KR100287404B1 - 듀플렉서 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고주파 회로에서 착발신 겸용 대역 필터 분야로 이용되는 듀플렉서 필터(Filter of duplexer)에 관한 것으로서,
본 발명은 품질계수가 우수한 분포소자로 일정 패턴을 갖으면서 주파수 차단특성이 우수한 마이크로-스트립 선로 또는 집중소자로 우수한 주파수 안정성을 갖는 MCC군을 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 적절하게 구성하여 유전체 필터를 형성함으로써, 커플링 오차를 최소화하는 동시에 설계의 자유도가 향상되어 다양한 사양의 회로를 구현하면서 필터의 전달특성 제어 및 최적화가 가능해 질 수 있는 효과를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 종래에 커플링 보드와 코일을 이용한 커플링 회로에서 발생되는 커플링 오차로 인해 수행되었던 트리밍 공정이 최소화되거나 거의 없어지는 반면에 마이크로-스트립 선로를 이용하여 우수한 차단 특성 및 제품의 신뢰성 확보, 무조정화를 실현할 수 있으므로 고성능의 저렴한 제품을 생산할 수 있는 동시에 양산성이 향상될 수 있는 효과도 제공하는데 있다.

Description

듀플렉서 필터
본 발명은 고주파 회로에서 착발신 겸용 대역 필터 분야로 이용되는 듀플렉서 필터(Dielectric filter for duplexer)에 관한 것으로서, 특히 주파수 안정성을 가진 집중소자로 MCC군 또는 주파수 차단 특성이 우수한 분포소자로 마이크로-스트립 선로를 적절하게 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 이용하여 유전체 필터를 구성함으로써 대역통과 또는 대역저지 특성을 향상시킬 수 있는 듀플렉서 필터에 관한 것이다.
정보화 시대에 접어들면서 가정용 무선 전화기나 PCS용 무선 전화기 등의 고주파 회로를 이용한 이동 통신기기의 사용이 급증하고 있다. 따라서 고주파 회로에 이용되는 부품들은 주파수의 혼신을 효과적으로 방지하며 고조파를 억제하기 위하여 설계상 많은 어려움을 수반하게 된다.
상기 고주파 회로에 이용되고 있는 부품 중에서 고주파 신호 중 필요한 신호만을 통과시키거나 저지시키는 대역통과 또는 대역저지 필터(Band Pass Filter or Band Stop Filter)로 구성되어 현재 가장 널리 사용되고 있는 듀플렉서는 무선 기기의 프런트-엔드(Front-End) 송수신단에 쓰이고 있다.
상기와 같은 듀플렉서에서 필요한 신호만을 통과시키도록 하는 유전체 필터의 구현방법은 크게 일체형 필터와 공진기 결합형 필터로 나누어진다. 상기 일체형 필터는 하나의 블록으로 이루어진 유전체 몸통에 공진홀이 형성되어 있고, 입출력 전극 그리고 커플링을 위한 커플링(coupling) 패턴을 형성한다. 이때, 입출력 포트와 커플링 패턴 사이에 인터디지털 캐패시턴스(inter-digital capacitance)가 존재하는데 이 캐패시턴스를 조절함으로써 공진기 사이의 커플링 값을 조절할 수 있게 된다.
한편, 공진기 결합형 필터는 여러 개의 공진기를 커플링 보드를 통해 결합시키는 구조로 보드(board) 상에 소정의 캐패시턴스 값이 나타나도록 패턴을 형성함으로써 공진기 사이의 커플링을 조절하는 구조로 되어 있다.
종래 기술에 따른 듀플렉서 필터 구성을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
우선, 듀플렉서는 다수 개의 유전체공진기(DR)를 포함하여 이루어지는 수신단(1)과 송신단(2)으로 구성되어 있는데, 상기 수신단(1)은 상기 유전체공진기(DR)가 실장되어 상기 유전체공진기(DR)와 용량성 커플링 작용이 이루어지도록 하는 동시에 일정 주파수에서 감쇄극(attenuation pole)을 형성시키는 커플링 기판(coupling board)(1a)과, 상기 커플링 기판(1a)과 유전체공진기(DR)가 전기적으로 연결되도록 하는 연결체(1b)로 구성된다.
