KR0136334B1 - 유전체 필터 - Google Patents

Abstract

직육면체 형상의 세라믹 공진기의 내부에 분리형 입, 출력 공진기의 길이방향을 한쌍의 입, 출력 공진홀을 형성하고, 상기 세라믹 공진기의 상면 및 양측면에는 금속막을 형성한 유전체 필터에 있어서, 상기 세라믹 공진기의 개방단 입, 출력 공진홀 둘레에 입, 출력 금속전극을 형성하고, 상기 입, 출력 금속전극을 상향연장시켜 세라믹 공진기의 상면 일부에 입, 출력 접속 단자를 형성하고, 상기 입, 출력 금속전극에는 입, 출력 공진기를 결합시키기 위한 결합 커패시턴스를 발생하는 빗살형 입, 출력 커플링 전극을 각각 전기적으로 접속시켜 형성하는 것으로 유전체 필터의 공진저항값 증가에 따른 삽입손실 최소화, 사이즈 축소, PCB 장착 용이화 및 기계적 강도의 증가 효과를 얻을 수 있게 된다.

Description

유전체 필터

제1도는 종래의 유전체 필터의 구조도.

제2도는 제1도의 입(출)력단의 확대도.

제3도는 제1도의 등가회로도.

제4도는 본 발명에 따른 유전체 필터의 구조도.

제5도는 본 발명의 입, 출력단의 확대도.

제6도는 본 발명 등가회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10, 20……입, 출력 공진기14, 24……입, 출력 공진홀

16, 26……입, 출력 접속단자17, 27……입, 출력 금속전극

18, 28……커플링 전극32……개방단

본 발명은 초고주파용 각형 유전체 필터에 관한 것이다.

필터회로는 일반적으로 LC 공진회로를 이용하여 구성하는 것이 일반적이나, 초고주파 대역에서 초정밀도를 요구하는 경우에는 유전체 공진회로를 이용하게 된다.

제1도는 세라믹 공진체를 이용하는 종래의 각형 유전체 필터 구조를 보이고 있다.

이러한 필터는 직육면체 형태의 세라믹 구조물의 길이방향을 따라 그 내부에 결합홀(30)에 의해 구분되는 한쌍의 공진홀(14, 24)을 형성하고, 상기 직육면체 형태의 세라믹 구조물의 상면 및 양측면에 금속막(13, 23, 31)을 형성하고, 또한 상기 공진홀(14, 24)의 내부에도 금속막을 형성하고 있다.

상기 측벽 금속막(13, 23)의 일부분에는 이들 측벽 금속막(13, 23)과 각각 분리된 입, 출력 금속막(12, 22)을 형성하고, 이들 입, 출력 금속막(12, 22)에는 리이드 전극을 인출하고 있다.

이에 따라 상기 입, 출력 금속막(12, 22)과 양측벽 금속막(13, 23) 사이에는 입, 출력 커패시터(C₁, C₁´)가 존재하게 된다.

이에 대한 구체적인 설명을 제2도에서 제시하고 있다. 여기에서는 입력 측벽 금속막(13) 및 입력금속막(12)을 대표적으로 나타내고 있다.

이에 따른 유전체 필터에 의한 등가회로를 제3도에 나타내고 있다.

실제로 제1도의 유전체 필터는 결합홀(30)에 의해 분리되어 있는 입, 출력 공진기로써, 각각의 RoLoCo 및 Ro´Lo´Co´ 병렬 공진등가 회로를 가지며 이들 등가회로 상의 Lo와 Lo´의 상호유도 결합에 의해 필터를 형성하게 된다.

그러나 상기한 바와같이 종래의 유전체 공진필터는 측벽이 일부를 분리해내어 이를 입, 출력 전극으로 이용하고 있기 때문에 각 공진기의 등가 RLC 값이 줄어들게 되므로, 결국 정해진 공진값을 얻기 위해서는 유전체 필터 사이즈를 증가시켜야 하고 또한 R값의 저하에 따른 삽입손실을 어느 정도 감수해야 한다는 문제점을 지니고 있다. 특히 결합홀은 제조공정상의 어려움과 유전체 필터의 기구적인 강도를 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 직육면체 형상의 세라믹 유전체 공진기를 이용한 필터 형성시 개방단에 입, 출력 전극을 형성시키고 이들 사이에 커플링 전극을 시키는 것으로 전체 공진기의 병렬 저항값을 증가시켜, 필터의 사이즈 측소 및 삽입손실을 줄일 수 있고 그의 기계적 강도를 충분히 확보할 수 있는 유전체 필터를 제공하는데 있다.

이하 첨부한 도면에 따라 본 발명을 설명한다.

제4도는 본 발명에 따라 개방단에 입, 출력 전극을 형성한 유전체 필터의 구조도이고 제5도는 그의 입출력 전극 부위의 확대도이다.

