KR100265675B1 - Dielectric filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일체형 유전체 필터에 관한 것으로, 특히 하나의 유전체 블럭 내에 두 개의 공진홀을 설치한 표면 실장용 일체형 유전체 필터에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated dielectric filter, and more particularly, to an integrated dielectric filter for surface mounting in which two resonance holes are provided in one dielectric block.
종래의 유전체 필터로는, 하나의 블럭 내에 하나의 공진홀이 존재하는 공진기를 여러개 결합한 분리형 유전체 필터가 사용되어 왔다. 이러한 분리형 유전체 필터는 공진기를 여러개 제작하여 결합하여야 하므로 대역폭 제어를 위해 각각의 공진기를 변경시켜야 하는 등, 제조 공정이 복잡하다는 단점이 있다.As a conventional dielectric filter, a separate dielectric filter combining a plurality of resonators in which one resonance hole exists in one block has been used. Since the separate dielectric filter has to be manufactured by combining several resonators, the manufacturing process is complicated, such as changing each resonator for bandwidth control.
본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로, 하나의 블럭 내에 존재하는 두 개의 공진기 간의 용량성 결합의 조절에 의해 대역폭의 조절을 용이하게 행할 수 있는 일체형 유전체 필터를 제공하는 데에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these conventional problems, and an object thereof is to provide an integrated dielectric filter capable of easily adjusting bandwidth by adjusting capacitive coupling between two resonators existing in one block. .
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일체형 유전체 필터는, 유전체 블록으로 구성되어 있으며 유전체 블록의 내부에는 그 길이 방향을 따라 한쌍의 공진홀이 정의되어 있는, 일체형 유전체 필터로서, 한쌍의 공진홀은 유전체 블록의 한 면에서 개방되어 있으며, 유전체 블록의 한 면과 인접하는 길이 방향의 다른 한 면에는 외부 전극과 한쌍의 입출력 전극이 형성되어 있으며, 한쌍의 입출력 전극은 서로 그리고 외부 전극과 전기적으로 분리되어 있으며, 한쌍의 입출력 전극단은 다른 한 면상에서 한쌍의 공진홀과 각각 실질적으로 대응되도록 배치되어 있고, 한 면에는 한쌍의 공진홀을 용량성으로 결합시키기 위해 한쌍의 공진홀에 각각 연결되어 있는 한쌍의 전극 패턴이 형성되어 있다.In order to achieve this object, the integrated dielectric filter of the present invention is composed of a dielectric block, and a pair of resonant holes are defined in the inside of the dielectric block along its length direction. It is open on one side of the dielectric block, and an external electrode and a pair of input / output electrodes are formed on the other side in the longitudinal direction adjacent to one surface of the dielectric block, and the pair of input / output electrodes are electrically separated from each other and the external electrode. The pair of input and output electrode ends are arranged to substantially correspond to each of the pair of resonant holes on the other side, and one side is connected to each of the pair of resonant holes to capacitively couple the resonant holes. A pair of electrode patterns are formed.
입출력 전극 각각은 그 중심이 대응하는 공진홀의 중심축으로부터 외측 방향으로 벗어나 있어, 원하지 않는 전자기적 결합을 최대한 저지하도록 되어 있는 것이 바람직하다.Each of the input and output electrodes is preferably out of the center axis of the corresponding resonance hole in the outward direction, so as to prevent unwanted electromagnetic coupling as much as possible.
또한, 공진홀 내부는 도체로 피복되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the inside of the resonance hole is preferably covered with a conductor.
또한, 외부 전극과 상기 한쌍의 입출력 전극은 유전체 블록의 다른 한 면에 피복되어 있는 것이 바람직하다.The external electrode and the pair of input / output electrodes are preferably coated on the other side of the dielectric block.
또한, 한쌍의 전극 패턴의 크기와 그 사이의 간격에 의해 공진홀간의 용량성 결합이 결정되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the capacitive coupling between the resonance holes is determined by the size of the pair of electrode patterns and the gap therebetween.
본 발명은 하나의 개방단을 1/4 파장의 TEM 모드 구형 공진기 두 개를 횡배열하여 일체화시킨 구조로서, 이는 공진홀 간의 자체 결합이 존재하는 기존의 콤라인 필터와 유사한 구조를 갖는다. 또한 이 때의 전자파 모드는 TEM 모드와 유사하여 이를 준 TEM 모드라고 부르고 있다.The present invention has a structure in which one open end is horizontally arranged to integrate two TEM mode spherical resonators having a quarter wavelength, which has a structure similar to that of a conventional comline filter in which self coupling between resonance holes exists. In this case, the electromagnetic mode is similar to the TEM mode and is called a quasi-TEM mode.