또한, 상기 송신단(2)은 상기 수신단(1)과 마찬가지로 커플링 기판(2a)과 연결체(2b)가 포함되어 형성되는데, 상기 커플링 기판(2a)은 감쇄극을 형성시키며 유도성 커플링이 이루어지는 코일(coil)(2c)과 상기 연결체(2a)를 통해 연결되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래 듀플렉서 필터는, 커플링 회로가 커플링 기판(1a, 2a)으로 구성되는 경우이다. 그러므로, 유전체 필터 설계시 집중 소자로 근사하여 커플링 소자 값을 구한 후에 상기 커플링 소자 값을 분포 소자인 EM 패턴(electro-magnetic pattern)으로 구현하게 된다.
따라서, 정확한 소자 값을 구현하기 어렵고, 구현 가능한 소자 값에도 제한이 따르게 되는 문제점이 있다. 그리고, 감쇄극을 형성하기 위해 유전체공진기(DR)에 소자를 직렬로 삽입할 수 없어 회로를 변환해야 하기 때문에 필터 설계 및 구현에 많은 제약이 발생되는 문제점도 있다.
아울러, 유도성 커플링을 이루는 코일(2c)은 그 권선수나 직경, 상기 코일(2c)의 권선 간의 간격에 따라 인덕턴스(inductance)가 변하므로 소단위의 미세한 소자 값으로 구현하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 신뢰성이 우려되므로 별도의 튜닝(tunning) 공정이 추가 되야 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 유전체 필터는 실제 제조시 유전체 기판의 상면에 전극을 인쇄하는 방식으로 형성되는데, 상기 유전체 기판과 스크린 프린팅(screen printing)의 얼라인먼트(alignment) 오차와 스크린 메쉬(mesh)에 따른 전극 두께의 불균일과 전극 퍼짐의 발생으로 소자 값의 오차 항을 발생시키는 문제점이 있다.
한편, 대량 생산시 표면 실장 공정(Surface Mounting Technology)이 복잡해지는 동시에 그 난이도가 높아 많은 트리밍(trimming) 작업이 요구되는데, 상기 트리밍 작업은 완성된 유전체 필터를 튜닝을 통해 왜곡된 주파수 특성을 허용오차 범위 내로 조정하기 위해 추가되는 공정이다. 그런데, 상기 트리밍 작업은 튜닝을 통해 유전체 필터의 전극을 깎아 내는 것이므로 원재료가 낭비되는 동시에 별도로 추가되는 공정이므로 생산성이 떨어짐은 물론이고 제품의 가격이 상승되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 주파수 안정성을 가진 집중소자 또는 주파수 차단 특성이 우수한 분포소자로 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자를 구성하므로 커플링 소자 값의 오차를 줄이면서 그 신뢰성을 향상시킬 수 있는 동시에 필터의 설계가 다양해질 수 있는 듀플렉서 필터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 부가적인 목적은 완성된 유전체 필터를 튜닝을 통해 왜곡된 주파수 특성을 허용오차 범위 내로 조정하기 위해 추가되는 트리밍 공정을 최소화하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 동시에 저렴한 고성능의 제품이 대량 생산될 수 있는 듀플렉서 필터를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 듀플렉서 필터의 구성이 도시된 사시도,
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 의한 듀플렉서 필터의 구성이 도시된 사시도,
도 2b는 도 2a의 평면도,
도 2c는 도 2a의 등가회로도,
도 2d는 도 2c의 등가회로에 따른 시뮬레이션 결과가 도시된 도면,
도 3은 본 발명에 따른 마이크로-스트립 선로와 일반적인 코일의 주파수 차단 특성을 비교한 결과가 도시된 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 듀플렉서 필터의 구성이 도시된 평면도,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 듀플렉서 필터의 구성이 도시된 평면도,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 듀플렉서 필터의 구성이 도시된 평면도.
