JP6522244B2 - クロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムで用いられる無線周波数フィルタに関し、特に、クロスカップリング切欠（ｎｏｔｃｈ）構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに関する。

キャビティタイプの無線周波数フィルタ（以下、「フィルタ」とも略称する）は、通常、金属材質のハウジングを介して直方体などの収容空間、すなわちキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）を複数個具備し、各キャビティの内部に、例えば、誘電体共振素子（ＤＲ：Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）または金属共振棒から構成された共振素子をそれぞれ備えることで、高周波の共振を発生させる。場合によっては、誘電体共振素子を備えることなくキャビティ自体の形状で共振を発生させる構造を採用することもできる。また、このようなキャビティタイプの無線周波数フィルタにおいて、通常、キャビティ構造の上部には、当該キャビティの開放面を遮蔽するカバーが備えられ、カバーには、当該無線周波数フィルタのフィルタリング特性をチューニングするためのチューニング構造であって、複数のチューニングネジおよび当該チューニングネジを固定するためのナットが設けられる。キャビティタイプの無線周波数フィルタに関する一例としては、本出願人によって先出願された韓国公開特許公報第１０−２００４−１０００８４号（名称：『無線周波数フィルタ』、公開日：２００４年１２月２日、発明者：パク・ジョンギュ外２名）に開示されたものが例に挙げられる。

このようなキャビティタイプの無線周波数フィルタは、無線通信システムにおいて送受信無線信号の処理のために用いられ、特に、移動通信システムにおける基地局や中継器などに代表的に適用される。

最近、移動通信システムは、要求されるデータ処理容量の増大によって、無線データトラフィックの急増を解消するために多数の小型（または超小型）基地局を設ける方策が提案されている。これとともに、基地局内に設けられる無線信号を処理する装備の軽量化および小型化のための地道な技術開発が進められている。特に、キャビティタイプのフィルタは、キャビティを有する構造の特性上、比較的非常に大きいサイズを要求しているため、このようなキャビティタイプのフィルタの小型、軽量化がさらに主たる考慮事項として浮上している。

一方、無線周波数フィルタの重要な特性としては、挿入損失とスカート特性がある。挿入損失とは、信号がフィルタを通過しながら損失する電力を意味し、スカート特性は、フィルタの通過帯域と阻止帯域が急な程度を意味する。挿入損失とスカート特性は、フィルタの段数（次数）に応じて互いにトレードオフ（Ｔｒａｄｅ Ｏｆｆ）の関係にある。フィルタの段数が高くなるほどスカート特性は良くなるが、挿入損失は悪くなる関係が成立する。

フィルタの段数を高めることなくフィルタのスカート特性を改善するために、切欠（減衰極）を形成する方法が主に用いられる。切欠を形成する最も一般的な方法にクロスカップリング方法がある。

クロスカップリング方式の切欠構造は、通常、回路的に連続しない２つのキャビティの共振素子の間のキャパシタンスカップリングを形成する金属棒のような金属加工物を主な構成とする。このような金属棒は、２つのキャビティの間を区分する内壁に貫通して設けられる。この時、金属棒を内壁と電気的に隔離させるために、金属棒の外部はテフロン（登録商標）のような誘電体材質（図示せず）の支持物で包まれた後、内壁に結合される。この時、内壁で金属棒の設けられる部位は、貫通ホール構造に形成されてもよい。しかし、貫通ホールを内壁に形成することは作業工程上容易でないので、内壁の上端を一部削り取って、当該削り取った部位に前記支持物で包まれた金属棒を設けることが一般的である。このような支持物は、金属棒の絶縁の役割だけでなく、前記内壁における削られた部位の形状と噛み合う形態を有し、当該設けられる部位に固定されることにより、結果的に金属棒を固定されるように支持する。

このようなクロスカップリング方法を利用した切欠形成に関する技術としては、「Ｋ＆Ｌ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ」社の米国特許番号第６，３４２，８２５号（名称：『Ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｈａｖｉｎｇ ｔｒｉ−ｓｅｃｔｉｏｎ』、発明者：Ｒａｆｉ Ｈｅｒｓｈｔｉｇ、特許日：２００２年１月２９日）、または「ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＳＹＳＴＥＭＳ」社の米国特許番号第６，８３６，１９８号（名称：『Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ』、発明者：Ｂｉｌｌ Ｅｎｇｓｔ、特許日：２００４年１２月２８日）に開示されたものが例に挙げられる。

このようなクロスカップリング方式を利用した切欠構造は、小型または超小型基地局に適用される小型または超小型キャビティタイプのフィルタの実現時にもほぼ必須に適用可能である。この時、小型フィルタの特性上空間およびサイズの制約によって、クロスカップリング方式を利用した切欠構造において所望のカップリング量を得るためには、共振素子と金属棒との間の距離を非常に近接して設計しなければならない。ところが、金属加工において一般的に用いられている、例えば、約±０．０３〜０．０５ｍｍ程度の加工公差では、共振素子と金属棒との間の距離が要求されるカップリング量と対応するように正確に実現することが非常に難しく、これによって、製品間のクロスカップリング量のばらつきがひどくなる。