도 1은 본 발명에 따른 유전체 필터의 외관을 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing the appearance of a dielectric filter according to the present invention;
도 2은 도 1의 유전체 필터에서 입출력용 전극이 형성되어 있는 단락면을 나타내는 평면도.FIG. 2 is a plan view illustrating a shorting surface in which an electrode for input / output is formed in the dielectric filter of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 유전체 필터에서 공진홀이 개방되어 있는 개방면을 확대하여 도시한 평면도.3 is an enlarged plan view illustrating an open surface of an opening of a resonance hole in the dielectric filter of FIG. 1;
도 4는 도 1의 유전체 필터의 등가 회로도.4 is an equivalent circuit diagram of the dielectric filter of FIG.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
1 : 유전체 블럭1: dielectric block
2, 2' : 공진홀2, 2 ': resonance hole
4, 4' : 입출력용 전극단4, 4 ': electrode terminal for input / output
6, 6' : 전극 패턴6, 6 ': electrode pattern
8 : 외부 전극8: external electrode
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 유전체 필터의 외관을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a dielectric filter according to the present invention.
도 1에서, 참조 부호 1은 직육면체의 형상을 갖는 하나의 유전체 블럭을, 2와 2'는 이 유전체 블럭 내에 길이 방향을 따라 뚫려 있는 두 개의 공진홀을 나타낸다. 이 두 개의 공진홀(2, 2')은 유전체 블럭(1)의 한 쪽면(3)에서 외부로 개방되도록 뚫려 있다. 공진홀(2, 2')이 외부로 개방되어 있는 한 쪽면(3)은 전기적으로 개방되는 구조로서, 이하에서는 "개방면"이라고 칭하며, 도면상에 빗금으로 표시하여 나타냈다. 이 개방면을 제외한 모든 유전체 블럭(1)의 면은 전기적으로 단락되는 구조로서, 이하에서는, "단락면"이라고 칭한다. 이 단락면과 유전체 블럭(1)의 내부에 포함되어 있는 공진홀의 안쪽 부분은 모두 도체로 피복되어 있다.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes one dielectric block having a rectangular parallelepiped shape, and 2 and 2 'denote two resonance holes which are drilled in the dielectric block along the length direction. These two resonator holes 2, 2 'are drilled to open to the outside from one side 3 of the dielectric block 1. One side 3 on which the resonant holes 2, 2 'are open to the outside is an electrically open structure, hereinafter referred to as "open side" and indicated by hatching in the drawings. The surfaces of all the dielectric blocks 1 except this open surface are electrically short-circuited and will be hereinafter referred to as "short surface". This short-circuit surface and the inner portion of the resonance hole included in the dielectric block 1 are all covered with a conductor.
이와 같이 하여 형성된 공진홀(2, 2')이 본 발명의 유전체 필터의 공진기로서 작용하게 되고, 단락면은 유전체 필터의 접지용 외부 전극(8)으로 작용하게 된다.The resonance holes 2 and 2 'formed as described above serve as the resonator of the dielectric filter of the present invention, and the short circuit surface serves as the ground external electrode 8 of the dielectric filter.
도 1에서, 참조 부호 4와 4'는 입출력 전극단을 나타내는데, 이 입출력 전극단(4, 4')은 유전체 블럭(4)의 길이 방향으로의 넓은 한 쪽 면 (도 1에서의 상부 단락면)에서 개방면과 공유하는 한 모서리 쪽에 빗금으로 표시한 바와 같은 두 개의자 형상의 부분의 도체를 제거하고 남은 안쪽의 도체 부분을 가리킨다. 두 개의자 형상부는 형태의 대칭성을 갖도록 서로 동일한 형태로 설계되기 때문에, 입출력용 전극단(4, 4')도 또한 서로 형태의 대칭을 이루게 된다. 두 개의 입출력 전극단이 형성된 면 (상부 단락면)에서 두 개의자 형상부와 두 개의 입출력용 전극단(4, 4')을 제외한 나머지 면은 상술한 바와 같이 전기적으로 단락되는 단락면을 이루게 된다.In Fig. 1, reference numerals 4 and 4 'denote input and output electrode ends, and these input and output electrode ends 4 and 4' are wide one side in the longitudinal direction of the dielectric block 4 (upper short circuit in Fig. 1). ), As shown by the hatch on one corner Remove the conductor in the shape of the child and point to the remaining inner conductor. Two Since the shaped portions are designed in the same form to have symmetrical shapes, the electrode terminals 4 and 4 'for input and output also form symmetrical shapes. On the surface where two input / output electrode ends are formed (upper short circuit), two The remaining surfaces except for the magnetic portion and the two input / output electrode ends 4 and 4 'form a short circuit surface electrically shorted as described above.
