KR100266377B1

KR100266377B1 - 필터장치

Info

Publication number: KR100266377B1
Application number: KR1019970075208A
Authority: KR
Inventors: 기쿠오 츠노다; 히토시 다다
Original assignee: 무라타 야스타카; 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 2000-09-15
Also published as: DE69723809D1; US6359529B1; EP0851526B1; CN1195230A; EP0851526A2; CN1135694C; DE69723809T2; US20020050873A1; EP0851526A3; KR19980064756A

Abstract

본 발명은 위상 이송 회로(phase shift circuits)를 구성하기 위한 커패시터, 코일 및 전송선로 등과 같이 필터장치에 필수적이지 않은 회로소자들을 사용할 필요가 없고, 저비용으로 소형화의 형태로 구성될 수 있는 송수신 스위치 방식(transmission-reception switched type)의 필터장치를 제공한다.

분포정수공진선로로서 작용하는 내도체들은 유전체블록에 형성된다. 그리고 각 내도체에 결합된 결합선로가 제공된다. 이들 각 내도체의 개방단들은 대응하는 다이오드 스위치들을 통하여 외도체에 접속되며, 이들 다이오드 스위치가 선택적으로 도통되어 송신 및 수신 필터들이 서로 스위칭된다.

Description

필터장치

본 발명은 이동통신 시스템 등에 사용되는 고주파 기기의 필터장치에 관한 것이다. 휴대전화통신 시스템에서는 최근 TDMA방식의 도입에 의해, 지금까지의 동시 송수신(concurrent transmission/reception)방식 대신에 타임슬롯(time slots)단위의 간헐 송수신(intermittent transmission/reception) 통신방식이 폭넓게 사용되고 있다. 통신방식에서의 이런 변화에 의해, 무선통신 장치의 초단에 설치되어 송수신 공용으로 사용되는 마이크로파 필터는, 조합된 송신 및 수신 필터에서, 송신 필터와 수신 필터가 시분할적으로 스위칭되는 스위치 방식의 필터로 변화되었다.

일반적으로, 송신 필터와 수신 필터가 스위치에 의해 서로 스위칭되는 경우, 송신회로에서 수신회로로의 신호 누설은 스위치회로의 아이솔레이션(isolation)에 의해서 단일 필터에 의해 얻어지는 것 보다 더 낮은 수준에 까지 감소시킬 수 있다. 따라서, 송수신 스위치 방식의 필터에 대해서 요구되는 감쇠 특성은 조합된 방식의 필터에 요구되는 것보다 덜 가혹하다. 이것에 의해 필터를 보다 소형화하고 저비용화 할 수 있는 잇점을 갖게 된다.

도 31은 전형적인 송수신 스위치 방식의 필터를 보여준다. 도 31에서, 다이오드 D1, D2는 송신 필터와 수신 필터를 서로 스위칭하기 위한 스위치 소자로 이용된다. 즉, 스위칭 제어 전류가 인가되어 두 다이오드 D1, D2를 모두 패쇄상태로 턴온하면, 송신 신호는 송신 필터를 통해서 ANT단자로 전달된다. 그러나, 송신 신호가 다이오드 D2에서 접지로 단락되기 때문에, 송신 신호는 수신 필터에 도달하지 못한다. 한편으로, 스위칭 제어 신호가 두 다이오드 D1, D2를 모두 개방상태로 턴오프하면, 수신신호는 수신필터를 통해 전달된다. 도 31에서, L3는 고주파 초크 코일(choke coil)이고 C2는 고주파 신호 단락용 커패시터이다. L3와 C2의 합성회로는 스위칭 제어 신호를 발생하는 제어회로로의 RF신호의 전달을 방지한다.

다이오드를 사용하는 스위칭회로의 아이솔레이션를 향상시키기 위하여, 다이오드들을 병렬형태로 삽입하는 방법이 유리하다. 다이오드들을 직렬 형태로 삽입하는 경우, 다이오드의 오프(off)상태에서 잔류 커패시턴스에 의해 신호 누설이 발생하고, 송수신 필터들 사이의 아이솔레이션을 악화시키는 결과를 초래한다.

그러나, 회로를 병렬로 하기 위해 스위치가 턴온되어 패쇄상태로 되는 방식의 스위칭 회로에서는, 안테나 단자에서 본 스위칭 소자의 임피던스가 개방상태로 여겨질 수 있을 만큼 높아야 하며, 이렇게 하여 단락된 스위칭 소자의 사용 필터에 대한 영향을 제거할 수 있다. 이러한 요구를 실현한 공지 기술의 일례로는, 도 31에 도시된 바와 같이 스위칭 소자에 L1, L2 및 C1로 구성된 LC 위상이송회로를 부가하는 것이다. 또 다른 기술로는 송신 필터에서 본 임피던스가 거의 개방상태로 여겨질 수 있을 만큼 높게되도록 λ_g/4의 전송선로를 삽입하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 위상이송회로를 형성하기 위한 커패시터 및 코일 등과 같이 필터장치에 필수적이지 않는 회로소자들을 사용할 필요가 없으며, 장치의 소형화와 저비용화를 도모할 수 있는 송수신 스위치 방식의 필터장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 첫번째 또는 네번째 측면에 따른 필터장치의 구성예를 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 첫번째 또는 네번째 측면에 따른 필터장치의 다른 구성예를 보여주는 도면이다.

도 3은 본 발명의 첫번째 또는 네번째 측면에 따른 필터장치의 또 다른 구성예를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 첫번째 또는 네번째 측면에 따른 필터장치의 또 다른 구성예를 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명의 다섯번째 측면에 따른 필터장치의 구성예를 보여주는 도면이다.

도 6은 본 발명의 여섯번째 측면에 따른 필터장치의 구성예를 보여주는 도면이다.

도 7은 다이오드 스위치에 바이어스 전압을 공급하는 회로의 구성예를 보여주는 도면이다.

도 8a와 도 8b는 다이오드 스위치에 바이어스 전압을 공급하는 다른 구성예를 보여주는 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 필터장치의 제 1 구현예의 사시도이다.

도 10a, 도 10b 및 도 10c는 도 9에 도시된 필터장치의 등가회로도이다.

도 11a와 도 11b는 결합선로와 관련된 결합부의 등가회로도이다.

도 12는 본 발명에 따른 필터장치의 제 2 구현예의 사시도이다.

도 13은 도 12에 도시된 필터장치의 등가회로도이다.

도 14는 본 발명에 따른 필터장치의 제 3 구현예의 사시도이다.

도 15는 본 발명에 따른 필터장치의 제 4 구현예의 사시도이다.

도 16은 본 발명의 제 4 구현예에 따른 필터장치의 등가회로도이다.

도 17은 본 발명에 따른 필터장치의 제 5 구현예의 단면도이다.

도 18은 본 발명에 따른 필터장치의 제 6 구현예의 단면도이다.

도 19는 본 발명에 따른 필터장치의 제 7 구현예의 단면도이다.

도 20은 본 발명에 따른 필터장치의 제 8 구현예의 사시도이다.

도 21은 본 발명에 따른 필터장치의 제 9 구현예의 사시도이다.

도 22a, 도 22b 및 도 22c는 본 발명의 제 9 구현예에 따른 필터장치의 등가회로도이다.

도 23은 본 발명에 따른 필터장치의 제 10 구현예의 사시도이다.

도 24는 본 발명의 제 10 구현예에 따른 필터장치의 등가회로도이다.