これによって、小型または超小型フィルタに適用されるクロスカップリング方式の切欠構造において、設計した構造を実際の製品に実現しようとする場合には、クロスカップリング構造の金属棒（および共振素子）の製作および設置時に非常に高い加工精度が必要である。例えば、金属棒と共振素子との間の間隔における加工公差は約０．０１ｍｍ以下が要求されることもある。しかし、非常に精密な加工公差を要求する場合には、加工作業の困難が加重し、加工時間が長くなり、これは、結果的に加工費の上昇をもたらし、生産歩留まりが低くて量産に困難を生じる。

したがって、本発明の一部の実施形態に係る目的は、さらに小型および軽量化が可能なクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタを提供することである。

本発明の一部の実施形態に係る他の目的は、より簡単で、製作が容易であり、安定した構造を有するため、安定した切欠特性を与えることができるクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の少なくとも一部の実施形態は、クロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタにおいて、複数のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）を有するために内部が中空で一側に開放面を有するハウジングと、前記ハウジングの開放面を遮蔽するカバーと、前記ハウジングの前記中空に位置する複数の共振素子と、前記複数の共振素子のうちの少なくとも２つの共振素子の間にクロスカップリングのために設けられる切欠基板とを含み、前記切欠基板は、前記少なくとも２つの共振素子とそれぞれ機構的に結合する第１結合構造および第２結合構造を備えた非導電性材質のメイン基板と、前記メイン基板に形成される導体パターンで実現され、前記少なくとも２つの共振素子のうちの第１共振素子の信号を、前記少なくとも２つの共振素子のうちの第２共振素子に非接触カップリング方式で伝達する導電性線路を含むことを特徴とする。

前記導電性線路は、前記メイン基板の前記第１結合構造において前記第１共振素子の支持台と電気的に連結される第１サブ導体パターンと、前記メイン基板の前記第２結合構造において前記第２共振素子の支持台と電気的に連結される第２サブ導体パターンとを含むことができる。

前記第１結合構造および第２結合構造は、前記少なくとも２つの共振素子の支持台にそれぞれ挟まれる形態で機構的に結合する貫通型ホールを形成することができる。

前記カバーには、前記切欠基板と対応する部位に切欠特性をチューニングするための切欠チューニングピンが切欠チューニング用貫通ホールを介して結合され、前記切欠基板のメイン基板には、前記切欠チューニングピンと対応する部位において、前記切欠チューニングピンの下端部と対応する大きさの貫通型ホールを形成するチューニング用ホール構造が形成される。

前記メイン基板の第１結合構造および第２結合構造の貫通型ホールの内面は、それぞれ導電性金属被膜が形成される。

前記第１サブ導体パターンと前記第２サブ導体パターンは、前記メイン基板における互いに異なる面にそれぞれ形成され、前記第１サブ導体パターンの第１端は、前記第１結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成され、前記第２サブ導体パターンの第１端は、前記第２結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成される。

前記第１サブ導体パターンおよび／または前記第２サブ導体パターンの第１端は、前記第１結合構造の貫通型ホールを形成する領域の少なくとも一部を取り囲み、前記第１結合構造の貫通型ホールと隔離距離を維持する形態で形成される。

前記第１サブ導体パターンの第２端と、前記第２サブ導体パターンの第２端は、相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成されるか、直接的に連結されるように構成される。

前記切欠基板は、前記複数の共振素子のうちの第３共振素子と前記第１共振素子および前記第２共振素子とクロスカップリングするための構造を有し、前記切欠基板のメイン基板は、前記複数の共振素子のうちの第３共振素子の支持台に挟まれる形態で機構的に結合する貫通型ホールを形成する第３結合構造を備え、前記導電性線路は、前記第１共振素子または前記第２共振素子の信号を、前記第３共振素子に非接触カップリング方式で伝達する導電性線路を含むことができる。

このように、本発明の実施形態に係る切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタは、さらに小型および軽量化が可能な切欠構造を提供し、特に、より簡単で、製作が容易であり、安定した構造を有するため、安定した切欠特性を与える切欠構造を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタの一部分離斜視図である。 図１の無線周波数フィルタのＡ部の切断面図である。 図２のＡ−Ａ’部の切断面図である。 図２のＡ−Ａ’部の切断面図である。 図１の切欠基板の詳細斜視図である。 図１の切欠基板の詳細斜視図である。 図１の切欠基板の一部の変形例の斜視図である。 図１の切欠基板の一部の変形例の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板の構成図である。 本発明の第３実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板の構成図である。 本発明の第４実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板の斜視図である。 本発明の第５実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板の斜視図である。 本発明の第６実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタの一部分離斜視図である。 図１０の切欠基板の詳細斜視図である。

以下、本発明に係る好ましい実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタの一部分離斜視図である。図１を参照すれば、本発明の第１実施形態に係る切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタは、内部が中空で、外部と遮断されるキャビティを複数個（図１および図５の例においては７個）有する函体を具備する。函体は７個のキャビティを形成し、一側（例えば、上側）が開放されたハウジング２０と、前記ハウジング２０の開放面を遮蔽するカバー１０とを含んで形成される。カバー１０とハウジング２０は、レーザ溶接や半田付けなどによって結合する構造を有してもよいし、その他にも、固定ネジ（図示せず）によるネジ結合方式で結合可能である。

前記ハウジング２０およびカバー１０は、アルミニウム（合金）などの材質で構成され、電気的特性を向上させるために、少なくともキャビティを形成する面に銀または銅材質でメッキされる。前記共振素子も、アルミニウム（合金）または鉄（合金）などの材質で構成され、銀または銅材質でメッキされる。

