一側面による共振器は、金属からなる本体と、前記本体に一方向に形成され、かつ内部に伝送線路が離隔したままで貫通する貫通ホールと、を備える。

本発明による方法及び装置は、伝送線路が離隔したままで貫通できる貫通ホールが形成された共振器構造を用いることで広帯域阻止特性を持つ。

また、本発明による方法及び装置は、伝送線路が共振器の貫通ホールを貫通する構造を持つため、伝送線路のための別途の空間が不要であり、これによって構造的に小型化される。

また、共振器の貫通ホールと伝送線路との間に間隙保持部材をさらに配置させて伝送線路と共振器との接触を防止することで、安定したフィルタ特性を提供する。

本発明の一実施形態によるフィルタの平面図である。 図１に示す切断面ＣＳ１による断面図の一実施形態を示す図面である。 図１に示す複数の共振器のうちいずれか一つの共振器の拡大斜視図である。 図１に示すフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。 図１に示すフィルタとのフィルタ特性比較のための比較例によるフィルタの斜視図である。 図５に示すフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。

本発明は、多様な変更が可能であり、かつ様々な実施形態を持つことができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、これを詳細な説明を通じて詳細に説明しようとする。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。

本発明を説明するに当って、関連の公知技術に関する具体的な説明が本発明の趣旨を曖昧にすると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。また、本明細書の説明過程で用いられる数（例えば、第１、第２など）は、一つの構成要素を他の構成要素から区分するための識別記号に過ぎない。

また、本明細書において、一つの構成要素が他の構成要素に「連結される」または「接続される」と言及された時には、前記一つの構成要素が前記他の構成要素に直接連結されてもよく、または直接接続されてもよいが、特に逆の記載がない限り、中間にさらに他の構成要素を介して連結されるか、または接続されることもあると理解されねばならない。

また、本明細書に記載の「部」、「器」、「子」、「モジュール」などの用語は少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合で具現される。

そして、本明細書の構成部の区分は、各構成部が担当する主機能別に区分したことに過ぎない。すなわち、以下で説明する２つ以上の構成部が一つの構成部に合わせられるか、または一つの構成部がさらに細分化された機能別に２つ以上に分化して備えられてもよい。そして、以下で説明する構成部それぞれは、自分の担当する主機能以外にも他の構成部の担当する機能のうち一部またはすべての機能をさらに行ってもよく、また構成部それぞれが担当する主機能のうち一部の機能が他の構成部によって行われてもよいということは言うまでもない。

以下、本発明の実施形態を順次に詳細に説明する。

図１は、本発明による一実施形態によるフィルタの平面図である。図２は、図１に示す切断面ＣＳ１による断面図の一実施形態を示す図面である。

図１及び図２を参照すれば、フィルタ１００は、複数の内導体（共振器）１１０−１ないし１１０−８と、ハウジング１２０と、複数の隔壁１２５と、第１コネクタ１３０と、第２コネクタ１４０と、伝送線路１５０とを備える。

図１では説明の便宜のために、フィルタ１００を基準として説明するが、実施形態によって、フィルタ１００は、複数の共振器を備えて具現されるデュプレクサ、マルチフレクサなどの多様な通信コンポネントに代替または変形される。

複数の共振器１１０−１ないし１１０−８は、フィルタ１００の信号伝送経路上に配され、ハウジング１２０の内部に結合されてハウジング１２０に取り納められる。

例えば、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８は、ねじ結合を通じてハウジング１２０の内部に結合される。

実施形態によって、ハウジング１２０の下面は別途の基板により具現され、この場合に複数の共振器１１０−１ないし１１０−８は、前記基板に結合されてハウジング１２０の内部に取り納められる。

例えば、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８は、メッキを通じて別途の基板に結合される。

ハウジング１２０内には複数の隔壁１２５により区切られた複数のキャビティが形成され、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８は前記キャビティ内に取り納められる。隔壁１２５の配置は多様に変形でき、隔壁１２５の配置によってハウジング１２０内の信号伝達経路が変わることもある。

ハウジング１２０は直方体状に図示されているが、これに限定されず、本発明の技術的範囲がハウジング１２０の形態によって制限的に解釈されてはならない。

実施形態によって、ハウジング１２０の外面または内面は導電性物質（例えば、銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）など）でメッキされてもよい。

ハウジング１２０の一側には第１コネクタ１３０が形成される。第１コネクタ１３０は、フィルタ１００をフィルタ１００の一側の外部通信コンポネントと連結できる。実施形態によって、第１コネクタ１３０がフィルタ１００の外部のアンテナに連結される場合、第１コネクタ１３０は、アンテナから受信した信号をフィルタ１００に伝達できる。