도 25는 본 발명에 따른 필터장치의 제 11 구현예의 사시도이다.

도 26은 본 발명의 제 11 구현예에 따른 필터장치의 등가회로도이다.

도 27은 본 발명에 따른 필터장치의 제 12 구현예의 사시도이다.

도 28은 본 발명의 제 12 구현예에 따른 필터장치의 등가회로도이다.

도 29는 본 발명에 따른 필터장치의 제 13 구현예의 사시도이다.

도 30은 본 발명의 제 13 구현예에 따른 필터장치의 등가회로도이다.

도 31은 종래 기술에 따른 필터 스위칭 회로의 일례를 보여주는 도면이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 유전체블록 2 : 내도체 홀

3 : 결합선로 홀 4 : 내도체(분포정소공진선로)

5 : 결합선로 6 : 입출력단자

7 : 외도체 8 : 개방단전극

9 : 결합전극 11, 12 : 유전체 필터

13 : 마이크로스트립 기판 14, 15, 16 : 마이크로스트립

17 : 접지도체 21-26 : 유전체 동축 공진기

27-32 : 접속단자 33 : 결합 기판

34-39 : 결합전극 40, 41, 42 : 입출력전극

43 : 접지전극 51 : 유전체판

52 : 공진전극(분포정수공진선로) 53 : 입출력전극

54 : 접지전극 55 : 관통홀전극

56 : 바이어스전극 D : 스위치(다이오드 스위치)

Cc : DC 차단 커패시터 CB : 커패시터

L-RF : 초크 회로

종래의 위상이송회로를 사용하지 않고 장치의 크기와 생산비를 감소시키고자 하는 상이한 요구를 달성하기 위하여, 본 발명은 후술하는 여러 측면들에 따른 필터 장치를 제공한다. 본 발명의 첫 번째 측면에 따르면, 적어도 한쪽 말단이 개방된 분포정수공진선로를 각각 구비한 다수의 필터; 및 각 필터에 포함된 적어도 하나의 분포정수공진선로에 결합된 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자를 포함하는 필터장치로서, 상기한 적어도 하나의 상기 분포정수공진선로에 스위치가 접속되고, 이 스위치가 동작할 때 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로의 개방단이 단락됨을 특징으로 하는 필터장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 상술한 측면에 따른 필터장치의 회로구성의 구체적인 예를 보여준다. 도 1에 도시된 바와 같이, 필터장치는, 한쪽 말단이 개방된 분포정수공진선로 R11, R12, R13, R21, R22, R23과; 인접한 분포정수공진선로들 사이에 혹은 입출력 포트(port)와 초단 혹은 최종단의 선로와의 사이에 위치한 결합 리액턴스(reactances) k11, k12, k13, k14, k21, k22, k23, k24를 포함한다. 본 구체적인 예에서, 필터 1은 포트 1과 포트 3 사이에 형성되고, 필터 2는 포트 3과 포트 2 사이에 형성된다. 다이오드 스위치(이하에서는 "스위치"라 한다) D1, D2는 분포정수공진선로 R13, R21의 개방단과 접지 사이에 접속된다. 스위치 D1, D2에 바이어스 전압을 인가하기 위한 바이어스 회로가 필요하지만, 도 1에서는 도시하지 않았다. 스위치 D1, D2의 방향은 도 1에 도시된 바로 제한되지 않으며, 이 방향은 스위치 D1, D2에 바이어스 전압을 공급하기 위해 사용되는 바이어스 회로의 구성에 의해 달라질 수 있다.

도 1에서, 스위치 D2가 개방상태이고 스위치 D1이 폐쇄상태일 때, 분포정수공진선로 R13은 양단에서 단락되어 λ/2 공진기로 작용한다. 이런 상태에서 나머지 분포정수공진선로들은 λ/4 공진기들로서 작용하여 신호주파수의 두 배인 공진주파수를 갖는다. 결과적으로, 분포정수공진선로 R13은 신호주파수 대역에서 주파수에 매우 높은 임피던스(매우 낮은 어드미턴스)로 작용한다. 한편, 이런 상태에서 분포정수공진선로 R13과 포트 3 사이의 결합 리액턴스 k14는 스위치 D1을 통해서 접지에 직접 접속된 임피던스로 작용한다. 그러므로, 포트 3에서 보면, 필터 1은 단락되지 않고 특정한 리액턴스를 갖는 회로로서 보여진다. 필터 2를 이 리액턴스를 고려하여 설계한다면 필터 2는 필터 1과 독립적인 소정의 특성을 가질 수 있다. 필터 2가 입력 포트로 포트 3과, 출력 포트로 포트 2를 이용하여 동작하는 경우, 상기 스위치 D1이 폐쇄상태일 때, 포트 3에 입력된 신호는 필터 2를 통해서 포트 2에 출력되고, 포트 1에는 어떤 신호도 출력되지 않는다. 한편, 필터 2가 입력 포트로 포트 2와, 출력 포트로 포트 3을 이용하여 동작하는 경우, 스위치 D1이 폐쇄상태일 때, 포트 2에 입력된 신호는 필터 2를 통해서 포트 3에 출력되고, 필터 1에는 어떤 신호도 입력되지 않는다.

반면에, 스위치 D1이 개방상태이고 스위치 D2가 폐쇄상태이면, 필터 1은 필터 2에 의해 영향을 받지 않으면서 사용될 수 있다.

필터의 설계에 있어서, 먼저 필터 2를 설계하는 경우, k14의 영향을 고려하여 필터 2가 소정의 특성을 갖도록 설계한다. 이것은 소정의 특성이 얻어질 때까지 필터 2의 각 소자의 파라미터들을 미소량으로 변화시키면서 리액턴스 k14를 고려하여 필터 2에 반복적으로 실험함으로써 달성될 수 있다. 결과적으로, 필터 2의 최적화된 파라미터들이 얻어지고, 이에 의해 포트 3과 분포정수공진선로 R21 사이의 결합 리액턴스 k21에 대한 최적치가 결정된다. k21에 대한 최적치가 고정되고, 반대면에 위치한 필터 1의 각 소자의 파라미터들을 미소량으로 변화시키면서 반복적으로 실험함써 필터 1의 최적화된 파라미터들이 결정된다.

상술한 예에서, 스위치가 턴온되어 폐쇄상태가 되면, 한쪽 말단이 개방되고 다른쪽 말단이 단락된 λ/4 공진기는 양단이 단락된 λ/2 공진기로 변환된다. 또는, 스위치가 턴온되어 폐쇄상태가 되었을 때, 양단이 개방된 λ/2 공진기가 한쪽 말단이 개방되고 다른쪽 말단이 단락된 λ/4 공진기로 변환되도록, 필터장치를 구성할 수 있다. 이 경우에, 스위치가 턴온되면, 공진주파수는 신호주파수의 배가 되고, 이에 의해 분포정수공진선로는 신호주파수 대역에서 주파수에 매우 높은 임피던스로서 작용한다.