図１の例では、ハウジング２０内に、例えば、７個のキャビティ構造が多段に連結された場合の例を示している。すなわち、７個のキャビティ構造が順次に連結された構造と見なすことができる。ハウジング２０の各キャビティは、その中心部に共振素子３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７をそれぞれ備える。また、ハウジング２０においてそれぞれのキャビティ構造が互いに順次のカップリング構造を有するようにするために、互いに順次に連結構造を有するキャビティ構造の間には連結通路構造のカップリングウィンドウが形成される。このようなカップリングウィンドウは、キャビティ構造相互間の隔壁２０１、２０２、２０３、２０４、２０５に相当する部位で予め設定されたサイズに一定部分除去された形態で形成される。

前記図１に示された構造において、それぞれの共振素子３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７のうちの少なくとも一部は同一の構造を有することができるが、図１の例では、説明の便宜のために、共振素子がすべて同一の構造を有するものとして示した。例えば、第１〜第７共振素子３１〜３７は、それぞれ円形の平板形態を有する平板部と、平板部を固定および支持する支持台との構造に構成され、各支持台は、当該キャビティの内部底面、すなわちハウジング２０に固定されるように設けられる。それぞれの共振素子３１〜３７における平板部および支持台のより具体的な詳細構造は、当該フィルタの設計条件によって多様な構造を有することができ、互いに異なる詳細構造の共振素子が混用されて構成されてもよい。

カバー１０には、各キャビティ構造の共振素子３１〜３７と対応して周波数チューニングのための第１〜第７陥没構造１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７が形成される。また、カバー１０には、その他にも、ハウジング２０におけるそれぞれのキャビティ構造の連結通路構造であるカップリングウィンドウと対応する部位にカップリングチューニングネジホール１１１が複数個形成される。カップリングチューニングネジホール１１１にカップリングチューニングのためのカップリングチューニングネジ４１が適正な深さに挿入され、カップリングチューニング作業を行えるようにもする。この時、カップリングチューニングネジ４１は、追加的にエポキシ樹脂などのような別途の接着剤を用いて固定できる。

また、当該無線周波数フィルタの入力端子２１および出力端子２２がハウジング２０の一側面に形成される貫通ホールなどを介して設けられる。図１の例では、入力端子２１と第１共振素子３１とが結合され、出力端子２２は第７共振素子３７と連結される状態を示している。この時、例えば、入力端子２１の延長線路（図示せず）と第１共振素子３１の支持台と直接連結される方式で結合されるか、非接触カップリング方式で連結されるように構成することができる。

前記において、カバー１０の構造は、通常のキャビティ構造を有する無線周波数フィルタで適用される方式と同様の構造を有することができるが、例えば、本出願人によって先出願された韓国公開特許公報第１０−２０１４−００２６２３５号（名称：『キャビティ構造を有する無線周波数フィルタ』、公開日：２０１４年３月５日、発明者：パク・ナムシン外２名）に開示された構造と類似の構造を有することができる。前記公開特許公報第１０−２０１４−００２６２３５号は、より一般的な構造であるチューニングネジおよび固定用ナットの締結構造を採用することなく周波数チューニングが可能な、簡単で単純化されたフィルタ構造を提案している。本発明の実施形態に係るカバー１０は、前記公開特許公報第１０−２０１４−００２６２３５号で開示されているように、共振素子３１〜３７と対応する位置に１つまたは複数の陥没構造１０１〜１０７が形成される。このような陥没構造１０１〜１０７に、外部打刻装備の打刻ピン（ｐｉｎ）による打刻または押圧によってドットピーン（ｄｏｔ ｐｅｅｎ）構造を複数個形成することにより、周波数チューニングを可能にする。

一方、本発明の他の一部の実施形態では、カバー１０により一般化された周波数チューニング方式を適用して、前記陥没構造１０１〜１０７などの構造を形成せず、周波数チューニングネジおよび固定用ナットを備えてもよい。ただし、前記周波数チューニングネジおよび固定用ナットを備える構造はより複雑な構造であり、小型化しにくいことがある。

前記構造をみると、本発明の第１実施形態に係る無線周波数フィルタにおいて、ハウジング２０およびカバー１０に形成されるキャビティ構造と、キャビティの内部における共振素子３１〜３７の構造は、従来と比較してより小さいサイズで実現できる点以外には、比較的類似の構造であり得る。しかし、本発明の実施形態に係る切欠構造およびその設置構造は、従来と比較して改良された構造を有する。

図１では、本発明の第１実施形態に係る切欠構造として、切欠基板５１が第４共振素子３４と第６共振素子３６との間にクロスカップリングのために設けられることが例として示されている。この時、第４共振素子３４のキャビティと第６共振素子３６のキャビティとを区分する隔壁２０４には、当該切欠基板５１が設けられるように適切な部位の除去された形態のウィンドウが形成される。また、カバー１０には、切欠基板５１と対応する部位に切欠特性をチューニングするために切欠チューニングピン６１が結合される切欠チューニング用貫通ホール１２１が形成される。切欠チューニング用貫通ホール１２１に切欠チューニングのために適切な長さに設定された切欠チューニングピン６１が挿入され、前記切欠基板５１と連動して切欠特性のチューニング作業を行えるようにもする。この時、切欠チューニングピン６１は、全体的にネジ状に形成され、切欠チューニング用貫通ホール１２１とネジ結合により結合される構造を有することができる。このような切欠チューニングピン６１は、アルミニウム（合金）や黄銅（合金）のような導電性金属材質で構成され、銀メッキが形成される。

