KR100233265B1 - Closed loop resonating filter - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
향상된 내전력 특성을 갖는 링 공진기 필터Ring resonator filter with improved power resistance
2 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2 technical problem to be solved by the invention
링 필터의 입출력 전극과 링 공진기를 구성하기 위한 홈을 갖는 유전체 블록을 유전체 금형 기법으로 형성하며, 상기 홈을 도금하여 입출력 전극과 링공진기를 구성함으로써, 종래의 PCB 기판을 이용한 필터의 경우, 향상된 내전압을 가지며, 제조 단가가 싸고 소형이며 대량생산에 유리한 공진기 필터를 제공하고자 함.In the case of a filter using a conventional PCB substrate, a dielectric block having a groove for forming an input / output electrode and a ring resonator of a ring filter is formed by a dielectric mold technique, and the groove is plated to form an input / output electrode and a ring resonator. It is intended to provide a resonator filter having a withstand voltage, low manufacturing cost, and small size, which is advantageous for mass production.
3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention
폐푸르 형상의 도체인 링 공진기; 상기 링 공진기의 외측에서 서로 직각으로 정렬되는 도체인 입출력 전극; 상기 링 공진기 및 입출력 전극이 배치되는 유전체 블록; 및 상기 링 공진기 및 입출력 전극이 배치되는 유전체 블록; 및 상기 링 공진기 및 입출력 전극을 접지하기 위해 유전체 블록의 하면에 부착된 도체면을 포함하며, 상기 유전체 블록은 상기 링 공진기 및 입????력 전극의 도체를 수용하기 위한 소정 깊이의 홈을 금형성형법을 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 링 공진기 필터를 제공함.A ring resonator that is a closed fur-shaped conductor; Input and output electrodes arranged at right angles to each other outside the ring resonator; A dielectric block in which the ring resonator and an input / output electrode are disposed; And a dielectric block in which the ring resonator and the input / output electrode are disposed. And a conductor surface attached to a lower surface of the dielectric block to ground the ring resonator and the input / output electrode, wherein the dielectric block has a groove having a predetermined depth for receiving the conductors of the ring resonator and the input / output electrode. Provided is a ring resonator filter, which is formed using a die molding method.
4. 발명의 중용한 용도4. Significant use of the invention
유전체 금형기법을 링 공진기 필터 제작에 적용하므로써, 대량생산이 가능하여 필터 제조 단가를 줄이고, 원하는 주파수에서 감쇠극이 형성될 수 있으몰 감쇠특성이 향상되고, 향상된 내전력 특성을 가질 수 있으므로 높은 내전력이 요구되는 필터에 적용 가능하며, 소형 경량의 저렴한 고주파 필터를 제공하는 효과가 있다.By applying the dielectric mold technique to the ring resonator filter fabrication, it is possible to mass-produce, reduce the cost of manufacturing the filter, and the attenuation pole can be formed at the desired frequency. It can be applied to the filter that requires power, and it is effective to provide a small size, light weight and low frequency filter.
Description
본 발명은 향상된 내전력 특성을 갖는 폐루프 공진기 필터에 관한 것으로, 특히 이동통신, 개인통신 및 위성통신 등과 같은 무선통신 시스템의 안테나 다음단의 고주파 회로에 사용되어 원하는 주파수의 신호를 통과시키고 원하지 않는 주파수의 신호를 제거하는 폐루프 공진기 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a closed loop resonator filter with improved power dissipation characteristics. In particular, the present invention relates to a high frequency circuit next to an antenna of a wireless communication system such as mobile communication, personal communication, satellite communication, etc. A closed loop resonator filter that removes a signal of frequency.
최근, 이동통신 시스템 단말기 등은 소형화 및 고기능화가 더욱 요구되고 있으며, 이에 따라, 부품의 소형화와 고밀도화를 위하여 유전체를 이용한 여러 가지 고주파 필터가 제안된 바 있다. 종래의 유전체를 이용한 필터를 첨부된 도면을 통해 간략하게 설명하면 다음과 같다.Recently, miniaturization and high functionality of mobile communication system terminals have been required. Accordingly, various high frequency filters using dielectrics have been proposed for miniaturization and high density of components. The filter using a conventional dielectric is briefly described through the accompanying drawings as follows.
도1은 UHF대 TEM모드 유전체 동축 공진기를 이용한 필터의 구조를 도시하고 있다. 제 1도의 필터 구조는 하나의 유전체 블럭에 2개 이상의 공진기를 형성하여 필터를 구성하는 일체형 필터 구조에 관한 것으로, 3개의 공진기를 이용한 필터 구조이다. 유전체 블럭(1)에 동일한 크기의 구멍(2a, 2b, 2c)을 유전체 블럭의 상면(1')에서 하면까지 관통하여 뚫고 유전체 블럭의 상면(1`)을 제외한 다섯 면을 도금하였다. 따라서 유전체 블럭에서 공진기(2)는 유전체 블럭의 하면에서 접지에 연결된 단락단이 되며, 상면(1')은 공진기의 개방단이 되는 1/4파장 공진기로 동작한다.Fig. 1 shows the structure of a filter using a UHF versus TEM mode dielectric coaxial resonator. The filter structure of FIG. 1 relates to an integrated filter structure that forms a filter by forming two or more resonators in one dielectric block, and is a filter structure using three resonators. Holes 2a, 2b, and 2c having the same size were drilled through the dielectric block 1 from the upper surface 1 'to the lower surface of the dielectric block 1, and five surfaces except for the upper surface 1' of the dielectric block were plated. Therefore, in the dielectric block, the resonator 2 becomes a short end connected to the ground at the lower surface of the dielectric block, and the upper surface 1 ′ acts as a quarter-wave resonator which becomes the open end of the resonator.