상술한 필터장치에서, 스위치가 개방상태일 때에는, 스위치에 접속된 분포정수공진선로가 정상모드로 작동한다. 또한, 스위치에 접속된 분포정수공진선로는, 스위치가 폐쇄상태일 때 정상모드로 작동할 수도 있다. 즉, 본 발명의 두 번째 측면에 따르면, 적어도 한쪽 말단이 단락된 분포정수공진선로를 각각 구비한 다수의 필터; 및 각 필터에 포함된 적어도 하나의 분포정수공진선로에 결합된 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자를 포함하는 필터장치로서, 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로에 스위치가 접속되고, 이 스위치가 동작할 때 상기한 적어도 하나의 상기 분포정수공진선로의 단락단이 개방됨을 특징으로 하는 필터장치가 제공된다. 이 구성에서, 분포정수공진선로의 다른쪽 말단이 단락된 경우에, 스위치가 턴오프되어 개방상태로 되면, 양단이 단락된 λ/2 공진기는 한쪽 말단이 단락된 λ/4 공진기로 바뀌고, 공진주파수는 최초의 공진주파수의 1/2배가 된다. 한편, 분포정수공진선로의 다른쪽 말단이 개방된 경우에는, 스위치가 턴온되어 개방상태로 되면, 한쪽 말단이 단락된 λ/4 공진기가 양단이 개방된 λ/2 공지기로 바뀌고, 공진주파수는 최초의 공진주파수의 2배가 된다. 어떤 경우에도, 스위치가 턴오프되어 개방상태로 되면, 분포정수공진선로는 매우 높은 임피던스로서 작용하게 되고, 개방된 스위치에 접속된 필터는 다른 필터로부터 실질적으로 분리될 수 있다.

본 발명의 세 번째 측면에 따른 필터장치는, 양단이 단락된 분포정수공진선로를 각각 구비한 다수의 필터를 사용하며, 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로의 실질적인 중앙부에 스위치가 접속되고, 이 스위치가 동작할 때 상기한 실질적인 중앙부가 선택적으로 단락됨을 특징으로 한다. 이 구성에서, 스위치가 개방상태에 있으면, 상기 분포정수공진선로는 양단이 단락된 λ/2 공진기로서 작용한다. 스위치가 턴온되어 폐쇄상태로 되면, 분포정수공진선로의 중앙부는 단락되고, 그 결과 공진선로의 유효길이는 최초 길이의 절반이 된다. 결과적으로, 공진주파수는 최초의 공진주파수의 두 배가 되고, 분포정수공진선로는 신호주파수 대역에서 주파수에 매우 높은 임피던스로서 동작한다.

본 발명의 네 번째 측면에 따르면, 분포정수공진선로로 각각 구성된 다수의 필터를 포함하는 필터장치로서, 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 초단에 위치한 상기한 분포정수공진선로중의 하나에 스위치가 접속되고, 이 스위치가 동작할 때 소정의 필터가 무시되거나 혹은 상기한 분포정수공진선로에 결합된 상기한 결합선로 혹은 결합전극에서 본 리액턴스만으로 동작하게 되는 필터가 제공된다.

필터장치의 구조는 상술한 바와 같이 일체화된 구조에 제한되지 않으나, 분리된 형태로 구성된 다수의 필터들이 마이크로스트립선로와 같은 전송선로를 통해서 공통 포트에 접속되는 방식으로 구성될 수도 있다. 이 경우에, 스위치는 공통 포트에서 세어서 초단에 있는 분포정수공진선로에 결합될 것이다. 입출력단자를 공용하는 결합선로들 혹은 결합전극들의 수는 1개로 제한되지 않는다. 예를 들어, 안테나 단자 ANT1이 송수신 모두에서 공통으로 사용되고, RX단자가 두 안테나 단자 ANT1과 ANT2중의 어느 하나에 의해 수신되는 수신 신호를 출력하고, 두 RX 필터들중의 어느 하나를 통하여 전송하는데 공통으로 사용되는 경우에, 스위치 D1과 D2는 단자 ANT1로부터 세어서 초단에서 각 분포정수공진선로 R13과 R21에 각각 접속될 수 있고, 스위치 D3와 D4는 단자 RX로부터 세어서 초단에서 분포정수공진선로 R22와 R32에 각각 접속될 수 있다. 이런 구성에서, 신호가 전송될 때, 스위치 D2는 전송될 신호가 RX 혹은 ANT2에 도달되지 않도록 턴온된다. 신호가 수신되면, 스위치 D3가 ANT2에 수신된 신호가 RX 필터 2를 통해서 단자 RX에 전송되도록 턴온되거나, 스위치 D4가 ANT1에 수신된 신호가 RX필터 1을 통해서 단자 RX에 전송되도록 턴온된다. 이러한 스위칭 동작을 적절하게 제어함으로써 안테나의 다양성을 실현할 수 있다.

더우기, 본 발명의 상기한 기술은 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 포트가 세 개 이상의 필터들에 의해 입출력 포트로서 공통으로 사용되는 필터장치에도 적용될 수 있다. 이 경우에 스위치 D1, D2, D3는 포트 4로부터 세어서 초단에서 각각 분포정수공진선로 R11, R21, R31에 접속된다.

결합선로 혹은 결합전극에 대하여 특정의 위치에 있는 필터가 상술한 예에서와 같이 필터로서 작용하지 않도록 분리된 경우에 스위치는 결합선로 혹은 결합전극으로부터 세어서 초단에 위치한 분포정수공진선로에 접속된다. 또는, 본 발명의 다섯 번째 측면에 따르면, 스위치는 필터 특성이 스위치를 제어함으로써 스위치될 수 있도록 결합선로 혹은 결합전극으로부터 세어서 제 2단에 위치한 분포정수공진선로들 중의 하나의 개방단에 접속될 수 있다. 도 5에 도시된 예에서는, 스위치 D1이 개방상태로 되면, 필터 1은 분포정수공진선로 R11, R12, R13로 실현되는 3단 공진기로 구성된 대역통과 필터로서 작용한다. 스위치 D1이 턴오프되면, 분포정수공진선로 R11의 개방단이 리액턴스 k12를 통해서 접지되고, 이것에 의해 분포정수공진선로 R11과 결합 리액턴스 k11은 1단 트랩(one-stage trap) 회로(대역저지 필터)로서 작용하게 된다. 결과적으로, 이 상태에서, 필터장치는 포트 1과 포트 2와의 사이에 형성된 필터 2와 1단 트랩회로로 구성된 대역통과 필터로 작용한다.

본 발명의 여섯 번째 측면에 따르면, 다수의 필터를 구성하는 분포정수공진선로들 중의 적어도 하나가 다수의 필터에 의해 공용되고 상기한 공용된 분포정수공진선로에 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자가 결합됨을 특징으로 하는 필터장치가 제공된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 분포정수공진선로 R3는 공통으로 사용되고, 한 필터가 분포정수공진선로 R11, R12, R3에 의해 실현되는 3단 공진기에 의해 형성되며, 다른 한 필터는 분포정수공진선로 R21, R22, R3에 의해 실현되는 3단 공진기로 형성된다. 이 경우에, 스위치 D1과 D2는 포트 3에서부터 세어서 제 2 단에서 각 분포정수공진선로 R12와 R22에 접속된다. 스위치 D1이 폐쇄상태로 되면, 리액턴스 k3은 분포정수공진선로 R3의 개방단과 접지와의 사이에 접속된다. 이 상태에서, R21, R22, R3으로 형성된 필터가 소정의 특성을 갖도록 파라미터들이 결정된다. 한편, 스위치 D2가 폐쇄상태로 되면, 리액턴스 k23이 분포정수공진선로 R3의 개방단과 접지와의 사이에 접속된다. 이 상태에서, R11, R12, R3으로 형성된 필터가 소정의 특성을 갖도록 파리미터들이 결정된다.