図２は、図１の無線周波数フィルタの点線の四角ボックスで表したＡ部の切断面図であって、切欠基板５１を含めて、第４共振素子３４と、第６共振素子３６および切欠チューニングピン６１などの関連部位をより詳細に示している。図３Ａおよび図３Ｂは、図２のＡ−Ａ’部の切断面図であって、図３Ａには切欠チューニングピン６１を含んだ構造が示され、図３Ｂには切欠チューニングピン６１を含まない構造が示される。図４Ａおよび図４Ｂは、図１の切欠基板５１の詳細斜視図であって、図４Ａには切欠基板５１を第１側（例えば、上側）から眺めた斜視構造が示され、図４Ｂには切欠基板５１を第２側（例えば、下側）から眺めた斜視構造が示される。

図２〜図４Ｂを参照して、本発明の第１実施形態に係る切欠基板５１の構成をより詳細に説明すれば、切欠基板５１は、全体的にＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）構造を有することができるが、本発明の一部の実施形態により、テフロンなどのような非導電性材質のメイン基板５１３と、前記メイン基板５１３の第１面（例えば、上面）および／または第２面（例えば、下面）に、例えば、一般的なＰＣＢ基板の製作工程時の導体パターン形成工程を利用して形成される導電性線路５１１、５１２とを含んで構成される。このようなメイン基板５１３は、一般的なＰＣＢ基板と類似して、ＦＲ（Ｆｒａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ）系やＣＥＭ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｅｐｏｘｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ）系の単層または多層基板で実現されてもよい。

メイン基板５１３は、少なくとも２つの共振素子、すなわち、図２〜図４Ｂの例では、第４共振素子３４および第６共振素子３６にそれぞれ機構的に結合して当該メイン基板５１３を固定されるように支持するための結合構造、すなわち、図２〜図４Ｂの例では、それぞれ貫通型ホールを形成する、例えば、リング状の第１結合構造５１ａおよび第２結合構造５１ｃが形成される。第１結合構造５１ａの貫通型ホール部分には第４共振素子３４の支持台３４２が挟まれる形態で結合され、第２結合構造５１ｃの貫通型ホール部分には第６共振素子３６の支持台３６２が挟まれる形態で結合される。

導電性線路５１１、５１２は、少なくとも２つの共振素子、すなわち、図２〜図４Ｂの例では、第４共振素子３４および第６共振素子３６と電気的に連結され、少なくともいずれか１つの共振素子の信号を、他の１つの共振素子に非接触カップリング方式で伝達するために、前記メイン基板５１３の上面および／または下面に形成される導体パターンで実現される。このような導電性線路５１１、５１２は、例えば、メイン基板５１３の上面に形成され、第４共振素子３４の支持台３４２と電気的に接触するように連結される第１サブ導体パターン５１１と、メイン基板５１３の下面に形成され、第６共振素子３６の支持台３６２と電気的に接触するように連結される第２サブ導体パターン５１２とに区分されるように構成され、第１サブ導体パターン５１１と第２サブ導体パターン５１２との間は互いに非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成される。

より詳細に説明すれば、メイン基板５１３の第１結合構造５１ａの貫通型ホールの内面は、一般的にＰＣＢ基板上に形成されるビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）の構造と同じく、導電性金属被膜が形成されるように構成され、前記第１サブ導体パターン５１１の一端（第１端）は、前記第１結合構造５１ａの貫通型ホールの内面と連結される形態で構成される。同じく、第２結合構造５１ｃの貫通型ホールの内面も導電性金属被膜が形成され、第２サブ導体パターン５１２の一端（第１端）がこれと連結される形態で構成される。この時、メイン基板５１３を挟んで、第１サブ導体パターン５１１の他端（第２端）と、第２サブ導体パターン５１２の他端（第２端）は、例えば、メイン基板５１３の中央地点である程度互いに対向する部位が形成され、相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成される。

また、メイン基板５１３には、追加的に、切欠チューニングピン６１のボディの下端部と対応する部位において、切欠チューニングピン６１の下端部が挿入可能な形態で設けられるように、切欠チューニングピン６１の下端部と対応する大きさの貫通型ホールを形成するチューニング用ホール構造５１ｂが形成される。このようなメイン基板５１３のチューニング用ホール構造５１ｂは、メイン基板５１３の中央地点に形成される。この時、前記第１サブ導体パターン５１１と第２サブ導体パターン５１２の互いに対向する部位は、前記チューニング用ホール構造５１ｂの周辺領域における当該メイン基板５１３の上下面にそれぞれ適切に形成される。このような構造は、第１サブ導体パターン５１１と第２サブ導体パターン５１２が互いに非接触カップリングされる地点に切欠チューニングのための切欠チューニングピン６１が設けられる構造であって、当該地点で切欠特性に対するチューニングがより効果的に行われる。

前記構造を有する切欠基板５１において、メイン基板５１３の第１結合構造５１ａおよび第２結合構造５１ｃに形成された貫通型ホールにそれぞれ第４共振素子３４および第６共振素子３６の支持台３４２、３６２に挟まれる形態で結合された後、当該結合部位にソルダリング作業を追加的に行うことができる。これによって、当該結合部位が機構的および電気的により安定して結合されることにより、最終的に切欠基板５１が固定されるように設けられる。切欠基板５１が固定されるように設けられた後、切欠チューニングピン６１が図１に示されるようなカバー１０の切欠チューニング用貫通ホール１２１に結合されながら、切欠チューニングピン６１の下端部が切欠基板５１に形成されたチューニング用ホール構造５１ｂに挿入可能な形態で設けられる。