＜도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명＞
10,11,12,13 : 수신단 20,21,22,23 : 송신단
10a,11a,12a,13a : PCB 10b,11b,12b,13b : 통전수단
10c,11c,12c,13c : 수신포트 20c,21c,22c,23c : 송신포트
10d,10d',11d',11d,12d,13d,20d,20d', 21d,22d,23d,23d' : MCC
12e,13e, 20e,23e : 마이크로-스트립선로
31 : 안테나 포트 DR : 유전체 공진기
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 듀플렉서 필터 제1 특징에 따르면, 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
상기 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 유전체 공진기와 커플링(Coupling) 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스(Impedance) 조절을 수행하는 제1 MCC군과, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제2 MCC군으로 구성되고;
상기 송신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에서 상기 유전체 공진기와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스 조절을 수행하는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로와, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제3 MCC군과, 상기 마이크로-스트립 선로에 병렬로 연결되어 일정한 주파수 대역을 통과시키는 제4 MCC군으로 구성된다.
또한, 본 발명의 제2 특징에 따르면, 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
상기 송신단 및 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 유전체 공진기와 커플링(Coupling) 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스(Impedance) 조절을 수행하는 제1 MCC군과, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제2 MCC군으로 구성된다.
또한, 본 발명의 제3 특징에 따르면, 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
상기 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에서 상기 유전체 공진기와 커플링(Coupling) 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스(Impedance) 조절을 수행하는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로와, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제1 MCC군과, 상기 마이크로-스트립 선로에 병렬로 연결되어 일정한 주파수 대역을 통과시키는 제2 MCC군으로 구성되고;
상기 송신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정의 패턴이 형성된 기판과, 상기 유전체 공진기와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스 조절을 수행하는 제3 MCC군과, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제4 MCC군으로 구성된다.
마지막으로, 본 발명의 제4 특징에 따르면, 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
상기 송신단 및 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에서 상기 유전체 공진기와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스 조절을 수행하는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로와, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제1 MCC군과, 상기 마이크로-스트립 선로에 병렬로 연결되어 일정한 주파수 대역을 통과시키는 제2 MCC군으로 구성된다.
이하, 본 발명의 듀플렉서 필터의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 듀플렉서 필터를 상세히 살펴보면, 도 2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 듀플렉서는 다수 개의 유전체공진기(DR)와, 상기 유전체공진기(DR)를 포함하여 이루어져 신호의 송수신을 동시에 할 수 있도록 대역 통과 또는 대역저지 특성을 갖는 수신단 및 송신단(10, 20)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 수신단(10)은 상기 유전체공진기(DR)가 실장되어 전기적으로 연결될 수 있게 소정의 인쇄패턴이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB라고 함)(10a)과, 상기 유전체공진기(DR)와 상기 PCB(10a)의 인쇄패턴을 전기적으로 연결하여 통전 가능토록 하는 통전수단(10b)과, 상기 PCB(10a)의 일측단에서 다음 단계로 신호가 넘어가기 위한 단자인 수신 포트(10c)와, 상기 유전체공진기(DR)와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스가 조절되도록 하는 다수 개의 제1 MCC(10d)와, 상기 유전체공진기(DR)와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택도를 향상시키기 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 다수 개의 제2 MCC(10d')로 구성된다.
즉, 상기 수신단(10)은 주파수 안정성을 가진 집중 소자로서 상기 제1 및 제2 MCC(10d, 10d')를 사용하여 대역통과 필터로 작용된다.