ハウジング１２０の他側には第２コネクタ１４０が形成される。第２コネクタ１４０は、フィルタ１００をフィルタ１００の他側の外部通信コンポネントと連結できる。

伝送線路１５０は、フィルタ１００の一側のコネクタ（例えば、１３０）を通じて入力された信号をフィルタ１００の他側のコネクタ（例えば、１４０）に伝達できる。

複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれは、金属からなる本体Ｒ−ＢＤと、本体Ｒ−ＢＤの一方向に形成された第１貫通ホールＲ−Ｈ１と、本体Ｒ−ＢＤの他方向に形成された第２貫通ホールＲ−Ｈ２とを備える。

実施形態によって、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれの本体Ｒ−ＢＤは誘電物質からなり得る。この場合、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれの外面、第１貫通ホールＲ−Ｈ１、及び第２貫通ホールＲ−Ｈ２のうち少なくともいずれか一つには、導電性物質（例えば、ＡｇまたはＣｕなど）でメッキ層が形成される。

この時、フィルタ１００は、ＴＥＭ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ）モードで動作できる。

伝送線路１５０は、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれの第１貫通ホールＲ−Ｈ１から離隔したままで複数の共振器１１０−１ないし１１０−８の第１貫通ホールＲ−Ｈ１を貫通できる。

実施形態によって、複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれの第１貫通ホールＲ−Ｈ１と伝送線路１５０との安定した離隔距離を維持のために、フィルタ１００は間隙保持部材１１２−１Ａないし１１２−８Ａと１１２−１Ｂないし１１２−８Ｂとをさらに備える。例えば、間隙保持部材１１２−１Ａないし１１２−８Ａと１１２−１Ｂないし１１２−８Ｂは、誘電体（例えば、テフロン（登録商標）など）からなる。

他の実施形態によって、隔壁１２５の高さが延びる場合、各共振器（例えば、１１０−１）に相応する２つの間隙保持部材（例えば、１１２−１Ａ及び１１２−１Ｂ）は隔壁１２５によって固定される構造を持つこともある。

さらに他の実施形態によって、各共振器（例えば、１１０−１）に相応する２つの間隙保持部材（例えば、１１２−１Ａ及び１１２−１Ｂ）は一つに構成されるか、またはフィルタ１００に備えられていない。間隙保持部材１１２−１Ａないし１１２−８Ａと１１２−１Ｂないし１１２−８Ｂとがフィルタ１００に備えられていない場合、伝送線路１５０と第１貫通ホールＲ−Ｈ１との間の空間は空隙で構成される。図１及び図２に示すフィルタ１００の構造は本発明の一実施形態に過ぎず、共振器１１０−１ないし１１０−８の構造及び数と、隔壁１２５の構造及び数と、間隙保持部材１１２−１Ａないし１１２−８Ａと１１２−１Ｂないし１１２−８Ｂとの構造及び数は、多様に変形できる。

例えば、共振器１１０−１ないし１１０−８は、一方向に切断された断面が円形、楕円形、または多角形から選択された一つの形状に形成されることもあり、図１及び図２に示す複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれの構造は、図３を参照して詳細に説明される。

図３は、図１に示す複数の共振器のうちいずれか一つの共振器の拡大斜視図である。

図１ないし図３を参照すれば、図１に示す複数の共振器１１０−１ないし１１０−８のうちいずれか一つの共振器（例えば、第１共振器１１０−１）は、金属からなる本体Ｒ−ＢＤと、本体Ｒ−ＢＤの一方向ＤＲ１に形成された第１貫通ホールＲ−Ｈ１と、及び本体Ｒ−ＢＤの他方向ＤＲ２に形成された第２貫通ホールＲ−Ｈ２と、を備える。

実施形態によって、共振器（例えば、第１共振器１１０−１）の本体Ｒ−ＢＤは誘電体からなってもよい。

図３に示す第１共振器１１０−１の本体Ｒ−ＢＤは、第１貫通ホールＲ−Ｈ１が形成された領域の底面と第２貫通ホールが形成された領域の底面との間に段差Ｈｄがある。実施形態によって、第１共振器１１０−１の本体Ｒ−ＢＤは段差Ｈｄなしに直方体で構成されてもよく、その形態は多様に変形できる。

第１貫通ホールＲ−Ｈ１の内部には、伝送線路１５０が第１貫通ホールＲ−Ｈ１から離隔したままで貫通する。この時、第１貫通ホールＲ−Ｈ１の形成方向ＤＲ１は信号伝送方向と一致する。

第２貫通ホールＲ−Ｈ２は、第１貫通ホールＲ−Ｈ１と異なる方向ＤＲ２に形成され、フィルタ１００の通信特性の調節のためのチューニングユニット１１４が第２貫通ホールＲ−Ｈ２に挿入される。

実施形態によって、第２貫通ホールＲ−Ｈ２の形成方向ＤＲ２は、第１貫通ホールＲ−Ｈ１の形成方向と垂直をなす。すなわち、第２貫通ホールＲ−Ｈ２は、第１貫通ホールＲ−Ｈ１の垂直方向に形成される。