또한, 첫 번째 공진기와 마지막 공진기에 입출력 단자를 위한 도체봉(5)을 삽입하고 입출력 단자용 도체봉(5)과 공진기(2) 사이의 결합을 위하여 유전체(4)를 삽입하였다. 또한 결합량을 적절하게 조절하기 위하여 공진기와 공진기 사이에 결합량 조절용 구멍(3)을 설치하여 필터를 구성하였다. 입력 도체봉으로 입력된 신호의 전송은 도체봉과 공진기 사이의 용량성 결합으로 공진기에 전달되며, 공진기와 공진기 사이에서의 전자장의 결합으로 공진기에서 공진기로 신호의 전달이 이루어진다. 또한, 공진기와 도체봉 사이의 용량성 결합에 의해 출력 도체봉으로 신호의 전송이 이루어져 에너지가 전달된다. 따라서, 이러한 구조의 필터는 결합량 조절용 구멍(3)의 내벽과 유전체 블럭의 상면(1`)을 제외한 모든 부분을 도전성 금속으로 도금한 구조로써, 통과 대역 보다 높거나 낮은 주파수에서의 감쇠특성이 거의 같은 특성을 나타낸다.In addition, a conductor rod 5 for the input / output terminals was inserted into the first resonator and the last resonator, and a dielectric 4 was inserted for coupling between the conductor rod 5 for the input / output terminals and the resonator 2. In addition, in order to properly adjust the coupling amount, the coupling amount adjusting hole 3 was installed between the resonator and the resonator to configure a filter. The transmission of the signal input to the input conductor rod is transmitted to the resonator by capacitive coupling between the conductor rod and the resonator, and the signal is transferred from the resonator to the resonator by the coupling of the electromagnetic field between the resonator and the resonator. In addition, energy is transferred to the output conductor rod by capacitive coupling between the resonator and the conductor rod. Therefore, the filter of this structure is a structure in which all parts except the inner wall of the coupling amount adjusting hole 3 and the upper surface (1`) of the dielectric block are plated with a conductive metal, and the attenuation characteristics at frequencies higher or lower than the pass band are high. Almost the same characteristics.
그러나, 이동통신에서는 송신 대역과 수신 대역이 가까이 위치하고 있으며, 인접한 주파수에서의 감쇠를 크게 하기 위하여 통과 대역 보다 높은 주파수나 낮은 주파수에서의 감쇠특성을 크게 요구하고 있다. 필터에서 공진기를 많이 사용하면 감쇠특성은 향상되나, 삽입 손실이 커지고 필터의 부피가 커지는 문제점이 있었다. 따라서, 공진기를 증가시키지 않고, 특정 주파수에서 신호를 차단하는 극점을 갖는 유극형 필터를 설계하고 있다. 그러므로, 설계자가 원하는 주파수에서 쉽게 감쇠극을 만들 수 있는 폐루프 공진기를 이용한 필터가 설계에 이용되고 있다.However, in the mobile communication, a transmission band and a reception band are located close to each other, and in order to increase attenuation at adjacent frequencies, the attenuation characteristic at a frequency higher or lower than a pass band is greatly required. If the resonator is used a lot in the filter, the attenuation characteristics are improved, but there is a problem that the insertion loss increases and the filter volume becomes large. Therefore, a pole type filter having a pole that cuts a signal at a specific frequency without increasing the resonator is designed. Therefore, a filter using a closed loop resonator that can easily make an attenuation pole at a desired frequency is used in the design.
도 2는 종래의 평판형 구조의 폐루프 공진기를 이용한 이중모드 필터(6)의 구조를 나타낸다. 상기 스트립 이중모드 필터(6)는 폐루프 공진기(8)의 전기적 길이가 공진 주파수에서 한 파장이 되게 설계된 필터로 입력 스트립 전극(9)은 갭 캐패시터(11)에 의해 스트립 폐루프 공진기(8)로 결합이 되며, 출력 스트립 전극(10)은 갭 캐패시터(12)에 의해 스트립 폐루프 공진기(8)와 결합한다. 또한 출력 스트립 전극(10)은 입력 스트립 전극(9)과 전기적 길이가 90°떨어져 있다. 스트립 폐루프 공진기(8)는 종단이 개방된 스터브(13)를 갖고 있으며, 종단이 개방된 스터브(13)는 입력 및 출력 스트립 라인(9, 10)과 전기적 길이가 135° 떨어져 있다. 상기의 구조를 갖는 스트립 이중모드 폐루프 필터(6)는 전자파의 진행파 개념을 이용하여 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.Fig. 2 shows the structure of a dual mode filter 6 using a closed loop resonator of a conventional flat plate structure. The strip bimodal filter 6 is a filter designed such that the electrical length of the closed loop resonator 8 is one wavelength at the resonant frequency, and the input strip electrode 9 is formed by the gap capacitor 11 to the strip closed loop resonator 8. The output strip electrode 10 is coupled to the strip closed loop resonator 8 by a gap capacitor 12. Also, the output strip electrode 10 is 90 degrees apart from the input strip electrode 9 in electrical length. The strip closed loop resonator 8 has a stub 13 with an open end, and the stub 13 with an open end is 135 ° away from the input and output strip lines 9, 10. The strip dual-mode closed loop filter 6 having the above structure will be described below using the traveling wave concept of electromagnetic waves.