前記において、切欠チューニングピン６１の下端部が切欠基板５１と近接する程度およびチューニング用ホール構造５１ｂに挿入される程度を調節して、切欠基板５１を介して伝達される信号の一部が切欠チューニングピン６１とカップリングされる程度を調節することにより、切欠基板５１によって発生する切欠特性を適切に調節することができる。この時、切欠チューニングピン６１はネジ構造に形成されてカバー１０の切欠チューニング用貫通ホール１２１にネジ結合される構造を有する場合に、切欠チューニングピン６１のネジ結合状態を締めたり解除されるようにして、切欠チューニングピン６１と切欠基板５１との距離などを調節するように構成することができる。あるいは、その他にも、予め適切に異なる長さに設計された切欠チューニングピン６１を入れ替えて設けたり、切欠チューニングピン６１の下端部の長さが適正な長さとなるように適切に切断して再設置する作業により、切欠チューニングピン６１との切欠基板５１との距離などが調節されるように構成してもよい。

前記図１〜図４Ａに示されるように、本発明の第１実施形態に係る無線周波数フィルタに適用される切欠基板５１が構成および設置されるが、このような切欠基板５１は、基本的にＰＣＢ基板と類似の構造の基板に信号伝送のための導体パターンが形成される構造を有し、従来の一般的な金属棒などを用いた切欠構造に比べてその製作工程が非常に簡単でありながらも精密な形態で実現することができる。特に、切欠基板５１の貫通型ホールを形成する第１および第２結合構造５１ａ、５１ｃにクロスカップリングしようとする２つの共振素子、例えば、第４および第６共振素子３４、３６の支持台３４２、３６２に挟まれる形態で、切欠基板５１が簡単に設けられるため、従来の加工公差および組立公差による問題点を解消しかつ、切欠基板５１を非常に容易に設けることができる。

一方、前記図１〜図４Ａに示された本発明の第１実施形態に係る前記切欠基板５１（および後述する本発明の他の実施形態に係る切欠基板）は、メイン基板５１３や導電性線路５１１、５１２の形態およびサイズのような詳細特徴において多様な変形や変更があり得る。例えば、図５Ａに示されるような、切欠基板５１の一変形例では、貫通型ホールを形成する第１結合構造５１ａの適正部位に追加的にソルダー用半田注入用溝５１ｄが形成されることが示されている。このようなソルダー用半田注入用溝５１ｄは、第１結合構造５１ａとこれに結合される共振素子の支持台とソルダリング作業時に、ソルダー用半田の注入および塗布作業をより容易にする。もちろん、このようなソルダー用半田注入用溝５１ｄは、切欠基板５１の第２結合構造５１ｃにも形成される。

図５Ｂに示された切欠基板５１の他の変形例では、貫通型ホールを形成する第１結合構造５１ａの一部部位の切開された形態の切開部位５１ｅが形成されることが示されている。このように、切欠基板５１の第１結合構造５１ａおよび／または第２結合構造５１ｃは、切れた部分のない完全なリング状に構成されてもよいが、一部分の切開されたリング状に構成されてもよい。

図６は、本発明の第２実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板５２の斜視図である。図６を参照すれば、本発明の第２実施形態に係る切欠基板５２は、前記図２〜図４Ｂに示された第１実施形態の構造と同じく、それぞれ貫通型ホールを形成する第１結合構造５２ａおよび第２結合構造５２ｃを有するメイン基板５２３と、前記メイン基板５２３上に形成される導電性線路５２１、５２２とを含んで構成される。

ところが、図６に示された切欠基板５２では、第１実施形態とは異なり、導電性線路５２１、５２２がメイン基板５２３における同一面に形成される。すなわち、導電性線路５２１、５２２は、例えば、メイン基板５２３の第１結合構造５２ａの貫通型ホール領域に形成される金属被膜と一端（第１端）が電気的に接触するように形成される第１サブ導体パターン５２１と、メイン基板５２３の第２結合構造５２ｃの貫通型ホール領域に形成される金属被膜と一端（第１端）が電気的に接触するように形成される第２サブ導体パターン５２２とから構成されるが、第１および第２サブ導体パターン５２１、５２２は、例えば、すべてメイン基板５２３の上面に形成される。また、第１サブ導体パターン５２１の他端（第２端）と、第２サブ導体パターン５２２の他端（第２端）は、例えば、メイン基板５２３の中央地点である程度互いに対向する部位が形成され、相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成される。

この時、メイン基板５２３には、前記第１実施形態の構造と同じく、例えば、中央地点にチューニング用ホール構造５２ｂが形成されるが、前記第１サブ導体パターン５２１の他端（第２端）側の一部部位と、第２サブ導体パターン５２２の他端（第２端）側の一部部位とが前記チューニング用ホール構造５２ｂを取り囲む形態で形成される。