実施形態によって、第２貫通ホールＲ−Ｈ２は、第１貫通ホールＲ−Ｈ１と互いに交差しないように形成される。この場合、第２貫通ホールＲ−Ｈ２は第１貫通ホールＲ−Ｈ１と互いに交差しないため、第２貫通ホールＲ−Ｈ２に挿入されるチューニングユニット１１４と第１貫通ホールＲ−Ｈ１を貫通する伝送線路１５０とは互いに出合わないように配される。

他の実施形態によって、第２貫通ホールＲ−Ｈ２は、第１貫通ホールＲ−Ｈ１と互いに交差するように形成されてもよい。この場合、第１貫通ホールＲ−Ｈ１の位置及びチューニングユニット１１４の長さは、チューニングユニット１１４が第２貫通ホールＲ−Ｈ２に最大に挿入された時、チューニングユニットＲ−Ｈ２の下端が第１貫通ホールＲ−Ｈ１の上部に位置するように設計されうる。

実施形態によって、第２貫通ホールＲ−Ｈ２は本体Ｒ−ＢＤの中心から外れた位置に形成される。この場合、第２貫通ホールＲ−Ｈ２にチューニングユニット１１４が挿入される長さの単位によって変わるフィルタ１００の特性の変化量が、第２貫通ホールＲ−Ｈ２が本体Ｒ−ＢＤの中心に形成された場合の変化量より少なくなり、これによって微細なフィルタ１００の特性調節が可能である。

図４は、図１に示すフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。

図１ないし図４を参照すれば、伝送線路１５０が複数の共振器１１０−１ないし１１０−８それぞれの第１貫通ホールＲ−Ｈ１から離隔したままで第１貫通ホールＲ−Ｈ１を貫通する構造を持つ場合、カップリング値が向上しつつも高周波ハーモニック成分の特性劣化を防止できる。

すなわち、本発明の実施形態によるフィルタ１００は貫通構造を通じてハーモニック成分をさらに高い帯域に移動させることで、図４のグラフのように阻止帯域（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ｂａｎｄ）が広く設計される。

図５は、図１に示すフィルタとのフィルタ特性比較のための比較例によるフィルタの斜視図である。図６は図５に示すフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。

図５を参照すれば、比較例によるフィルタ１００’は、図１のフィルタ１００とその構造を比べるために、複数の共振器１１０−１’ないし１１０−８’と伝送線路１５０’以外の構成は省略したまま図示されている。

フィルタ１００’の伝送線路１５０’は、図１のフィルタ１００の伝送線路１５０とは異なって複数の共振器１１０−１’ないし１１０−８’を貫通せず、複数の共振器１１０−１’ないし１１０−８’と一定ほど離隔する位置に配される。

図６を参照すれば、フィルタ１００’のような構造を持つ場合にハーモニック成分が相対的に低い帯域に移動して阻止帯域が狭く設計されるため、図６のグラフのように尖った形態を示す。

すなわち、本発明の実施形態によるフィルタ１００は、その阻止帯域が広帯域で設計され、また伝送線路１５０のための別途の空間が不要なため、図５のフィルタ１００’に比べて小型に設計される。

以上、本発明を望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想及び範囲内で当業者によって多様な変形及び変更ができる。

本発明は、共振器及びそれを備えるフィルタ関連の技術分野に好適に用いられる。

１００ フィルタ
１１０−１ないし１１０−８ 共振器
１１４ チューニングユニット
１２０ ハウジング
１３０、１４０ コネクタ
１５０ 伝送線路

Claims (9)

1. 金属からなり、一方向に第１貫通ホールが形成された内導体と、
   前記第１貫通ホールから離隔したままで前記第１貫通ホールを貫通する伝送線路と、を備えるフィルタ。
2. 前記フィルタは、
   それぞれが金属からなり、一方向に前記第１貫通ホールが形成された複数の内導体を備え、
   前記伝送線路は、
   前記複数の内導体それぞれの前記第１貫通ホールを貫通する請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記フィルタは、帯域阻止フィルタである請求項２に記載のフィルタ。
4. 前記第１貫通ホールは、前記フィルタ内の信号伝送方向に形成される請求項２に記載のフィルタ。
5. 前記内導体の前記第１貫通ホールと前記伝送線路との間に配される間隙保持部材をさらに備える請求項２に記載のフィルタ。
6. 前記フィルタは、
   複数の領域に区切られたキャビティ内に前記複数の内導体を取り納めるハウジングをさらに備える請求項２に記載のフィルタ。
7. 前記複数の内導体それぞれには、
   前記第１貫通ホールと異なる方向に形成され、チューニングユニットが挿入される第２貫通ホールが形成されている請求項２に記載のフィルタ。
8. 前記第２貫通ホールは、前記第１貫通ホールの垂直方向に形成されるが、前記第１貫通ホールと互いに交差しないように形成される請求項７に記載のフィルタ。
9. 前記第２貫通ホールは、前記第１貫通ホールの垂直方向に形成されるが、前記第１貫通ホールと互いに交差するように形成され、
   前記チューニングユニットが前記第２貫通ホールで最大に挿入された時、前記チューニングユニットの下端は、前記第１貫通ホールの上部に位置する請求項７に記載のフィルタ。