진행파가 입력 스트립 전극(9)에 전파되었을 경우, 전계가 갭 캐패시터(11)에 유기된다. 그러므로 입력 스트립 전극(9)은 스트립 폐루프 공진기(8)와 용량 결합을 하며 입력 스트립 전극(9)에 인접한 스트립 폐루프 공진기(8)의 P1 점에서 강한 전계가 유기된다. 강하게 유기된 전계는 진행파의 형태로 스트립 폐루프 공진기(8)로 전파한다. 즉, 진행파의 일부는 시계방향으로 나머지는 반시계방향으로 진행하게 된다. 반시계방향으로 진행하는 진행파에 대한 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.When the traveling wave propagates to the input strip electrode 9, the electric field is induced in the gap capacitor 11. Therefore, the input strip electrode 9 is capacitively coupled with the strip closed loop resonator 8 and a strong electric field is induced at the point P1 of the strip closed loop resonator 8 adjacent to the input strip electrode 9. The strongly induced electric field propagates to the strip closed loop resonator 8 in the form of traveling waves. In other words, part of the traveling wave advances clockwise and the rest of the traveling wave counterclockwise. The operation principle of the traveling wave proceeding in the counterclockwise direction is as follows.
진행파가 출력 스트립 전극(10)에 인접한 스트립 폐루프 공진기(8)의 P2점에 도달하였을 경우 진행파의 위상은 90°변하게 된다. 그러므로, 결합점 P2에서 전계 강도는 최소가 된다. 이에 따라, 출력 스트립 전극(10)은 스트립 폐루프 공진기(8)와 용량 결합을 하지 않는다. 이후에 진행파가 종단이 개방된 스터브(13)에 도달하면 진행파의 위상은 P2 결합점에 도달하였을 때의 진행파의 위상보다 135°더 위상 변화가 있게 된다. 종단이 개방된 스터브(13)는 스트립 폐루프 공진기(8)의 임피던스 불연속부와 등가로 볼 수 있으므로, 진행파의 일부가 종단이 개방된 스터브(13)에서 반사하여 반사파를 형성하게 되며, 반사되지 않은 진행파는 비반사파를 형성한다.When the traveling wave reaches point P2 of the strip closed loop resonator 8 adjacent to the output strip electrode 10, the phase of the traveling wave changes by 90 degrees. Therefore, the electric field strength at the coupling point P2 is minimum. Accordingly, the output strip electrode 10 does not capacitively couple with the strip closed loop resonator 8. Afterwards, when the traveling wave reaches the stub 13 with the open end, the phase of the traveling wave is 135 ° more than the phase of the traveling wave when the P2 coupling point is reached. Since the open stub 13 is equivalent to the impedance discontinuity of the strip closed loop resonator 8, part of the traveling wave reflects off the open stub 13 to form a reflected wave. Un traveling waves form non-reflective waves.
상기 비반사파는 결합점 P1로 전송된다. 이 경우 P1에 전송된 비반사파의 위상이 입력 스트립 전극(9)으로부터 결합점 P1까지 전송된 진행파의 위상에 대해 총 360°의 위상 변화를 가지기 때문에 P1 결합점에서의 전계의 세기는 최고가 된다. 그러므로 입력 스트립 전극(9)은 스트립 폐루프 공진기(8)와 용량 결합을 하여 비반사파의 일부가 입력 스트립 전극(9)으로 되돌아가게 된다. 비반사파의 나머지 부분은 스트립 폐루프 공진기(8)로 전송된 마이크로파가 공진하도록 다시 반시계 방향으로 진행하게 된다.The non-reflective wave is transmitted to the coupling point P1. In this case, since the phase of the non-reflective wave transmitted to P1 has a total phase change of 360 ° with respect to the phase of the traveling wave transmitted from the input strip electrode 9 to the coupling point P1, the intensity of the electric field at the P1 coupling point becomes the highest. Therefore, the input strip electrode 9 is capacitively coupled to the strip closed loop resonator 8 such that a part of the non-reflective wave is returned to the input strip electrode 9. The remaining portion of the non-reflective wave travels counterclockwise again to resonate the microwaves transmitted to the strip closed loop resonator 8.
반대로, 반사파는 결합점 P2로 되돌아간다. 이 경우 결합점 P2에서 반사파의 위상은 종단이 개방된 스터브(13)에서의 반사파의 경우보다 135° 더 변하게 된다. 이는 결합점 P2에서 반사파의 위상은 입력 스트립 전극(9)에서 결합점 P1로 전파된 진행파의 위상에 비해 총 360°의 위상 변화가 있다.In contrast, the reflected wave returns to the coupling point P2. In this case, the phase of the reflected wave at the coupling point P2 is changed by 135 ° more than in the case of the reflected wave at the stub 13 whose terminal is open. This is because the phase of the reflected wave at the coupling point P2 has a total phase change of 360 ° compared to the phase of the traveling wave propagated from the input strip electrode 9 to the coupling point P1.