또한, 상기 송신단(20)은 상기 PCB(10a)의 타측 상반면에 상기 유전체공진기(DR)가 실장되며, 상기 PCB(10a)의 타측단에 설치되어 신호를 송신하는 송신 포트(20c)와, 상기 유전체공진기(DR)와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스가 조절을 수행하여 일정 주파수 대역이 차단되도록 소정 패턴을 갖으며 상기 PCB(10a)의 상면에 설치되는 마이크로-스트립 선로(20e)와, 상기 유전체공진기(DR)와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택도를 향상시키기 위한 다수의 감쇄극이 형성되도록 하는 다수 개의 제3 MCC(20d)와, 상기 유전체공진기(DR)와 상기 PCB(10a)가 전기적으로 상호 연결되도록 하는 통전수단(20b)과, 상기 마이크로-스트립 선로(20e)에 병렬로 연결되어 저역통과필터로 작용되기 위한 다수개의 제4 MCC(20d')로 구성된다.
즉, 상기 송신단(20)은 저주파수 대역에서 일반 코일보다 우수한 주파수 차단(cut-off)특성을 갖는 분포 소자인 상기 마이크로-스트립 선로(20e)를 사용하여 대역저지 필터로 작용된다.
여기서, 도 2a 및 도 2b에서 미설명된 참조번호 31은 안테나 포트이다.
특히, 도 3에 도시된 그래프는, 상기 마이크로-스트립 선로(20e)와 일반 코일(coil)을 각각 커플링 소자로 사용했을 경우에 필터의 전달특성 및 감쇄특성을 서로 비교한 결과를 그래프로 나타낸 결과이다. 여기서, 상기 마이크로-스트립 선로(20e)는 일반 코일보다 저주파수 대역에서 높은 품질계수(Q-factor)로 우수한 주파수 차단 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 2c는 제1 실시예의 등가회로를 나타낸 것으로써, 상기 수신단(10)은 다수의 유전체공진기(DR)가 설치되어 있고, 용량성 커플링을 위한 다수의 제1 MCC(10d)가 커패시터로 동작되고, 상기 유전체공진기(DR)와 직렬로 연결되어 통과대역과 저지대역 간의 주파수 선택도를 향상시키기 위해 다수의 감쇄극을 형성시키는 다수의 제2 MCC(10d')도 커패시터로 동작되어 다중 감쇄극을 갖는 대역통과 필터로 동작된다.
반면에, 상기 송신단(20)도 다수의 유전체공진기(DR)와, 유도성 커플링을 위한 다수의 마이크로-스트립 선로(20e)는 인덕턴스로 동작되고, 상기 유전체공진기(DR)에 직렬로 연결되어 감쇄극을 갖는 다수의 제3 MCC(20d)는 커패시터로 동작되며, 상기 마이크로-스트립 선로(20e)에 병렬로 연결되어 저역통과 필터(LPF)를 구성하는 다수의 제4 MCC(20d')도 커패시터로 동작되어 다중 감쇄극을 갖는 대역저지필터로 작용되는데, 상기 저역통과 필터와 대역저지 필터가 병렬로 연결된 구조를 갖게 된다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 2c의 등가회로에 따른 시뮬레이션(simulation) 결과가 도시된 도 2d에서는 상기 감쇄극이 보여지고, 도 2d에 도시된 바와 같은 시뮬레이션 결과로 별도의 분포 소자 없이 대역 필터 특성의 구현이 가능해짐을 알 수 있다.
또한, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀플렉서 필터를 살펴보면, 상기에서 상술한 제1 실시예와 구성면에서 유사하지만, 각 수신단 및 송신단에 MCC를 커플링 소자로 사용한다는 것이 다르다.
즉, 상기 수신단(11)은 다수 개의 MCC(11d, 11d')를 사용하여 대역통과 필터로 작용되고, 상기 송신단(21)도 다수 개의 MCC(21d)를 이용한 대역통과 필터로 작용됨으로써, 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 4에서 미설명된 참조 번호 11a는 PCB이고, 참조 번호 11b, 21b는 통전수단이며, 참조 번호 11c와 21c는 수신 포트와 송신 포트를 각각 나타낸다.
또한, 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀플렉서 필터를 살펴보면, 상기에서 상술한 제1 실시예와 PCB에 실장되는 구성 부품은 유사하지만, 상기의 제1 실시예와는 다르게 수신단에서는 마이크로-스트립 선로와 MCC가 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 사용되고, 송신단에서는 MCC를 커플링 소자로 사용한다는 것에서 차이를 나타낸다.