図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の第３実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板５３の構成図であって、図７Ａには切欠基板５３の斜視図が示され、図７Ｂには切欠基板５３の設置状態を示す側面構造の一部が示される。まず、図７Ａを参照すれば、本発明の第３実施形態に係る切欠基板５３は、前記図６に示された第２実施形態の構造と同じく、それぞれ貫通型ホールを形成する第１結合構造５３ａおよび第２結合構造５３ｃを有するメイン基板５３３と、前記メイン基板５３３上に形成される導電性線路５３１、５３２とを含んで構成される。また、導電性線路５３１、５３２を構成する第１サブ導体パターン５３１および第２サブ導体パターン５３２は、メイン基板５３３における同一面に形成される。

ところが、図７Ａに示された切欠基板５３では、メイン基板５３３の第１結合構造５３ａおよび第２結合構造５３ｃは、それぞれ共振素子の支持台と結合するための貫通型ホール形態を形成するが、図６に示された第２実施形態とは異なり、金属被膜が形成されない。この時、第１サブ導体パターン５３１の一端（第１端）は、このようなメイン基板５３３の上面において、第１結合構造５３ａの貫通型ホールを形成する領域の少なくとも一部（図７Ａの例では、全部）を取り囲む形態で形成される。また、この場合に、第１サブ導体パターン５３１における当該貫通型ホールを取り囲む部位は、当該貫通型ホールに結合される共振素子の支持台と直接的に接触せずに非接触カップリング方式で信号が伝達されるように、当該貫通型ホールと離隔距離を維持する構造に形成される。同じく、第２サブ導体パターン５３２の一端（第１端）は、メイン基板５３３の上面において、第２結合構造５３ｃの貫通型ホールを形成する領域の少なくとも一部を取り囲みながら、当該貫通型ホールと離隔距離を維持する構造に形成される。

また、第１サブ導体パターン５３１および第２サブ導体パターン５３２は、相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成されるのではなく、互いに直接的に連結されて一体的に形成される。すなわち、第１サブ導体パターン５３１の他端（第２端）と、第２サブ導体パターン５３２の他端（第２端）は、例えば、メイン基板５３３の中央地点に形成されたチューニング用ホール構造５３ｂを取り囲む形態で形成されながら、相互対向する部位が直接的に連結されるように構成される。

前記図７Ａに示されるような第３実施形態に係る切欠基板５３では、第１結合構造５３ａおよび第２結合構造５３ｃに形成された貫通型ホールにそれぞれ共振素子の支持台が挟まれる形態で結合されるが、当該結合部位がソルダリングされない構造であることが分かる、すなわち、各共振素子の支持台は、切欠基板５３の第１および第２サブ導体パターン５３１、５３２と非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成される。この時、図７Ｂに示されるように、各共振素子３４の支持台には、当該結合された切欠基板５３をより安定して支持するように適切な形態の係止突起３４１ａが形成される。

図８は、本発明の第４実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板５４の斜視図である。図８を参照すれば、本発明の第４実施形態に係る切欠基板５４は、前記図７に示された第３実施形態の構造と大部分類似して、それぞれ貫通型ホールを形成する第１結合構造５４ａおよび第２結合構造５４ｃを有するメイン基板５４３と、前記メイン基板５４３上に形成される導電性線路５４１、５４２とを含んで構成される。また、導電性線路５４１、５４２を構成する第１サブ導体パターン５４１および第２サブ導体パターン５４２は、メイン基板５４３における同一面に形成される。この時、第１サブ導体パターン５４１および第２サブ導体パターン５４２は、メイン基板５４３の中央地点に形成されたチューニング用ホール構造５４ｂを取り囲む形態で形成されながら、相互対向する部位が直接的に連結されるように構成される。

ところが、図８に示された切欠基板５４では、第１結合構造５４ａおよび第１サブ導体パターン５４１における第１結合構造５４ａに関連する部位は、前記図７Ａに示された構造と同じく、当該結合される共振素子の支持台と直接的に接触せずに非接触カップリング方式で信号が伝達される構造を有するが、第２結合構造５４ｂおよび第２サブ導体パターン５４２における第２結合構造５４ｃに関連する部位は、前記図２〜図６に示された実施形態と同じく、当該結合される共振素子の支持台と直接的に接触して信号が伝達される構造を有する。

前記図２〜図８に示されるように、本発明の切欠基板では、第１および第２結合構造と第１および第２サブ導体パターンの結合構造は、クロスカップリングされる量の設計条件や、設置条件などによって多様な実施形態の構造が適切に互いに混用されて選択的に構成される。また、その他にも、本発明のさらに他の実施形態では、図７Ａや図８に示された構造における第１および第２サブ導体パターンは、互いに直接的に連結されずに非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成されることも可能である。この場合に、第１および第２サブ導体パターンは、メイン基板における互いに異なる面に形成されてもよい。

図９は、本発明の第５実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタに適用可能な切欠基板５５の斜視図である。図９を参照すれば、本発明の第５実施形態に係る切欠基板５５は、前記図２〜図４Ｂに示された第１実施形態の構造と同じく、それぞれ貫通型ホールを形成する第１結合構造５５ａおよび第２結合構造５５ｃと、チューニング用ホール構造５５ｂを有するメイン基板５５３とを含んで構成される。また、前記メイン基板５５３のそれぞれ異なる面に形成され、相互非接触カップリング方式で信号を伝達する第１サブ導体パターン５５１および第２サブ導体パターン５５２から構成される導電性線路５５１、５５２を有する。

ただし、図２〜図４Ｂに示された第１実施形態の切欠基板５１は、全体的に「一」字状に形成されることが示されているが、図９に示された第５実施形態に係る切欠基板５５は、少なくとも一部分が折曲げられた形態であって、例えば、全体的に「Ｌ」字状に形成されることが示されている。