그러므로, 결합점 P2에서 전계 강도의 세기는 최대가 되어 출력 스트립 전극(10)은 스트립 폐루프 공진기(8)와 결합한다. 반사파의 나머지 부분은 시계방향으로 진행하게 되며 폐루프 공진기(8)로 전송된 신호는 공진하게 된다.Therefore, the strength of the electric field strength at the coupling point P2 is maximized so that the output strip electrode 10 couples with the strip closed loop resonator 8. The remaining portion of the reflected wave proceeds clockwise and the signal transmitted to the closed loop resonator 8 is resonated.
시계방향으로 진행하는 진행파에 대한 설명은 반시계방향으로 진행하는 진행파의 경우와 동일한 방법으로 설명된다.The description of the traveling wave traveling in the clockwise direction is described in the same manner as in the case of the traveling wave traveling in the counterclockwise direction.
전술한 바와 같이, 마이크로파의 파장이 스트립 폐루프 공진기(8)의 전체 길이와 같다는 조건하에서 마이크로파가 공진을 하게 되므로, 스트립 이중모드 필터(6)는 공진기와 필터로서 동작하게 된다.As described above, since the microwaves resonate under the condition that the wavelength of the microwaves is equal to the total length of the strip closed loop resonator 8, the strip bimodal filter 6 operates as a resonator and a filter.
도2b는 도2a 의 1-1' 선에 따라 취해진 단면도를 나타낸 것이다.FIG. 2B shows a cross sectional view taken along the line 1-1 ′ of FIG. 2A.
도2b에서, 유전체 PCB 기판(7')의 밑면에 접지를 위한 도체면(14)이 부착되어 있으며, 유전체 기판(7)의 윗면에 박막의 스트립 도체로 구성된 폐루프 공진기(8)가 부착되어 있다. 이와 같은 구조는 양면이 모두 도체로 구성된 유전체 PCB 기판에 폐루프 공진기(8)와 입출력 스트립 전극(9, 10)을 형성하기 위한 스크린을 이용하여 폐루프 공진기(8) 및 입출력 스트립 전극(9, 10)의 도체를 에칭 기법으로 형성한다.In FIG. 2B, a conductor surface 14 for grounding is attached to the bottom of the dielectric PCB substrate 7 ', and a closed loop resonator 8 composed of a thin film of strip conductor is attached to the top of the dielectric substrate 7 have. Such a structure uses a screen for forming the closed loop resonator 8 and the input / output strip electrodes 9 and 10 on the dielectric PCB substrate having both sides of the conductor, and the closed loop resonator 8 and the input / output strip electrode 9, The conductor of 10) is formed by an etching technique.
그러나, 상기한 바와 같은 박막의 도체를 이용하여 입출력 스트립 전극(9, 10) 및 폐루프 공진기(8)를 형성한 폐루프 필터(6)는 설계자가 원하는 주파수에서 감쇠극을 형성할 수 있어 감쇠특성을 향상시킬 수 있으나, 필터의 제작 기법도 폐루프 공진의 패턴을 이용한 에칭 기법으로 필터를 제작하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 값이 비싼 PCB를 이용하기 때문에 제조 단가가 높은 문제점이 있으며, 입출력 전극과 폐루프 공진기를 형성하기 위한 도체는 얇은 박막의 스트립이 이용되기 때문에 삽입 손실이 크다. 또한, 큰 높은 내전력이 요구되는 시스템에는 사용하기가 곤란한 문제점이 있었다.However, the closed loop filter 6 in which the input / output strip electrodes 9 and 10 and the closed loop resonator 8 are formed by using the thin film conductor as described above can form attenuation poles at a frequency desired by the designer and thus attenuate. Although the characteristics can be improved, the manufacturing method of the filter also has a problem of high manufacturing cost because the manufacturing process is complicated and expensive PCB is used because the filter is manufactured by an etching method using a closed loop resonance pattern. The conductor for forming the electrode and the closed loop resonator has a large insertion loss because a thin thin film strip is used. In addition, there is a problem that it is difficult to use in a system that requires a large high power.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 폐루프 필터의 입출력 전극과 폐루프 공진기를 구성하기 위한 홈을 갖는 유전체 블럭을 유전체 금형 기법으로 제작한 후, 유전체 블럭의 홈을 도금하여 입출력 전극과 폐루프 공진기를 구성함으로써 높은 내전력을 갖는 필터를 제작 가능하고, 종래의 PCB 기판을 이용한 필터의 제작보다 제조 단가가 싸고 소형이며, 대량생산에 유리하고, 폐루프 공진기가 갖는 우수한 감쇠 특성을 갖는 폐루프 공진기 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, after fabricating a dielectric block having a groove for constituting the input and output electrode and the closed loop resonator of the closed loop filter by a dielectric mold technique, and then the groove of the dielectric block By forming the input / output electrode and the closed loop resonator by plating, it is possible to manufacture a filter having a high electric potential, and the manufacturing cost is smaller and smaller than that of a filter using a conventional PCB substrate, which is advantageous for mass production and has a closed loop resonator. It is an object of the present invention to provide a closed loop resonator filter having excellent attenuation characteristics.
도1은 종래의 유전체를 이용한 필터의 구조도.1 is a structural diagram of a filter using a conventional dielectric.