즉, 상기 수신단(12)은 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 상기 마이크로-스트립 선로(12e)와 MCC(12d)를 사용하여 대역저지 필터로 작용되고, 상기 송신단(22)은 커플링 소자로 상기 MCC(22d)를 사용하여 대역통과 필터로 작용하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 5에서 미설명된 참조 번호 12a는 PCB이고, 참조 번호 12b, 22b는 통전수단이며, 참조 번호 12c와 22c는 수신 포트와 송신 포트를 각각 나타낸다.
또한, 도 6을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 듀플렉서 필터를 살펴보면, 상기에서 상술한 제1 실시예와 구성면에서는 유사하지만, 각각의 송수신단에 마이크로-스트립 선로와 MCC를 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 동시에 사용한다는 점에서 제1 실시예와 대비된다.
즉, 상기 수신단(13)은 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 상기 마이크로-스트립 선로(13e)와 MCC(13d)를 사용하여 대역저지 필터로 작용하며, 상기 송신단(23)도 상기 마이크로-스트립 선로(23e)와 MCC(23d, 23d')를 사용하여 마찬가지로 대역저지 필터로 작용됨으로써, 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있게 된다.
한편, 도 6에서 미설명된 참조 번호 13a는 PCB이고, 참조 번호 13b, 23b는 통전수단이며, 참조 번호 13c와 23c는 수신 포트와 송신 포트를 각각 나타낸다.
상기에서 상술한 구성을 참조하여 본 발명의 듀플렉서 필터의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 제1 내지 제4 실시예는 각각의 송수신단을 대역통과 또는 대역저지 필터로 구현하여 신호의 송수신을 동시에 수행한다는 점에서는 같지만, 그 사용 용도에 따라 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 제1 내지 제4 실시예에서 커플링 소자로 사용되는 마이크로-스트립 선로(12e,13e,20e,23e)나 마이크로-웨이브 세라믹 커패시터, 즉 MCC군(10d,11d,12d,13d,20d,20d',21d,22d,23d,23d')을 추가하거나 다른 형태로 적절하게 배열하여 다양한 사양의 회로를 구성을 할 수 있기 때문에 사용자가 요구하는 여러 형태의 필터를 구현 할 수 있게 된다.
다음, 제1 내지 제4 실시예 중에서 제1 실시예를 중심으로 구현되는 유전체 필터의 작용을 상세히 상술한다.
먼저, 신호의 송수신은 송신단 및 수신단(10, 20)의 중간지점에 위치한 안테나 포트(31)에 연결되어 있는 안테나(미도시)를 통해 이루어지고, PCB(10a)의 일측단 및 타측단에 설치되어 있는 수신 포트와 송신 포트(10c, 20c)로 송수신된 신호가 입력되거나 출력되어진다. 상기 안테나(미도시)를 통해 소정 범위의 주파수 대역을 갖는 신호가 수신되면, 상기 수신단(10)에서는 일정 주파수 대역은 통과시키며 그 외의 주파수 대역은 크게 감쇄되도록 하여 저지시키게 된다.
즉, 제1 MCC(10d)는 다수 개의 유전체공진기(DR)를 포함하여 커플링 회로를 구성하는 동시에 입출력 임피던스를 조절하게 되고, 제2 MCC(10d')는 상기 유전체공진기(DR)에 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택도를 향상시키기 위해 다수의 감쇄극을 형성하도록 하게 되므로, 결국 일정 주파수 대역은 저지되는 대역통과 필터로서 작용하게 된다.
다음, 상기 송신단(20)에서는 다수 개의 상기 유전체공진기(DR)를 포함하여 커플링 회로를 구성하는 동시에 입출력 임피던스가 조절되도록 다수의 인턱턴스로 동작되는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로(20e)가 형성되어 있고, 상기 유전체공진기(DR)와 직렬로 연결되어 있는 다수 개의 제3 MCC(20d)도 형성되어 있어 일정 주파수 대역에서 감쇄극이 형성되게 된다.