여기에서 참조되는 바와같이, 직육면체 형상의 세라믹 공진체 내부에는 그의 길이 방향을 따라 평행하게 입, 출력 공진홀(14, 24)을 형성하고, 상기 세라믹 공진체의 외부 상면 및 측벽에는 상면금속막을 형성한다. 또한 상기 입, 출력 공진홀(14, 24) 내부에도 금속막을 형성한다.

한편 세라믹 공진체의 개방단(32), 즉 도면상 정면에는 상기 입, 출력 공진홀을 감싸는 원형상의 입, 출력 금속전극(17, 27)을 형성하고, 상기 입, 출력 금속전극(17, 27)을 상향연장시켜 세라믹 공진체의 상면 일부에 입, 출력 접속단자(16, 26)를 형성한다.

상기 입, 출력 접속단자(16, 26) 주변에는 상면 금속전극과의 전기적 접속을 피하기 위하여 해당부위의 상면 금속전극을 제거한다. 또한 상기 개방단(32)상의 입, 출력 전극(17, 27)에는 결합커패시턴드(C₄)를 얻기 위해 빗살형태의 커플링 전극(18, 28)을 각각 부가적으로 마련한다.

이와같이 구성된 본 발명에 따르면, 입, 출력 접속단자(16, 17)와 여기에 인접하는 상면전극과의 사이에는 커패시터(C₁, C₁´)가 형성되고 원형상의 입, 출력 금속전극(17, 27)의 바깥쪽과 개방단(32) 에지의 상면 및 측벽 금속막과의 사이에는 커패시터(C₂, C₂´)가 형성된다.

이러한 커패시터는 입, 출력측 공진기의 등가 커패시터(C₀, C₀´)에 각각 병렬로 합성되므로 전체 공진용량을 증가시키게 된다.

또한 원형상 입, 출력 금속전극(17, 27)의 내측과 입, 출력 공진홀(14, 24) 사이에는 각각 입, 출력 커패시터(C₃, C₃´)가 형성되고, 각각의 입, 출력 금속전극(17, 27)에 접속되어 있는 커플링 전극(18, 28) 사이에서는 결합커패시턴스(C₄)가 존재하게 된다.

이러한 결합커패시턴스는 종래의 필터에 요구되었던 결합홀의 삭제를 가능하게 한다.

이와같은 본 발명에 의한 공진등가 회로는 제6도와 같이 표현될 수 있다.

본 발명의 실험예에서, 중심주파수 959.5MHz, 대역폭 20MHz의 필터를 구현시킬 때 종래의 필터구조에 따르면 7.8mm 길이의 공진기가 필요하게 된다.

이때의 공진기의 공진주파수는 1017MHz이고 공진등가 RLC는 각각 5525Ω, 1.56nH, 15.73PF이 된다.

그러나 본 발명 구조에 따르면 부가용량을 공진기 용량의 10%∼50%까지 형성할 수가 있어 앞에서 주어진 필터 특성을 만족하는 공진기 길이는 7.4∼6.34mm로 축소시킬 수 있게 된다.

다음 표는 본 발명의 실험 데이타이다.

[표 1]

상기 표에서 참조되는 바와같이 본 발명에서는 공진 R값이 증가되고 있으며, 이에 따라 필터 삽입손실 억제 및 공진필터 사이즈의 축소가 가능하게 된다.

따라서 본 발명은 제한된 사이즈내에서 높은 공진 R값 및 C값을 얻을 수 있어 필터삽입 손실을 최소화할 수 있게 되며, 결국 공진 유전체 필터 사이즈를 축소시킬 수 있게 된다.

특히 본 발명은 입, 출력 전극 접속단자가 동일 평면상에 놓여지도록 설계됨에 따라 인출리이드 없이도 PCB 장착이 용이하게 되며, 입출력 공진기를 결합시키기 위한 공진결합홀의 삭제에 따라 유전체 필터의 기계적 강도저하를 피할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 직육면체 형상의 세라믹 공진기의 내부에 공진기의 길이방향을 따라 한 쌍의 입, 출력 공진홀(14, 24)을 형성하고, 상기 세라믹 공진기의 상면 및 양측벽에는 금속막(31)을 형성한 유전체 필터에 있어서,

   상기 세라믹 공진기의 개방단의 입, 출력 공진홀(14, 24) 둘레에 형성되는 입, 출력 금속전극(17, 27)과,

   상기 입, 출력 금속전극(17, 27)을 상향 연장시켜 세라믹 공진기의 상면의 동일 평면상에 형성된 입, 출력 접속단자(16, 26)와,

   상기 입, 출력 금속전극(17, 27)에는 입, 출력 공진기를 결합시키기 위한 결합 커패시턴스(C4)를 발생하는 빗살형 입, 출력 커플링 전극(18, 28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.