도2A는 종래의 평판형 폐루프 공진기를 이용한 필터의 구조도.Fig. 2A is a structural diagram of a filter using a conventional flat closed loop resonator.
도2B는 도2B는 도2A의 1-1' 선의 단면 구조도.2B is a cross-sectional structural view taken along the line 1-1 'of FIG. 2A.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐 공진기 필터를 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a closed resonator filter in accordance with an embodiment of the present invention.
도4는 도3의 2-2' 선의 단면 구조도.4 is a cross-sectional structural view taken along the line 2-2 'of FIG. 3;
도5는 도4의 폐루프 공진기 필터를 전송 선로로 표현한 등가 회로도.FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the closed loop resonator filter of FIG. 4 represented by a transmission line. FIG.
도6은 도5의 전기적 등가 회로도.6 is an electrical equivalent circuit diagram of FIG.
도7 및 도 8은 폐루프 공진기 필터의 전달 특성을 나타낸 그래프.7 and 8 are graphs showing the transfer characteristics of a closed loop resonator filter.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐루프 공진기 필터를 나타낸 사시도.9 is a perspective view showing a closed loop resonator filter according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1, 16 : 유전체 블록 2, 8 : 공진기1, 16: dielectric block 2, 8: resonator
3 : 조절 구멍3: adjusting hole
4 : 입출력 캐패시턴스 형성용 유전체4: dielectric for forming input and output capacitance
5 : 단자용 도체봉5: conductor rod for terminal
6 : 폐루프 공진기를 이용한 이중모드 필터6: dual mode filter using closed loop resonator
7 : PCB 유전체 기판 9, 19 : 입력 전극7: PCB dielectric substrate 9, 19: input electrode
10, 20 : 출력 전극10, 20: output electrode
11, 12, 22, 23 : 갭 캐패시터(갭 캐패시턴스)11, 12, 22, 23: gap capacitor (gap capacitance)
13 : 스터브 14, 18 : 접지용 도체면13: stub 14, 18: grounding conductor surface
15 : 폐루프 공진기 필터15: closed loop resonator filter
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폐루프 형상의 홈을 갖는 유전체 블록을 형성하고 홈의 내벽면이 도금된 폐루프 공진기; 상기 폐루프 공진기의 외측에서 고주파 신호를 상기 폐루프 공진기로 전달하기 위해 상기 유전체 블록의 외벽면의 일부분에 홈을 형성하고, 홈의 내벽면을 도금하여 형성한 입출력 전극; 상기 폐루프 공진기 및 상기 입출력 전극이 배치되는 상기 유전체 블럭; 및 상기 폐루프 공진기 및 상기 입출력 전극을 접지하기 위해 상기 유전체 블럭의 하면에 부착된 도체면을 포함하며, 상기 유전체 블럭은 상기 폐루프 공진기 및 상기 입출력 전극의 도체를 수용하기 위한 소정 깊이의 홈을 금형성 형법을 이용하여 형성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a closed loop resonator forming a dielectric block having a groove of the closed loop shape and the inner wall surface of the groove is plated; An input / output electrode formed by forming a groove in a portion of an outer wall surface of the dielectric block and plating an inner wall surface of the groove so as to transfer a high frequency signal from the outside of the closed loop resonator to the closed loop resonator; The dielectric block in which the closed loop resonator and the input / output electrode are disposed; And a conductor surface attached to a bottom surface of the dielectric block for grounding the closed loop resonator and the input / output electrode, wherein the dielectric block has a groove having a predetermined depth for receiving the conductors of the closed loop resonator and the input / output electrode. It is formed using the die-forming method.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐루프 공진기 필터를 나타낸 것이다.3 illustrates a closed loop resonator filter according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 폐루프 공진기 필터(15)는 후술될 입출력 전극 및 폐루프 공진기(21)가 배치되는 홈을 형성하기 위해 금형 제작된 유전체 블럭(16), 상기 유전체 블럭(16)의 홈에 도금되는 입력전극(19), 출력전극(20) 및 폐루프 공진기(21), 및 유전체 블럭(16)의 밑면에 부착되어 상기 입출력 전극(19, 20)들 및 폐루프 공진기(21)를 접지하기 위한 접지용 도체면(18)으로 구성된다. 도시된 바와 같이, 입출력 전극의 배치는 입출력 전극(19, 20)과 폐루프 공진기(21) 사이의 갭 캐패시터(22, 23)에 의해 결합이 발생되도록 한 구조이다. 즉, 입력전극(19)에서 폐루프 공진기(21)의 신호전달은 입력전극(19)과 폐루프 공진기(21) 사이의 갭 캐패시터(22)에 의해 이루어지며, 폐루프 공진기(21)에서 출력전극(20)간의 신호전달은 폐루프 공진기(21)와 출력전극(20) 사이의 갭 캐패시터(23)에 의해 이루어진다.The closed loop resonator filter 15 according to the present invention is plated on a dielectric block 16 made of a mold and a groove of the dielectric block 16 to form a groove in which an input / output electrode and a closed loop resonator 21 to be described later are disposed. Attached to the bottom surface of the input electrode 19, the output electrode 20 and the closed loop resonator 21, and the dielectric block 16 to ground the input / output electrodes 19 and 20 and the closed loop resonator 21. It is composed of a conductor surface 18 for grounding. As shown, the arrangement of the input / output electrodes is such that the coupling is generated by the gap capacitors 22 and 23 between the input / output electrodes 19 and 20 and the closed loop resonator 21. That is, the signal transmission of the closed loop resonator 21 from the input electrode 19 is performed by the gap capacitor 22 between the input electrode 19 and the closed loop resonator 21, and is output from the closed loop resonator 21. Signal transmission between the electrodes 20 is achieved by a gap capacitor 23 between the closed loop resonator 21 and the output electrode 20.