このように、本発明の一部の実施形態に係る切欠基板は、当該フィルタ設計によって、円弧の形態を有するか、複数の折曲げられた部位を有する多様な形態に形成される。また、このように多様な形態に製作する場合にも、本発明の切欠基板はＰＣＢ構造で実現されるので、格別に追加の工程や追加の精密作業が要求されることなく簡単に製作可能である。

図１０は、本発明の第６実施形態に係るクロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタの一部の分離斜視図である。図１０を参照すれば、本発明の第６実施形態に係る無線周波数フィルタは、前記図１に示された構造と大部分同一であり、ただし、本発明の第６実施形態に係る切欠構造として、切欠基板５６が、第４共振素子３４と第６共振素子３６との間を含めて、第２共振素子３２と第４共振素子３４との間においてもクロスカップリングのために設けられることが例として示されている。この時、第４共振素子３４のキャビティと第６共振素子３６との間の隔壁２０４および第２共振素子３２と第４共振素子３４との間の隔壁２０２には、当該切欠基板５６が設けられるように適切な部位の除去された形態のウィンドウが形成される。

また、カバー１０には、切欠基板５６と対応する部位に第４共振素子３４と第６共振素子３６との間の切欠特性をチューニングするために第１切欠チューニングピン６１が結合される第１切欠チューニング用貫通ホール１２１が形成され、切欠基板５６と対応する部位に第２共振素子３２と第４共振素子３４との間の切欠特性をチューニングするために第２切欠チューニングピン６２が結合される第２切欠チューニング用貫通ホール１２２が形成される。

図１１は、図１０の切欠基板５６の詳細斜視図である。図１１を参照して、本発明の第６実施形態に係る切欠基板５６は、メイン基板５６５と、前記メイン基板５６５の第１面（例えば、上面）および／または第２面（例えば、下面）に形成される導電性線路５６１、５６２、５６３、５６４とを含んで構成される。

メイン基板５６５は、少なくとも３つの共振素子、すなわち、図１１の例では、第４共振素子３４の支持台３４２、第６共振素子３６の支持台３６２および第２共振素子３２の支持台３２２にそれぞれ機構的に結合して当該メイン基板５６５を固定されるように支持するための第１結合構造５６ａ、第２結合構造５６ｃおよび第３結合構造５６ｄが形成される。

導電性線路５６１、５６２、５６３、５６４は、例えば、メイン基板５６５の上面に形成され、第４共振素子３４の支持台３４２と電気的に接触するように連結される第１サブ導体パターン５６１と、メイン基板５６３の下面に形成され、第６共振素子３６の支持台３６２と電気的に接触するように連結される第２サブ導体パターン５６２とを含み、前記第１および第２サブ導体パターン５６１、５６２は、メイン基板５６５に形成された第１チューニング用ホール構造５１ｂの部位においてメイン基板５６５を挟んで相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成される。また、導電性線路５６１、５６２、５６３、５６４は、例えば、メイン基板５６５の上面に形成され、第２共振素子３２の支持台３２２と電気的に接触するように連結される第３サブ導体パターン５６３と、メイン基板５６５の下面に形成され、第４共振素子３４の支持台３４２と電気的に接触するように連結される第４サブ導体パターン５６４とを含み、前記第３および第４サブ導体パターン５６３、５６４は、メイン基板５６５に形成された第２チューニング用ホール構造５２ｂの部位において相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成される。図１１では、メイン基板５６５の下面に形成された第２サブ導体パターン５６２および第４サブ導体パターン５６４の図示は省略した。

前記図１０および図１１に示された構造をみると、本発明の第６実施形態に係る切欠基板５６の構造は、前記図１〜図４Ｂに示された第１実施形態に係る切欠基板５１の構造が二重に形成される構造であることが分かる。

このように、本発明の他の一部の実施形態に係る切欠基板は、当該フィルタ設計によって、複数の切欠構造を一体的に形成できることが分かる。この時、複数の切欠構造を一体に製作する場合にも、格別に追加の工程や追加の精密作業が要求されないことが分かる。一方、この場合に、複数の切欠構造を１つの切欠基板を用いて一体的に形成する場合に、メイン基板の複数の結合構造と複数の導体パターンの構造などは、クロスカップリングされる量の設計条件や、設置条件などによって多様な実施形態の構造が適切に互いに混用されて選択的に構成されてもよいことはもちろんである。

上記のように、本発明の実施形態に係る切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタが構成できる。一方、発明では、その他にも、多様な実施形態や変形例があり得、したがって、本発明の範囲は説明された実施形態によって定めるものではなく、請求範囲と請求範囲の均等なものによって定められなければならない。

Claims (15)