이하에서는, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 다이오드 스위치에 바이어스 전압을 인가하기 위한 회로의 예를 설명한다.

도 7a에 도시된 바이어스 전압 공급 회로의 예에서, DC 차단 커패시터 Cc는 다이오드 스위치 D에 직렬로 접속되고, 다이오드 스위치 D의 양단은 각각 인덕터 L과 커패시터 C_B로 구성된 RF 초크 회로들에 접속된다. 바이어스 전압이 다이오드 D가 진행방행으로 바이어스되도록 단자 T_B와 T_B사이에 인가되면, 다이오드 D는 턴온되어 폐쇄상태로 되며, 이것에 의해 단자 T1과 T2 사이의 경로가 고주파 신호용으로 도전된다. 도 7b에 도시된 예에서, DC 차단 커패시터 Cc는 다이오드 스위치 D의 한쪽 말단에 접속되고, 다이오드 스위치의 다른쪽 말단은 접지된다. 게다가, 인덕터 L과 커패시터 C_B로 구성된 RF 초크 회로도 다이오드 D의 한쪽 말단에 접속된다. 바이어스 전압이 단자 T_B를 통해서 다이오드 D에 인가되면, 단자 T는 고주파 신호용으로 접지(단락)된다.

도 8a에 도시된 예에서, 바이어스 전압은 스위치 D1과 D2중의 어느 하나를 턴온하도록 단자 T_B1과 T_B2중의 어느 하나에 선택적으로 인가된다. 도 8b에 도시된 예에서, 정(正)의 바이어스 전압이 공통단자 T_B에 인가되면, 스위치 D1이 턴온되고, 반대로 부(負)의 바이어스 전압이 상기 공통단자 T_B에 인가되면, 스위치 D2가 턴온된다.

본 발명의 일곱 번째 측면에 따르면, 상술한 측면들 중의 어느 하나에 따른 필터장치는 한 개 이상의 유전체블록 내에 형성된 분포정수공진선로로서 각각 작용하는 다수의 내도체를 이용함으로써 실현될 수 있다.

또는, 본 발명의 여덟 번째 측면에 따르면, 본 발명의 어느 한 측면에 따른 필터장치는 분포정수공진선로로 각각 작용하는 다수의 유전체 동축공진기를 이용함으로써 실현될 수 있다.

본 발명의 아홉 번째 측면에 따르면, 유전체블록 혹은 유전체 동축공진기에서 홀의 내부면에 내도체가 형성되고, 상술한 스위치는 상기한 홀 내부에 혹은 상기한 홀의 개구면에 설치되어 필터장치에서 일체화된 형태로 설치된다.

본 발명의 열 번째 측면에 따르면, 스위치에 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자는 상기한 홀 내부에 혹은 상기한 홀의 개구면에서 상기한 스위치와 함께 설치된다. 이것은 필터장치에 필수적이도록 바이어스 전압 공급 회로를 허용한다.

본 발명의 열한 번째 측면에 따르면, 유전체판에 형성된 마이크로스트립선로가 분포정수공진선로로서 사용되고, 스위치는 유전체판 위에 설치된다. 이것에 대해 스위치가 일체화된 필터장치를 실현할 수 있다.

본 발명의 열두 번째 측면에 따르면, 스위치에 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자는 유전체판 위에 설치된다. 이것에 의해 상기한 바이어스 전압 공급 회로가 일체화된 필터장치를 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 필터장치의 제 1 구현예는 도 9내지 도 11을 참조하여 설명한다.

도 9는 필터장치의 사시도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 내도체 홀 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f와 결합선로 홀 3a, 3b, 3c는 육면체형상의 유전체블록 1에 형성된다. 내도체 홀 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f의 내부면은 내도체 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f로 각각 덮여지고, 결합선로 5a, 5b, 5c는 결합선로 홀 3a, 3b, 3c에 각각 형성된다. 결합선로 5a, 5b, 5c에서 연장한 입출력 단자 6a, 6b, 6c는 유전체블록 1의 외부면에 형성된다. 입출력 단자가 형성된 부분을 제외하고 외부면의 거의 전면은 외도체 7로 덮여진다. 각 내도체 4a-4f의 한쪽 말단 부근에는 각 내도체 홀의 한쪽 개구부가 단락단으로서 작용하도록 비도체부가 형성되고, 다른쪽 개구부 부근의 비도체부는 대응하는 분포정수공진선로의 개방단으로서 작용하며, 이것에 의해 각 분포정수공진선로는 λ/4공진기로 작용한다. 이들 분포정수공진선로는 인터디지털(interdigital) 방식으로 배치된다. 내도체 4c, 4d의 개방단들은 각각 스위치 D1, D2를 거쳐 외도체 7에 접속된다. 스위치 D1, D2의 방향은 도 1에 도시된 것에만 제한되지 않으며, 스위치 D1, D2의 방향은 이들에 바이어스 전압을 인가하는데에 사용되는 바이어스 회로의 구성에 의해서 결정된다. 결합선로 5a는 내도체 4a에 분포결합된다. 이와 유사하게 결합선로 5c는 내도체 4f에 분포결합된다. 결합선로 5b는 내도체 4c와 4d에 분포결합된다. 이런 구성에서, 입출력 단자 6a와 6b 사이의 부분은 각각 내도체 4a, 4b, 4c에 의해 실현되는 3단 공진기로 구성된 대역통과 필터로 작용한다. 입출력 단자 6b와 6c 사이의 부분은 각각 내도체 4d, 4e, 4f에 의해 실현되는 3단 공진기로 구성된 대역통과 필터로서 작용한다.

즉, 전체적으로 듀플렉서(duplexer)가 제공된다. 입출력단자 6a와 6b 사이의 부분이 송신 필터로서 작용하고, 입출력단자 6b와 6c 사이의 부분이 수신 필터로서 작용하는 경우, 듀플렉서는, 입출력단자 6b가 안테나에 접속되고, 입출력단자 6a가 송신회로의 출력에 접속되며, 입출력단자 6c가 수신회로의 입력에 접속되는 안테나 듀플렉스로서 사용될 수 있다.

도 10a, 도 10b 및 도 10c는 도 9에 도시된 필터장치의 등가회로도이다. 도 10a는 스위치 D1, D2가 동시에 개방상태에 있는 경우의 등가회로도이다. 이들 도면에서, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf는 도 1에 나타낸 공진기로서 작용하는 내도체 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f에 대응된다. 스위치 D1이 턴온되면, 공진기 Ra, Rb, Rc는 회로에서 분리되고, 이에 의해 회로는 도 10b에 나타낸 등가회로 상태가 된다. 다시 말해서, 도 9에서 스위치 D1이 턴온되면, 내도체 4c는 단지 유전체블록 1의 외부면에 형성된 외도체의 상하부 사이에 접속된 접지도체(차폐도체)로서 작용한다. 이 상태에서는, 내도체 4c와 결합선로 5b와의 사이에는 실질적으로 결합이 없다. 반대로, 스위치 D2가 턴온되면, 도 10c에 나타낸 바와 같이 회로에서 공진기 Rd, Re, Rf가 분리된다.