도4는 도3의 폐루프 공진기 필터에서 2-2'선을 따라 취해진 단면 구조를 나타내고 있다.FIG. 4 shows a cross-sectional structure taken along line 2-2 'in the closed loop resonator filter of FIG.
도 4에 도시된 바와 같이, 폐루프 공진기와 입출력 전극 도금을 위해 유전체 금형 기법으로 제작된 홈을 가지는 유전체 블럭(16)과 홈에 삽입될 폐루프 공진기(21) 및 유전체 블럭(16) 밑면에 부착될 접지를 위한 도체면(18)을 도시하고 있다.As shown in FIG. 4, the bottom of the dielectric block 16 having a groove fabricated by the dielectric mold technique for plating the closed loop resonator and the input / output electrodes, the bottom of the closed loop resonator 21 and the dielectric block 16 to be inserted into the grooves. The conductor face 18 is shown for grounding to be attached.
폐루프 공진기(21)의 전기적 길이는 마이크로파 신호의 공진파장(λ0)과 길이가 같으며, 유전체 블록(16)의 상대유전율(εr)에 따라 폐루프 공진기의 물리적인 길이가 결정된다. 공진파장(λ0)과 같은 폐루프 공진기의 편의상 전기각으로 360°라 부르는데, 그 이유는 공진파장(λ0)에 대응하는 공진주파수(f0)를 갖는 마이크로파 신호는 폐루프 공진기(21)에서 공진을 하기 때문이다.The electrical length of the closed loop resonator 21 is the same length as the resonant wavelength λ 0 of the microwave signal, and the physical length of the closed loop resonator is determined by the relative dielectric constant ε r of the dielectric block 16. For convenience of a closed loop resonator such as the resonant wavelength λ 0 , it is referred to as an electrical angle of 360 ° because the microwave signal having the resonant frequency f 0 corresponding to the resonant wavelength λ 0 is closed loop resonator 21. This is because the resonance occurs at.
전술한 금형 기법을 이용하여 상기한 바와 같은 구성을 갖는 폐루프 공진기 필터를 제작하면, 종래의 스트립 도체를 이용한 폐루프 필터의 경우보다 높은 내전력에도 견딜 수 있도록 홈의 깊이를 결정하여 제작 가능하므로, 비교적 큰 내전력이 요구되는 기지국용 필터 등에도 적용이 가능한 장점이 있다. 또한 금형 기법으로 폐루프 공진기 및 필터를 형성하기 때문에 대량생산이 용이하여 제조 단가를 줄일 수 있는 장점이 있다.When the closed loop resonator filter having the configuration as described above is manufactured using the above-described mold technique, the depth of the groove can be determined and manufactured to withstand higher electric power than in the case of the closed loop filter using a conventional strip conductor. Therefore, there is an advantage that can be applied to a base station filter that requires a relatively high withstand power. In addition, since a closed loop resonator and a filter are formed by a mold technique, mass production is easy and manufacturing cost can be reduced.
본 발명의 일실시예에 따른 폐루프 공진기 필터의 동작 원리를 도3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the closed loop resonator filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
폐루프 공진기(21)는 특성 임피던스가 Z1을 갖는 전송 선로로 해석할 수 있다.The closed loop resonator 21 can be interpreted as a transmission line having a characteristic impedance of Z1.
입력전극(19) 및 출력전극(20)과 폐루프 공진기(21) 간에는 도체면에 서로 대항하고 있기 때문에 입력전극(19)과 폐루프 공진기(21) 간에는 입력 결합 캐패시터인 갭 캡 캐패시턴스(22)가 형성되며, 페루프 공진기(21)와 출력전극(20) 간에는 출력 결합 캐패시터인 갭 캐패시턴스(23)가 형성된다.Since the input electrode 19 and the output electrode 20 and the closed loop resonator 21 are opposed to each other on the conductor surface, the gap cap capacitance 22, which is an input coupling capacitor, is formed between the input electrode 19 and the closed loop resonator 21. The gap capacitance 23, which is an output coupling capacitor, is formed between the bellows resonator 21 and the output electrode 20.