도 2는 유전체 블럭(1)에서, 외부 전극(8)과 입출력용 전극단(4, 4')이 설치되어 있는 상부 단락면을 위에서 본 평면도이다. 상술한 바와 같이, 빗금친 부분은 유전체 블럭을 둘러싸고 있는 도체를 벗겨낸 부분으로, 이 부분에 의해 입출력용 전극단(4, 4')과 외부 전극(8)을 서로 분리하여, 전기적으로 차단시킬 수가 있다. 또한, 두 개의 입출력용 전극단(4, 4')은 한 쪽면에만 설치되어 있기 때문에 제작상 편리하며, 외부 입출력용 단자 (도시되지 않음)와의 결합도 용이하게 실현할 수 있다.FIG. 2 is a plan view of the upper short-circuit surface of the dielectric block 1 in which the external electrode 8 and the input / output electrode ends 4, 4 'are provided. As described above, the hatched portion is a portion in which the conductor surrounding the dielectric block is peeled off, and this portion separates the input / output electrode ends 4, 4 'and the external electrode 8 from each other and is electrically disconnected. There is a number. In addition, since the two input / output electrode ends 4 and 4 'are provided on only one side, they are convenient in manufacturing, and can easily be combined with an external input / output terminal (not shown).
두 개의 입출력용 전극단(4, 4')을 형성할 때에는, 각각 외부 입출력용 단자와의 결합에 알맞은 캐패시턴스 값을 갖도록 그 크기를 결정하여 행하는 것이 바람직하다.When forming two input / output electrode ends 4, 4 ', it is preferable to determine the size so as to have a capacitance value suitable for coupling with an external input / output terminal, respectively.
도 3은 공진홀(2, 2')이 외측으로 개방되어 있는 개방면을 확대하여 도시한 평면도이다. 도 3에서는, 입출력용 전극단(4, 4')과 공진홀(2, 2')의 위치 관계를 구체적으로 나타내고 있다. 즉, 두 개의 입출력용 전극단(4, 4')은 각각 그 중심이 바로 아래에 대응하는 공진홀(2, 2')의 중심축으로부터 바깥 방향으로 벗어나 있는데, 이 거리를 도 3에서는 a로 나타내고 있다.3 is an enlarged plan view illustrating an open surface of the resonance holes 2 and 2 'which are open to the outside. In FIG. 3, the positional relationship between the input / output electrode ends 4, 4 ′ and the resonance holes 2, 2 ′ is specifically illustrated. That is, the two input / output electrode ends 4 and 4 'are each deviated outward from the central axis of the resonant holes 2 and 2' whose centers are directly below. It is shown.
두 개의 입출력 전극단(4, 4')을 공진홀(2, 2')에 대해 바깥 방향으로 벗어나 있도록 설치한 이유는, 두 개의 입출력용 전극단(4, 4')이 전자파의 상호 간섭을 최대한 억제하도록 서로 이격시킴으로써, 서로 원하지 않는 전자기적 결합을 저지하도록 하기 위한 것이다. 이러한 이유로, 두 입출력용 전극단(4, 4')의 간격은 그 특성 임피던스를 저해하지 않는 범위 내에서 최대한 떨어지도록 배치하여 유전체 블럭(1) 내에서 전자파의 상호 간섭을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이와 같이 두 전극단의 크기나 간격을 조절함으로써, 대역폭의 증가나 감쇠가 필요할 때 쉽게 설계를 변화시킬 수 있다.The reason why the two input / output electrode ends 4 and 4 'are installed so as to be outward from the resonator holes 2 and 2' is that the two input / output electrode ends 4 and 4 'are not capable of mutual interference of electromagnetic waves. It is intended to prevent undesired electromagnetic coupling from each other by spaced apart from each other to suppress as much as possible. For this reason, it is preferable that the interval between the two input / output electrode ends 4, 4 'is arranged to be as far as possible within the range of not impairing its characteristic impedance, so as to suppress mutual interference of electromagnetic waves in the dielectric block 1 as much as possible. . By adjusting the size or spacing of the two electrode stages as described above, the design can be easily changed when bandwidth increase or attenuation is required.
이하에서는, 본 발명에 따라 하나의 유전체 블럭(1)에 설치된 두 개의 공진홀(2, 2') 간의 용량성 결합에 대해 설명한다.Hereinafter, a capacitive coupling between two resonance holes 2 and 2 'provided in one dielectric block 1 according to the present invention will be described.
본 발명에서는, 두 공진홀(2, 2')을 용량성 결합시키기 위해서 개방면 상에 공진홀(2, 2')에 각각 직접적으로 연결되어 있는 전극 패턴(6, 6')을 설치한다. 이에 의해 전극 패턴(6, 6') 간이 용량성 결합하게 되고, 이로 인해 전극 패턴(6, 6')에 결합되어 있는 공진홀(2, 2') 간이 서로 용량성 결합하게 된다.In the present invention, in order to capacitively couple the two resonance holes 2 and 2 ', electrode patterns 6 and 6' which are directly connected to the resonance holes 2 and 2 'are respectively provided on the open surface. As a result, the electrode patterns 6 and 6 'are capacitively coupled to each other, and thus the resonance holes 2 and 2' coupled to the electrode patterns 6 and 6 'are capacitively coupled to each other.