도 11a는 도 9에 도시된 결합선로 5c와 내도체 4c 및 4d와의 사이에서의 분포결합부를 등가회로로 나타낸 것이다. 스위치 D1이 턴온되면, 분포결합부는 도 11b에 도시된 등가회로로 나타내질 것이다. 그러나, 도 11b에서 파선으로 둘러싸인 부분은 단지 등가적인 표현이고, 이와 같은 요소는 실제 회로에서는 나타나지 않는다. 사실, 도 9에 도시된 내도체 4c는 접지도체로서 작용하고, 결합선로 5b로부터 접지도체로 본 특성 임피던스는 도 11b에서 파선으로 둘러싸인 부분으로 등가적으로 표현된다.

도 12와 도 13은 본 발명의 제 2 구현예에 따른 필터장치의 구조를 보여준다. 이 필터장치에서, 내도체 홀 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f는 유전체블록 1 내에 형성되고, 내도체 홀의 내부면은 내도체 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f로 각각 덮여진다. 입출력 단자 6a, 6b, 6c는 유전체블록 1의 외부면에 형성된다. 입출력단자가 형성된 부분을 제외하고 외부면의 거의 전면은 외도체 7로 덮여진다. 비도체부는 내도체 4a-4f 각각의 한쪽 말단 부근에 형성되어, 각 내도체 홀의 개구부는 단락단으로서 작용하며, 반대쪽 말단 부근의 비도체부는 대응하는 분포정수공진선로의 개방단으로서 작용하여, 이에 의해 각 분포정수공진선로는 λ/4 공진기로서 작용한다. 이들 분포정수공진선로는 각각의 내도체의 비도체부들이 동일측에 위치하도록 빗모양(comb-line fashion)으로 배치된다. 이 구조에서, 입출력단자 6a, 6c는 내도체 4a, 4f와 이들의 개방단 부근에서 각각 용량결합되고, 입출력단자 6b는 내도체 4c, 4d와 이들의 개방단 부근에서 각각 용량결합된다. 내도체 4c, 4d의 개방단들은 각각 스위치 D1, D2를 통해서 외도체 7에 접속된다.

도 13은 도 12에 도시된 필터장치의 등가회로를 보여준다. 도 13에서 Ra-Rf는 도 12에 나타낸 공진기로 작용하는 내도체 4a-4f에 대응한다. 인접한 공진기들은 서로 빗모양으로 결합되고, 입출력단자들은 이들에 인접한 공진기들에 용량결합된다. 스위치 D1이 폐쇄상태에 있는 경우, 입출력단자 6b와 6c 사이의 부분은 3단 공진기들로 구성되는 대역통과 필터로서 작용한다. 반면에, 스위치 D2가 폐쇄상태에 있는 경우, 입출력단자 6a와 6b 사이의 부분은 3단 공진기들로 구성되는 대역통과 필터로서 작용한다.

도 14는 본 발명에 따른 필터장치의 제 3 구현예를 나타낸 사시도이다. 본 구현예에서, 내도체 홀 2a-2f는 유전체블록 1에 형성되고, 내도체 홀의 내부면은 내도체로 덮여진다. 대응하는 내도체에서 연장한 개방단 전극 8a-8f는 도 14에 나타낸 바과 같이 유전체블록 1의 상부면에 형성된다. 게다가, 결합전극 9a, 9b, 9c는 유전체블록 1의 상부면에 형성되고, 대응하는 결합전극에서 연장한 입출력단자 6a, 6b, 6c는 도면에서 나타낸 것과 같이 형성된다. 유전체블록 1의 측벽과 바닥면은 외도체 7로 덮여진다. 개방단 전극 8c, 8d는 스위치 D1, D2를 각각 통해서 외도체에 결합된다. 본 구현예에서, 각각의 내도체에 의해 실현된 공진기들은 인접한 개방단 전극들 사이의 정전용량을 통해서 서로 결합된다. 유사하게, 상기 입출력단자들은 대응하는 개방단 전극들과 결합전극들의 사이의 정전용량을 통해서 입출력단자에 인접한 공진기들에 결합된다. 스위치 D1이 턴온되면, 내도체 홀 2c는 결합전극 9b와 입출력단자 6b에 대하여 단지 접지전극으로 작용하고, 입출력단자 6b와 6c 사이의 3단 공진기들은 대역통과 필터로서 작용한다. 반대로, 스위치 D2가 턴온되면, 내도체 홀 2d는 결합전극 9b와 입출력단자 6b에 대하여 단지 접지전극으로 작용하고, 입출력단자 6a와 6b 사이의 3단 공진기들은 대역통과 필터로서 작용한다.

도 14에 나타낸 예에서는, 결합 커패시터들(coupling capacitors)이 유전체블록 위에 형성되었지만, 칩(chip) 커패시터등의 결합소자는 유전체블록에 직접부착될 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 필터장치의 제 4 구현예를 나타낸 단면도이다. 각 분포정수공진선로가 λ/4 공진기로서 작용하는 전술한 제 1내지 제 3 구현예와는 대조적으로, 본 제 4 구현예에서의 각 분포정수공진선로는 양단이 개방된 λ/2 공진기로서 작용한다. 도 15에서 나타낸 바와 같이, 본 구현예에서는, 내도체 홀과 결합선로 홀들이 유전체블록 1에 형성되고, 내도체 홀의 내부면은 내도체 4a-4f로 덮여지고, 반면에 결합선로 5a, 5b, 5c는 결합선로 홀에 형성된다. 비도체부는 각 내도체 4a-4f에서 양단 부근에 형성되어, 개방단들이 이들 비도체부에 형성된다. 각 결합선로 5a, 5b, 5c도 유사한 비도체부를 한쪽 말단에 갖고 있다. 각 내도체 4c, 4d의 한쪽 말단은 스위치 D1 혹은 D2를 통해서 외도체 7에 접속된다.

도 16은 도 15에 도시된 필터장치의 등가회로를 보여준다. 도 16에서, Ra-Rf는 도 15에 도시된 내도체 4a-4f에 의해 실현된 공진기들에 대응한다. 스위치 D1이 폐쇄상태에 있을 때, 공진기 Rc는 한쪽 말단이 개방되고 다른 쪽 말단이 단락된 λ/4 공진기로 작용하고, 다른 공진기들의 공진 주파수의 1/2배의 공진 주파수를 갖는다. 그러므로, 결합선로 5b에서 볼 때, 공진기 Rc는 신호 주파수 대역에서 주파수에 매우 높은 임피던스(impedance)로서 작용한다. 결과적으로, 공진기 Ra-Rc는 필터로서 동작하지 못한다. 반면에, 스위치 D2가 폐쇄상태에 있을 때는 공진기 Rd가 결합선로 5b에서 볼 때 신호 주파수 대역에서 주파수에 매우 높은 임피던스 혹은 매우 낮은 어드미턴스(admittance)로서 작용한다. 결과적으로, 공진기 Rd-Rf는 필터로서 동작하지 못한다.

하기하는 제 5, 제 6, 제 7 구현예에서, 다이오드 스위치를 실장하는 기술은 도 17내지 도 19를 참조하여 설명한다. 도 17에 나타낸 예에서, DC 차단 커패서터 Cc는, DC 차단 커패시터 Cc의 한쪽 말단이 내도체 4에 접속되도록 내도체 4의 개방단 부근에 부착되고, 다이오드 스위치 D는 다이오드 스위치 D가 내도체 홀 2의 개방단과 DC 차단 커패시터 Cc의 다른쪽 말단과의 사이에 위치하도록 내도체 4에서 비도체부를 가로질러 배치된다. 바이어스 전압을 다이오드 스위치 D와 DC 차단 커패시터 Cc가 서로 접속되어 있는 노드에, 노드와 외도체 7(접지)과의 사이에 배치된 L과 C_B로 구성되는 RF 초크 회로를 통해서 인가된다.