그러므로, 도3의 폐루프 공진기 필터(15)에서 공진파장 근처의 파장을 갖는 마이크로 신호가 입력전극(19)에 전송될 경우, 마이크로파 신호에 의해서 입력전극(19)과 폐루프 공진기(21) 사이에 형성된 입력 갭 캐패시턴스(22)에 의해 전계가 유도되기 때문에 입력전극(19) 근처의 폐루프 공진기(21)에서 강한 국부 전계가 유도된다. 그러므로, 입력전극(19)의 마이크로파 신호가 폐루프 공진기(21)에서 강한 국부 전계가 유도된다. 그러므로, 입력전극(19)의 마이크로파 신호가 폐루프 공진기(21)로 전파된 후, 폐루프 공진기(21)에 전파된 마이크로파 신호는 폐루프 공진기(21)를 따라 시계방향 및 반시계 방향으로 전파된다. 이어서, 출력전극(21)에 인접한 폐루프 공진기(21)에서 전계의 세기가 최대가 되도록 출력전극(20)의 위치를 결정하면, 폐루프 공진기(21)의 마이크로파 신호는 출력전극(20)과 출력 갭 캐패시턴스(23)에 의해 출력전극(20)으로 전파되어 폐루프 공진기 필터(15)는 공진기와 필터로 동작한다.Therefore, in the closed loop resonator filter 15 of FIG. 3, when a micro signal having a wavelength near the resonant wavelength is transmitted to the input electrode 19, the microwave signal is separated between the input electrode 19 and the closed loop resonator 21. Since the electric field is induced by the input gap capacitance 22 formed in the circuit, a strong local electric field is induced in the closed loop resonator 21 near the input electrode 19. Therefore, the microwave signal of the input electrode 19 causes a strong local electric field in the closed loop resonator 21. Therefore, after the microwave signal of the input electrode 19 propagates to the closed loop resonator 21, the microwave signal propagated to the closed loop resonator 21 propagates clockwise and counterclockwise along the closed loop resonator 21. do. Subsequently, when the position of the output electrode 20 is determined in the closed loop resonator 21 adjacent to the output electrode 21 to maximize the intensity of the electric field, the microwave signal of the closed loop resonator 21 is connected to the output electrode 20. Propagated to the output electrode 20 by the output gap capacitance 23, the closed loop resonator filter 15 acts as a resonator and a filter.
그러므로, 도3의 등가 회로는 도5와 같다. 도5에서 C1(26) 및 C2(27)는 도4에서 입력전극(19)과 폐루프 공진기(21)의 갭 캐패시턴스(22) 및 출력전극(20)과 폐루프 공진기(21)의 갭 캐패시턴스(23)를 등가적인 회로양으로 각각 나타낸 것이다. 또한 입력전극(19)에서 출력전극(20)까지 반시계 방향의 폐루프 공진기(21)의 부분은 특성 임피던스가 Z1, 선로의 길이가 공진 주파수에서 φ1인 전송 선로(28)로 해석할 수 있다. 마찬가지로, 입력전극(19)에서 출력전극(20)까지 시계방향의 폐루프 공진기(21)의 부분은 특성 임피던스가 Z1이고 선로의 전기적 길이가 공진 주파수에서 θ1인 전송 선로(29)로 해석할 수 있다.Therefore, the equivalent circuit of FIG. 3 is the same as that of FIG. In FIG. 5, C1 (26) and C2 (27) are the gap capacitances 22 of the input electrode 19 and the closed loop resonator 21, and the gap capacitances of the output electrode 20 and the closed loop resonator 21 in FIG. (23) is shown by the equivalent circuit quantity, respectively. In addition, the portion of the closed loop resonator 21 in the counterclockwise direction from the input electrode 19 to the output electrode 20 can be interpreted as a transmission line 28 having a characteristic impedance of Z1 and a line length of φ1 at a resonance frequency. . Similarly, the portion of the closed loop resonator 21 in the clockwise direction from the input electrode 19 to the output electrode 20 can be interpreted as a transmission line 29 whose characteristic impedance is Z1 and the electrical length of the line is θ1 at the resonant frequency. have.
도5의 해석은 도3에서 입력전극(19)과 출력전극(20) 간에 대칭면(25)이 있는 것을 이용하여 기모드와 우모드로 나누어 해석한다.The analysis of FIG. 5 uses the symmetry plane 25 between the input electrode 19 and the output electrode 20 in FIG.
입력전극(19)과 출력전극(20)에 동일한 양의 전위를 인가하면(예를 들면, 입출력 전극 모두에 +1V를 인가), 폐루프 공진기(21)는 우모드의 특성을 나타낸다. 즉, 대칭면(25)에서 개방되는 특성을 나타내게 되므로, 우모드 입력 어더미턴스는 다음 [수학식 1]과 같다.When the same amount of potential is applied to the input electrode 19 and the output electrode 20 (for example, +1 V is applied to both the input and output electrodes), the closed loop resonator 21 exhibits the characteristics of the right mode. That is, since the characteristic is opened in the symmetry plane 25, the right mode input impedance Is as shown in [Equation 1].
여기서, Y1은 폐루프 공진기(21)의 특성 어더미턴스(즉, 1/Z1)이다.Here, Y 1 is the characteristic undertone (ie 1 / Z1) of the closed loop resonator 21.
입력전극(19)과 출력전극(20)에 크기는 같지만 부호가 반대인 전위를 인가하면(예를 들면, 입출 전극에 +1V, 출력전극에 -1V를 인가), 폐루프 공진기(21)는 기모드의 특성을 나타낸다. 즉, 대칭면(25)에서 단락되는 특성을 나타내게 되므로, 기모드 입력 어더미턴스는 다음 [수학식 2]와 같다.When a potential of the same magnitude but opposite sign is applied to the input electrode 19 and the output electrode 20 (for example, +1 V is applied to the input / output electrode and -1 V to the output electrode), the closed loop resonator 21 The characteristics of the previous mode are shown. That is, since the short-circuit in the symmetry plane 25 is exhibited, the initial mode input impedance Is shown in Equation 2 below.