1. クロスカップリング切欠構造を備えたキャビティタイプの無線周波数フィルタにおいて、
   複数のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）を有するために内部が中空で一側に開放面を有するハウジングと、
   前記ハウジングの開放面を遮蔽するカバーと、
   前記ハウジングの前記中空に位置する複数の共振素子と、
   前記複数の共振素子のうちの少なくとも２つの共振素子の間にクロスカップリングのために設けられる切欠基板とを含み、
   前記切欠基板は、
   前記少なくとも２つの共振素子とそれぞれ機構的に結合する第１結合構造および第２結合構造を備えた非導電性材質のメイン基板と、
   前記メイン基板に形成される導体パターンで実現され、前記少なくとも２つの共振素子のうちの第１共振素子の信号を、前記少なくとも２つの共振素子のうちの第２共振素子に非接触カップリング方式で伝達する導電性線路とを含むことを特徴とする無線周波数フィルタ。
2. 前記導電性線路は、
   前記メイン基板の前記第１結合構造において前記第１共振素子の支持台と電気的に連結される第１サブ導体パターンと、
   前記メイン基板の前記第２結合構造において前記第２共振素子の支持台と電気的に連結される第２サブ導体パターンとを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線周波数フィルタ。
3. 前記第１結合構造および第２結合構造は、前記少なくとも２つの共振素子の支持台にそれぞれ挟まれる形態で機構的に結合する貫通型ホールを形成することを特徴とする請求項２に記載の無線周波数フィルタ。
4. 前記カバーには、
   前記切欠基板と対応する部位に切欠特性をチューニングするための切欠チューニングピンが切欠チューニング用貫通ホールを介して結合され、
   前記切欠基板のメイン基板には、前記切欠チューニングピンと対応する部位において、前記切欠チューニングピンの下端部と対応する大きさの貫通型ホールを形成するチューニング用ホール構造が形成されることを特徴とする請求項３に記載の無線周波数フィルタ。
5. 前記第１サブ導体パターンと前記第２サブ導体パターンは、前記メイン基板の切欠チューニング用ホール構造が形成される部位において互いに非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の無線周波数フィルタ。
6. 前記メイン基板の第１結合構造および第２結合構造の貫通型ホールの内面は、それぞれ導電性金属被膜が形成され、
   前記第１サブ導体パターンと前記第２サブ導体パターンは、前記メイン基板における互いに異なる面にそれぞれ形成され、
   前記第１サブ導体パターンの第１端は、前記第１結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成され、
   前記第２サブ導体パターンの第１端は、前記第２結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成され、
   前記第１サブ導体パターンの第２端と、前記第２サブ導体パターンの第２端は、前記メイン基板を挟んで互いに対向する部位が形成され、相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の無線周波数フィルタ。
7. 前記メイン基板の第１結合構造および第２結合構造の貫通型ホールの内面は、それぞれ導電性金属被膜が形成され、
   前記第１サブ導体パターンと前記第２サブ導体パターンは、前記メイン基板における同一面にそれぞれ形成され、
   前記第１サブ導体パターンの第１端は、前記第１結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成され、
   前記第２サブ導体パターンの第１端は、前記第２結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成され、
   前記第１サブ導体パターンの第２端側の一部と、前記第２サブ導体パターンの第２端側の一部とが相互対向する部位が形成され、相互非接触カップリング方式で信号を伝達するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の無線周波数フィルタ。
8. 前記第１サブ導体パターンと前記第２サブ導体パターンは、前記メイン基板における同一面にそれぞれ形成され、
   前記第１サブ導体パターンの第１端は、前記第１結合構造の貫通型ホールを形成する領域の少なくとも一部を取り囲み、前記第１結合構造の貫通型ホールと隔離距離を維持する形態で形成され、
   前記第２サブ導体パターンの第１端は、前記第２結合構造の貫通型ホールを形成する領域の少なくとも一部を取り囲み、前記第１結合構造の貫通型ホールと隔離距離を維持する形態で形成されることを特徴とする請求項３に記載の無線周波数フィルタ。
9. 前記第１サブ導体パターンの第２端と前記第２サブ導体パターンの第２端は、直接的に連結されて一体的に形成されることを特徴とする請求項８に記載の無線周波数フィルタ。
10. 前記メイン基板の第１結合構造の貫通型ホールの内面は、導電性金属被膜が形成され、
    前記第１サブ導体パターンの第１端は、前記第１結合構造の貫通型ホールの内面と連結される形態で構成され、
    前記第２サブ導体パターンの第１端は、前記第２結合構造の貫通型ホールを形成する領域の少なくとも一部を取り囲み、前記第１結合構造の貫通型ホールと隔離距離を維持する形態で形成されることを特徴とする請求項３に記載の無線周波数フィルタ。
11. 前記第１サブ導体パターンの第２端と前記第２サブ導体パターンの第２端は、直接的に連結される構造で形成されることを特徴とする請求項１０に記載の無線周波数フィルタ。
12. 前記切欠基板は、前記複数の共振素子のうちの第３共振素子と前記第１共振素子および前記第２共振素子とクロスカップリングするための構造を有し、
    前記切欠基板のメイン基板は、前記複数の共振素子のうちの第３共振素子と機構的に結合する第３結合構造を備え、
    前記導電性線路は、前記第１共振素子または前記第２共振素子の信号を、前記第３共振素子に非接触カップリング方式で伝達する導電性線路を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線周波数フィルタ。
13. 前記第１結合構造および第２結合構造は、前記少なくとも２つの共振素子の支持台にそれぞれ挟まれる形態で機構的に結合する貫通型ホールを形成し、
    前記第３結合構造は、前記第３共振素子の支持台に挟まれる形態で機構的に結合する貫通型ホールを形成することを特徴とする請求項１２に記載の無線周波数フィルタ。
14. 前記切欠基板の少なくとも一部分が円弧形態または折曲げられた形態を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の無線周波数フィルタ。
15. 前記第１結合構造および前記第２結合構造の前記貫通型ホールには、ソルダー用半田注入用溝が形成されることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の無線周波数フィルタ。

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