도 18에 도시된 예에서, 내도체 4의 개방단은 내도체 홀 2의 한쪽 개구단에 형성된다. DC 차단 커패시터 Cc와 다이오드 스위치 D는 내도체 4의 개방단과 외도체 7과의 사이에 직렬로 접속된다. 게다가, 도 17에 도시된 예와 같이, 바이어스 전압은 RF 초크회로를 통해서 다이오드 스위치 D를 가로질러 인가된다.

도 19에 도시된 예에서, 내도체 4의 개방단은 내도체 2의 한쪽 개구단에 형성된다. DC 차단 커패시터 Cc는, DC 차단 커패시터 Cc의 한쪽 말단이 내도체 4에 접속되도록 내도체 홀 2의 개구단 부근에 배치되고, 다이오드 스위치 D는 외도체 7과 DC 차단 커패시터 Cc의 다른쪽 말단과의 사이에 배치된다.

도 20은 본 발명에 따른 필터장치의 제 8 구현예를 나타낸 사시도이다. 도 20에 나타낸 것과 같이, 본 필터장치는 유전체블록 내에 형성된 두 개의 내도체 홀을 각각 구비한 두 개의 모노블록(mono-block) 유전체 필터 11과 12를 포함하고 있으며, 각 유전체 필터는 유전체판 13에 표면실장된다. 마이크로스트립(microstrip) 14, 15, 16은 유전체판(마이크로스트립 기판) 13의 상부면에 형성되고, 접지도체 17은 유전체판 13의 이면에 형성된다. 마이크로스크립 15는, 입출력단자들이 마이크로스트립 15를 통해서 안테나 단자에 접속되도록, 각 유전체 필터 11과 12의 입출력단자에 접속된다. 마이크로스크립 14, 16은, 각기 RX와 TX 단자에 접속되도록, 각 유전체 필터 11과 12의 다른 입출력단자에 접속된다. 각 유전체 필터 11과 12의 안테나측 공진기를 형성하는 내도체 홀에서의 내도체의 개방단은, 각각 스위치 D1과 D2를 통해서 접지 도체 17에 접속된다. 도 20에서, DC 차단 커패시터와 같은 일부 소자는 생략하였다.

도 21, 도 22a, 도 22b 및 도 22c는 유전체 동축 공진기를 사용하는 필터장치의 제 9 구현예를 보여준다. 도 21에서, 참조 번호 21∼26은 유전체 동축 공진기들을 나타낸다. 리드 단자(lead terminal) 27∼32는 각각의 유전체 동축 공진기 21∼26의 상기 내도체 홀에 삽입된다. 참조 번호 33은 결합기판을 나타낸다. 결합전극 34∼39와 입출력전극 40, 41, 42는 결합기판 33의 상부면에 형성되고, 결합기판 33의 이면은 접지전극 43으로 덮여진다. 유전체 동축 공진기의 리드 단자 27∼32는 납땜 등의 수단에 의해 대응하는 결합전극 34∼39에 접속된다. 리드 단자 29와 30은 각각 스위치 D1과 D2를 통해서 대응하는 유전체 동축 공진기의 외도체에 접속된다.

도 22a, 도 22b 및 도 22c는 도 21에 도시된 필터장치의 등가회로를 나타낸다. 이 도면들에서, k11∼k14 및 k21∼k24는 도 21에 도시된 결합기판에 존재하는 결합리액턴스들(커패시터)이다. 인접한 공진기들은 이들 결합리액턴스들을 통해서 서로 용량결합된다. 스위치 D1이 도통하면, 커패시터 k14의 ANT단자에 접속된 말단의 반대쪽에 있는 도 22b의 등가회로에 도시된 바와 같이 접지된다. 이렇게 하여 ANT단자와 RX단자 사이의 부분은 수신필터로서 동작한다. 반면에, 스위치 D2가 도통하면, ANT단자에 결합된 말단의 반대쪽에 있는 커패시터 k21의 말단은 도 22c의 등가회로에 도시된 것과 같이 접지되고, 이렇게 하여 ANT단자와 TX단자 사이의 부분은 송신 필터로서 동작한다. 도 9에 도시된 필터장치는 송신 필터와 수신 필터가 단일 유전체블록에 형성되어 있는 반면에, 리액턴스 k14와 k21은 실제 외부 장치로 실현된다.

도 21에 도시된 예에서, 커패시터는 결합기판 33에 형성된다. 또는, 결합소자로서 작용하는 칩 커패시터는 결합기판에 실장되거나, 이들 칩 커패시터를 통해서 공진기들이 결합되도록, 유전체 동축 공진기에 직접 실장될 수 있다.

도 23과 도 24는 유전체판을 사용하는 필터장치의 제 10 구현예를 보여준다. 도 23의 사시도에 나타낸 것과 같이, 공진기 전극 52a-52f와 입출력단자 53a, 53b, 53c는 유전체판 51의 상부면에 형성된다. 접지전극 54는 도 23에 도시된 것과 같이 측면을 통해서 유전체판 51의 상부면에서 하부면으로 연장하는 방식으로 형성된다. 이 구조에서, 빗모양 마이크로스트립은 입출력 전극 53b를 공용하는 두 개의 대역통과 필터를 형성한다. 관통홀(through-hole) 전극 55a와 55b는 유전체판 51의 하부면에 형성된 접지전극에 전기적으로 접속되고, 바이어스 전극 56a와 56b는 유전체판 51의 상부면에 형성된다. 또한, 보조전극들이 공진기 전극 52c, 52d와 관통홀 전극 55a, 55b 사이의 위치에서 유전체판 51의 상부면에 형성되고, 공진기 전극 52c와 52d는 각각 DC 차단 커패시터 C_C1과 C_C2를 통해서 대응하는 보조전극에 접속된다. 게다가, 보조전극들은 각 RF 초크 코일(칩 코일) L1과 L2를 통해서 바이어스 전극 56a와 56b에 접속된다.

도 24는 상술한 필터장치의 등가회로를 나타낸다. 도 24에서, Ra∼Rf는 도 23에 도시된 공진기로서 동작하는 공진기 전극 52a∼52f로 대응한다. 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56a에 인가되어 스위치 D1을 턴온하면, 공진기 전극 52c는 양단이 단락된 공진기 전극으로서 동작하게 된다. 결과적으로, 입출력 전극 53b와 53a 사이의 부분은 대역통과 필터로서 동작하지 못하고, 이에 의해 대역통과 필터로서 입출력 전극 53b와 53c 사이의 부분을 선택적으로 사용할 수 있게 된다. 반면에, 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56b에 인가되어 스위치 D2를 턴온하면, 공진기 전극 52d는 양단이 단락된 공진기 전극으로서 동작하게 된다. 결과적으로, 입출력 전극 53b와 53c 사이의 부분은 대역통과 필터로 동작하지 못하고, 이에 의해 대역통과 필터로 입출력 전극 53a와 53b 사이의 부분을 선택적으로 사용할 수 있게 된다. 도 24에 도시된 구조에서, RF 초크 회로에서 사용된 커패시터도 또한 유전체판 51에 실장될 수 있다.