그러므로 기모드 입력 어더미턴스와 우모드 입력 어더미턴스를 이용하면, 도5의 등가회로는 도6과 같이 π형 등가 회로로 나타낼 수 있다.Therefore, the default mode input impedance And right mode input 5, the equivalent circuit of FIG. 5 can be represented by a π type equivalent circuit as shown in FIG.
도6에서 우모드 입력 어더미턴스와 기모드 입력 어더미턴스가 같아지는 주파수에서는 입력 단에서 전송되어온 신호는 접지로 흘러가게 되므로 감쇠극(pole)이 발생한다.Right mode input admittance in FIG. And input mode At frequencies where is equal to, the signal transmitted from the input flows to ground, resulting in an attenuation pole.
본 발명의 일실시예에 따른 폐루프 공진기 필터는 2개의 감쇠극을 가지며, 감쇠극의 위치는 입력전극(19)과 출력전극(20)의 전기적 길이 φ1또는 θ1의 길이에 따라 위치가 변한다. 도 7은 통과대역보다 낮은 주파수 및 높은 주파수에 각각 하나의 감쇠극을 갖는 폐루프 공진기 필터(15)의 전달특성을 나타낸 것이며, 도 8은 통과대역보다 높은 위치에서 2개의 감쇠극을 갖는 필터의 전달특성을 도시한 것이다. 도 8의 대역통과필터의 전달특성은 통과대역보다 높은 주파수에서 우수한 감쇠특성을 요구하는 필터에 적합하다.The closed loop resonator filter according to an embodiment of the present invention has two attenuation poles, and the positions of the attenuation poles are positioned according to the length of the electrical length φ 1 or θ 1 of the input electrode 19 and the output electrode 20. Change. FIG. 7 shows the transfer characteristics of a closed loop resonator filter 15 having one attenuation pole at a lower frequency and a higher frequency than the pass band, and FIG. 8 shows a filter having two attenuation poles at a position higher than the pass band. The transfer characteristics are shown. The transfer characteristic of the bandpass filter of FIG. 8 is suitable for a filter requiring excellent attenuation characteristics at frequencies higher than the passband.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 도9를 참조하여 설명한다. 도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중모드 폐루프 공진기 필터를 나타낸다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 illustrates a bimodal closed loop resonator filter in accordance with another embodiment of the present invention.
도면 부호 15는 본 발명의 이중모드 폐루프 공진기 필터, 16은 본 발명에 의해 폐루프 공진기(21) 및 입출력 전극 삽입을 위해 홈을 갖는 유전체 블록, 18은 접지용 도체면, 19는 입력전극, 20은 출력전극, 21은 폐루프 공진기, 22와 23은 갭 캐패시턴스, 24는 스텝선로, 25는 대칭면을 각각 나타낸다.Reference numeral 15 is a dual-mode closed loop resonator filter of the present invention, 16 is a dielectric block having a groove for inserting the closed loop resonator 21 and the input and output electrodes according to the present invention, 18 is a conductor surface for grounding, 19 is an input electrode, 20 is an output electrode, 21 is a closed loop resonator, 22 and 23 are gap capacitances, 24 is a step line, and 25 is a symmetry plane.
도9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이중모드 폐루프 필터(15′)는 입력전극(19)과 출력전극(20) 사이에 대칭면(25)이 존재하고 대칭면(25)상에 임피던스 불연속부를 갖는 스텝 선로(24)가 형성된다. 폐루프 공진기(21)의 전체 길이는 공진 주파수에서 한 파장과 같으며, 입력전극(19)과 출력전극(20)은 90°의 위상차를 갖는다. 임피던스 불연속부를 갖는 상기 스텝 선로(24)는 입력전극(19) 및 출력전극(20)으로부터 135°떨어진 위치에 있다.As shown in Fig. 9, the dual mode closed loop filter 15 'of the present invention has a symmetry plane 25 between the input electrode 19 and the output electrode 20, and an impedance discontinuity on the symmetry plane 25. The step line 24 which has is formed. The total length of the closed loop resonator 21 is equal to one wavelength at the resonance frequency, and the input electrode 19 and the output electrode 20 have a phase difference of 90 degrees. The step line 24 having an impedance discontinuity is at a position 135 ° away from the input electrode 19 and the output electrode 20.
도 9의 이중모드 폐루프 공진기 필터(15′)는 종래의 평판형 이중모드 폐루프 공진기 필터(6)와 동일한 방법으로 설명된다.The dual mode closed loop resonator filter 15 'of FIG. 9 is described in the same manner as the conventional flat type dual mode closed loop resonator filter 6.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 유전체 금형 기법을 폐루프 공진기 필터 제작에 적용하므로써, 대량생산이 가능하여 필터 제조 단가를 줄이고, 원하는 주파수에서 감쇠극이 형성될 수 있으므로 감쇠특성이 향상되고, 향상된 내전력 특성을 가질 수 있으므로 높은 내전력이 요구되는 필터에 적용 가능하며, 소형이면서 경량의 저렴한 고주파 필터를 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by applying the dielectric mold technique to the manufacture of the closed loop resonator filter, the mass production is possible, thereby reducing the manufacturing cost of the filter, and the attenuation pole can be formed at a desired frequency. Since it can have a power resistance characteristic, it can be applied to a filter requiring high power resistance, and it is effective to provide a small size and a light weight high frequency filter.
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