이 때, 전극 패턴(6, 6') 간의 거리 d를 변화시키게 되면, 공진홀(2, 2') 간의 용량성 결합량을 조절하는 것이 가능하게 된다. 이로써 유전체 필터의 대역폭의 증가나 감쇠를 쉽게 조절할 수 있다. 또한, 전극 패턴의 크기를 조절하는 것에 의해서도, 전극 패턴(6, 6') 간의 용량성 결합량을, 이로 인해 공진홀(2, 2') 간의 용량성 결합량을 조절할 수가 있다. 따라서, 이에 의해서도 유전체 필터의 대역폭의 증가나 감쇠를 쉽게 조절할 수가 있다.At this time, if the distance d between the electrode patterns 6 and 6 'is changed, it is possible to adjust the capacitive coupling amount between the resonance holes 2 and 2'. This makes it easy to adjust the bandwidth increase or attenuation of the dielectric filter. Also, by adjusting the size of the electrode pattern, the amount of capacitive coupling between the electrode patterns 6 and 6 'can be adjusted, thereby adjusting the amount of capacitive coupling between the resonance holes 2 and 2'. Therefore, this also makes it possible to easily adjust the increase or attenuation of the bandwidth of the dielectric filter.
도 4는 도 1의 유전체 필터의 등가 회로도를 나타내는 것으로, 이것은 삽입 손실법과 J-inverter법을 이용하여 구할 수 있다. 도 4의 등가 회로도를 참조하여, 도 1의 유전체 필터의 구성 요소에 등가인 회로 소자를 설명한다.FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the dielectric filter of FIG. 1, which can be obtained using the insertion loss method and the J-inverter method. Referring to the equivalent circuit diagram of FIG. 4, a circuit element equivalent to the components of the dielectric filter of FIG. 1 will be described.
C1및 C23은 각각 본 발명에 따른 유전체 필터의 입출력용 전극단(4, 4')에 등가인 입출력용 결합단을 나타내며, Cr1과 Lr1및 Cr2와 Lr2은 두 개의 공진홀(2, 2')에 각각 대응한다. C12는 전극 패턴(6, 6') 간의 용량성 결합에 의한 공진홀(2, 2') 간의 용량성 결합에 등가인 공진홀 간의 결합단을 나타내고, M은 공진홀 자체의 상호 결합을 나타내고 있다.C 1 and C 23 each represent an input / output coupling end equivalent to the input / output electrode ends 4 and 4 ′ of the dielectric filter according to the present invention, and C r1 and L r1 and C r2 and L r2 are two resonance holes. Corresponding to (2, 2 '), respectively. C 12 represents a coupling end between resonance holes equivalent to the capacitive coupling between resonance holes 2 and 2 'by capacitive coupling between electrode patterns 6 and 6', and M represents mutual coupling of the resonance holes themselves. have.
본 발명에 따르면, 하나의 유전체 블록 내에 두 개의 공진기를 설치하고, 이 공진홀에 직접적으로 연결되어 있는 전극 패턴을 구성하여 공진홀 간의 용량성 결합을 조정할 수 있으므로, 이 전극 패턴 간의 거리를 변화시키거나, 전극 패턴 자체의 크기를 변화시킴으로써 공진홀 간의 용량성 결합량을 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 유전체 필터는, 공진기를 별개로 제작하여 각 공진기의 길이를 각각 변화시켜 제작하는 종래의 동축형 유전체 필터에 비하여, 한 번의 유전체 블럭의 제작과 전극 패턴의 형성에 의해 간단히 필터를 제작할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, two resonators may be provided in one dielectric block, and an electrode pattern directly connected to the resonance holes may be configured to adjust capacitive coupling between the resonance holes, thereby changing the distance between the electrode patterns. Alternatively, the capacitive coupling amount between the resonance holes can be adjusted by changing the size of the electrode pattern itself. Therefore, the dielectric filter of the present invention is simpler by fabricating a single dielectric block and forming an electrode pattern, as compared with conventional coaxial dielectric filters in which resonators are separately manufactured to vary the length of each resonator. The advantage is that it can be produced.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 유전체 블럭의 한쪽 면에 두 개의 입출력 전극단을 형성하고 있기 때문에, 제작상 편리하다는 장점이 있으며, 외부 입출력 단자와도 용이하게 결합시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since two input / output electrode ends are formed on one surface of one dielectric block, there is an advantage in that it is convenient in manufacturing, and there is an advantage that it can be easily combined with an external input / output terminal.
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