도 25는 본 발명에 따른 필터장치의 제 11 구현예를 나타낸 사시도이다. 공진기 전극 52a-52d, 입출력 전극 53a-53c, 관통홀 전극 55a-52b, 및 바이어스 전극 56a-56b는 유전체판 51의 상부면에 형성된다. 유전체판의 하부면은 접지전극 54로 덮여진다. 각 공진기 전극 52b와 52c의 한쪽 말단은 다이오드 스위치 D1 혹은 D2를 통해서 상기 관통홀 전극 55a 혹은 55b에 접속된다. 각 공진기 전극 52b와 52c의 반대쪽 말단은 RF 초크 코일(칩 코일) L1 혹은 L2를 통해서 바이어스 전극 56a 혹은 56b에 접속된다.

도 26은 도 25에 도시된 필터장치의 등가회로를 나타낸다. 도 26에서, Ra-Rd는 도 25에 도시된 공진기로서 동작하는 공진기 전극 52a-52d에 대응한다. 이들 공진기들 각각은 λ/2 공진기로서 작용하며, 이들 공진기들은 인접한 공진기들 사이에 λ/4의 위상이동이 존재하도록 배치되며, 이렇게 하여 인접한 공진기들 사이에 결합이 이루어진다. 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56a에 인가되어 스위치 D1를 턴온하면, 공진기 Rb는 대체적으로 λ/4 공진기로서 동작한다. 결과적으로, 입출력 전극 53b에서 본 공진기 Rb의 임피던스는 신호 주파수 대역에서의 주파수에서 매우 높아지고, 이에 의해 입출력 전극 53b-53c 사이의 부분만이 대역통과필터로서 동작한다. 반면에, 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56b에 인가되어 스위치 D2를 턴온시키면, 공진기 Rc는 대체적으로 λ/4 공진기로 동작한다. 결과적으로, 입출력 전극 53b에서 본 공진기 Rc의 임피던스는 신호 주파수 대역에서 매우 높은 주퍄수가 되고, 이에 의해 입출력 전극 53b-53a 사이의 부분만이 대역통과 필터로서 동작한다.

도 27과 도 28은 본 발명의 제 12 구현예에 따른 필터장치의 사시도와 등가회로도이다. 공진기 전극 52a-52f, 입출력 전극 53a-53c, 관통홀 전극 55a-55b, 및 바이어스 전극 56a-56b는 유전체판 51의 상부면에 형성된다. 유전체판 51의 상부면은 접지전극 54로 덮여진다. 관통홀들은 양단이 단락되도록 각 공진기 전극의 양단부에서 유전체판 51에 형성된다. 본 필터장치의 등가회로는 도 28에 도시된다. 각 공진기 Ra, Rb, Re, Rf는 양단이 단락된 λ/2 공진기로서 동작한다. 스위치 D1과 D2가 모두 개방상태일 때, 공진기 Rc 및 Rd는 λ/4 공진기로 동작하고, 반면에 두 스위치가 모두 폐쇄상태일 때, λ/2 공진기로 동작한다. 그러므로, 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56a에 인가되면, 공진기 Ra-Rc 각각은 λ/2 공진기로서 동작하고, 입출력 단자 53a와 56b 사이의 부분은 3단 공진기로 구성된 대역통과 필터로 동작한다. 반면에, 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56b에 인가되면, 공진기 Rd-Rf 각각은 λ/2 공진기로 동작하고, 입출력 단자 53b와 53c 사이의 부분은 3단 공진기로 구성된 대역통과 필터로 동작한다.

도 29와 도 30은 본 발명의 제 13 구현예에 따른 필터장치의 사시도와 등가회로도이다. 도 29에 도시된 것과 같이, 공진기 전극 52a-52d, 입출력 전극 53a-53c, 관통홀 전극 55, 및 바이어스 전극 56a와 56b는 유전체판 51의 상부면에 형성된다. 유전체판 51의 하부면은 접지전극 54로 덮여진다. 관통홀은 양단이 단락되도록 각 공진기 전극의 양단부에서 유전체판 51에 형성된다. 본 필터장치의 등가회로는 도 30에 나타낸다. 각 공진기 Ra-Rd는 양단이 단락된 λ/2 공진기로서 동작한다. 스위치 D1과 D2가 턴온되어 폐쇄상태로 되면, 공진기 전극 52b와 52c의, 등가적으로 개방 단자로 동작하는 중앙부는 단락되고, 공진기의 등가적인 길이는 절반이 된다. 그러므로, 정(正) 바이어스 전압이 상기 바이어스 전극 56a에 인가되면, 입출력 전극 53a와 53b 사이의 부분은 필터로 동작하지 못하지만, 입출력 전극 53b와 53c 사이의 부분은 2단 공진기로 구성된 대역통과 필터로서 작동한다. 반면에, 정(正) 바이어스 전압이 바이어스 전극 56b에 인가되면, 입출력 전극 53c와 53d 사이의 부분은 필터로 작동하지 못하지만, 입출력 전극 53a와 53b 사이의 부분은 2단 공진기로 구성된 대역통과 필터로 작동한다.

상술한 구현예들에서는, 듀플렉스로서 작동하는 상기 필터장치가 소개되었다. 같은 방법으로, 도 3과 도 4에 도시된 것과 같이 필터장치는 적어도 네 개의 입출력부 각각의 사이에 필터를 제공함으로써 멀티플렉스로도 작동할 수 있다.

본 발명에 따른 필터장치는 아래에 설명된 것과 같은 다양한 잇점이 있다.

본 발명의 첫번째내지 네번째 측면들 중의 하나에 따른 필터장치에서는, 종래 기술에서 위상이송회로를 형성하기 위해서만 요구되었고, 필터장치에는 필수적이지 않은 코일, 커패시터 및 전송선로 등의 소자들을 더 이상 필요로 하지 않는다. 이것에 의해 저비용으로 소형화된 필터장치를 실현할 수 있다.

본 발명의 다섯번째 측면에 따른 필터장치에서는, 필터의 특성이 스위치를 제어함으로써 스위칭될 수 있다. 이것에 의해 적은 수의 부품들 또는 소자들을 사용하여 다양한 방법으로 기능을 수행할 수 있는 필터장치를 실현할 수 있다.

본 발명의 여섯번째 측면에 따르면, 필터장치는 하나의 분포정수공진선로가 다수의 필터들에 의해 공용되도록 구성되며, 다수의 필터들 중에 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일곱번째 측면에 따른 필터장치에서는, 다수의 필터들이, 다수의 필터들 중의 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있도록 유전체블록 내에 형성된다.

본 발명의 여덟번째 측면에 따른 필터장치에서는, 다수의 필터들이, 다수의 필터들 중의 어느 하나가 선택적으로 사용될 수 있도록, 다수의 유전체 동축 공진기들을 사용하여 실현된다.

본 발명의 아홉번째 혹은 열번째 측면에 따른 필터장치에서는, 다이오드 스위치등의 스위치 소자가 일체화된 형태로 필터장치에 배치된다. 이것에 의해 소형화된 필터장치를 실현하는 것이 용이해진다.

본 발명의 열한번째 혹은 열두번째 측면에 따른 필터장치에서는, 다이오드 스위치 등의 스위치 소자가 일체화된 형태로 마이크로스트립 선로를 포함하는 필터장치에 배치된다. 이것에 의해 전체 크기가 감소된 필터장치를 실현할 수 있다.

Claims

적어도 한쪽 말단이 개방된 분포정수공진선로를 각각 구비한 다수의 필터들;및 각 필터에 포함된 적어도 하나의 상기한 분포정수공진선로에 결합된 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자를 포함하는 필터장치에 있어서,

상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로에 스위치가 접속되어 있고, 상기한 스위치가 동작하면, 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로의 개방단이 단락됨을 특징으로 하는 필터장치.
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(정정)제 1항에 있어서, 상기한 스위치는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 초단에 위치한 상기한 분포정수공진선로들 중의 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(정정)제 1항에 있어서, 상기한 스위치는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 제 2단에 위치한 상기한 분포정수공진선로를 중의 하나의 개방단에 접속되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(정정)제 1항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들 중의 적어도 하나는 상기한 다수의 필터들에 의해 공용되며, 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에 결합됨을 특징으로 하는 필터장치.
(정정)제 1항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 유전체블록 내에 형성된 다수의 내도체들이 사용됨을 특징으로 하는 필터장치.
(정정)제 1항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 각각의 유전체블록내에 형성된 내도체와 상기한 각각의 유전체블록의 외부면에 형성된 외도체로 각각구성되는 다수의 유전체 동축 공진기들이 사용됨을 특징으로 하는 필터장치.
(정정)제 8항에 있어서, 상기한 내도체는 상기한 유전체블록 내에 혹은 상기한 유정체 동축 공진기 내에 만들어진 각 홀의 내부면에 형성되고, 상기한 스위치는 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
제 9항에 있어서, 상기한 스위치와 함께, 상기한 스위치에 바이어스전압을 공급하기 위한 소자가 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(정정)제 1항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 상기한 유전체위에 형성된 마이크로스트립 선로들이 사용되고, 상기한 스위치는 상기한 유전체판 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
제 11항에 있어서, 상기한 유전체판 위에 상기한 스위치에 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
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(신설)제 7항에 있어서, 상기한 내도체는 상기한 유전체블록 내에 혹은 상기한 유전체 동축 공진기 내에 만들어진 각 홀의 내부면메 형성되고, 상기한 스위치는 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 1항에 있어서, 상기한 필터장치는 듀플렉서(duplelexer)로 사용되며,상기한 듀플렉서는 공용된 입출력부 및 두 개의 입출력부와 결합되고, 상기한 필터 장치는 상기한 공용된 입출력부 및 상기한 두 개의 입출력부와의 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 장치.
(신설)제 1항에 있어서, 상기한 필터장치는 멀티플렉서(multiplexer)로 사용되며, 상기한 멀티플렉서는 적어도 네 개의 입출력부와 결합되고, 상기한 필터장치는 상기한 입출력부들의 각각의 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)적어도 한쪽 말단이 단락된 분포정수공진선로를 각각 구비한 다수의 필터들; 및 각 필터에 포함된 적어도 하나의 상기한 분포정수공진선로에 결합된 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자를 포함하는 필터장치에 있어서,

상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로에 스위치가 접속되어 있고, 상기한 스위치가 동작하면, 적어도 하나의 분포정수공진선로의 단락단이 개방됨을 특징으로 하는필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 스위치는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 초단에 위치한 상기한 분포정수공진선로들 중의 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 스위치는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 제 2단에 위치한 상기한 분포정수공진선로들 중의 하나의 개방단에 접속되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들 중의 적어도 하나는 상기한 다수의 필터들에 공용되며, 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에 결합됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 유전체블록 내에 형성된 다수의 내도체들이 사용됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 각각의 유전체블록 내에 형성된 내도체와 상기한 각각의 유전체블록의 외부면에 형성된 외도체로 각각 구성되는 다수의 유전체 동축 공진기들이 사용됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 23항에 있어서, 상기한 내도체는 상기한 유전체블록 내에 혹은 상기한 유전체 동축 공진기 내에 만들어진 각 홀의 내부면에 형성되고, 상기한 스위치는 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하느 필터장치.
(신설)제 22항에 있어서, 상기한 내도체는 상기한 유전체블록 내에 혹은 상기한 유전체 동축 공진기 내에 만들어진 각 홀의 내부면에 형성되고, 상기한 스위치는 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치
(신설)제 24항에 있어서, 상기한 스위치와 함께, 상기한 스위치에 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자가 상기한 홀 내부 혹은 상기한 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 상기한 유전체판 위에 형성된 마이크로스트립 선로들이 사용되고, 상기한 스위치는 상기한 유전체판 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 27항에 있어서, 상기한 유전체판 위에 상기한 스위치에 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 필터장치는 듀플렉서(duplexer)로 사용되며, 상기한 듀플렉서는 공용된 입출력부 및 두 개의 입출력부와 결합되고, 상기한 필터장치는 상기한 공용된 입출력부 및 상기한 두 개의 입출력부와의 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 18항에 있어서, 상기한 필터장치는 멀티플렉서(multiplexer)로 사용되며, 상기한 멀티플렉서는 적어도 네 개의 입출력부와 결합되고, 상기한 필터장치는 상기한 입출력부들의 각각의 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)양단이 단락된 분포정수공진선로를 각각 구비한 다수의 필터들; 및 각 필터에 포함된 적어도 하나의 상기한 분포정수공진선로에 결합된 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자를 포함하는 필터장치에 있어서,

상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로에 스위치가 접속되어 있고, 상기한 스위치가 동작하면, 상기한 실질적인 중앙부가 선택적으로 단락됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 스위치는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 초단체 위치한 상기한 분포정수공진선로들 중의 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 스위치는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에서부터 세어서 제 2단에 위치한 상기한 분포정수공진선로들 중의 하나의 개방단에 접속되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들 중의 적어도 하나는 상기한 다수의 필터들에 의해 공용되며, 상기한 적어도 하나의 분포정수공진선로는 상기한 결합선로, 결합전극 혹은 결합소자에 결합됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 각각의 유전체블록 내에 형성된 내도체들이 사용됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 각각의 유전체블록 내에 형성된 내도체와 상기한 각각의 유전체블록의 외부면에 형성된 외도체로 각각 구성되는 다수의 유전체 동축 공진기들이 사용됨을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 36항에 있어서, 상기한 내도체는 상기한 유전체블록 내에 혹은 상기한 유전체 동축 공진기 내에 만들어진 각 홀의 내부면에 형성되고, 상기한 스위치는 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 35항에 있어서, 상기한 내도체는 상기한 유전체블록 내에 혹은 상기한 유전체 동축 공진기 내에 만들어진 각 홀의 내부면에 형성되고, 상기한 스위치는 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 37항에 있어서, 상기한 스위치와 함께, 상기한 스위치는 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자가 상기한 홀 내부 혹은 상기한 홀의 개구면에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 분포정수공진선로들로서, 상기한 유전체판 위에 형성된 마이크로스트립 선로들이 사용되고, 상기한 스위치는 상기한 유전체판 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 40항에 있더서, 상기한 유전체판 위에 상기한 스위치에 바이어스 전압을 공급하기 위한 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 필터장치는 듀플렉서(duplexer)로 사용되며, 상기한 듀플렉서는 공용된 입출력부 및 두 개의 입출력부와 결합되고, 상기한 필터장치는 상기한 공용된 입출력부 및 상기한 두 개의 입출력부와의 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 필터장치.
(신설)제 31항에 있어서, 상기한 필터장치는 멀티플렉서(mu,tiplexer)로 사용되며, 상기한 멀티플렉서는 적어도 네 개의 입출력부와 결합되고, 상기한 필터장치는 상기한 입출력부들의 각각의 사이에 제동되는 것을 특징으로 하는 필터장치.