또한, 저주파수 대역은 통과시키고 고주파수 대역은 저지시키는 저역통과 필터를 구성토록 상기 마이크로-스트립 선로(20e)에 병렬로 연결되어 있는 다수 개의 제4 MCC(20d')가 형성되어 있기 때문에 대역저지 필터와 저역통과 필터가 병렬로 연결된 구조로 형성되어 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제4 MCC(10d,10d',20d,20d')는 주파수 안정성을 갖는 집중소자로서 마이크로-웨이브(micro-wave)대역에서 정확한 소자 값을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 유전체공진기(DR)에 직렬로 삽입되어 감쇄극을 형성할 수 있어 회로변환이 필요 없기 때문에 필터 설계가 용이해질 수 있다.
특히, 상기 제1 내지 제4 MCC(10d,10d',20d,20d')를 이용한 커플링 회로 구현은 각 절점(node)을 연결하는 선로 보상을 통해 필터의 전달특성 제어 및 최적화가 가능하며 설계의 자유도가 높아지므로 다양한 사양의 회로를 구성할 수 있게 된다.
또한, 상기 마이크로-스트립 선로(20e)는 분포소자로서 도 3에서 도시된 바와 같이, 저주파수 대역에서 일반적으로 사용되는 코일보다 품질계수(Q factor)가 양호하여 우수한 주파수 차단 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 상기 마이크로-스트립 선로(20e)는 PCB(10a)의 상면에 설치되므로 별도의 표면 실장 공정(Surface Mounting Technology)이 필요 없는 동시에 소자 값을 일정하게 유지할 수 있기 때문에 원가절감 및 무조정 실현으로 대량생산이 가능해 진다.
상기에서 상술한 바와 같은 본 발명의 듀플렉서 필터는, 주파수 차단특성이 우수한 분포소자로 일정 패턴을 갖는 마이크로-스트립 선로 또는 우수한 주파수 안정성을 갖는 집중소자로 MCC군을 커플링 및 감쇄극을 형성하는 소자로 적절히 구성하여 유전체 필터를 형성함으로써, 설계의 자유도가 향상되어 다양한 사양의 회로를 구현할 수 있는 동시에 필터의 전달특성 제어 및 최적화가 가능해 질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 듀플렉서 필터는 품질계수가 우수한 분포소자로 일정 패턴을 갖는 마이크로-스트립 선로로 커플링 소자를 구성하여 주파수 차단 특성이 우수한 유전체 필터를 형성함으로써, 종래에 커플링 보드와 코일을 이용하므로 발생되는 커플링 오차로 인해 추가 수행되던 트리밍 공정이 필요 없어지고, 우수한 주파수 차단 특성 및 제품의 신뢰성 확보, 무조정화를 실현할 수 있으므로 고성능의 저렴한 제품을 생산할 수 있는 동시에 양산성이 향상될 수 있는 효과도 있다.

Claims (4)

  1. 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
    상기 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 유전체 공진기와 커플링(Coupling) 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스(Impedance) 조절을 수행하는 제1 MCC군과, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제2 MCC군으로 구성되고;
    상기 송신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에서 상기 유전체 공진기와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스 조절을 수행하는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로와, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제3 MCC군과, 상기 마이크로-스트립 선로에 병렬로 연결되어 일정한 주파수 대역을 통과시키는 제4 MCC군으로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 필터.
  2. 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
    상기 송신단 및 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 유전체 공진기와 커플링(Coupling) 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스(Impedance) 조절을 수행하는 제1 MCC군과, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제2 MCC군으로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 필터.
  3. 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
    상기 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에서 상기 유전체 공진기와 커플링(Coupling) 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스(Impedance) 조절을 수행하는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로와, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제1 MCC군과, 상기 마이크로-스트립 선로에 병렬로 연결되어 일정한 주파수 대역을 통과시키는 제2 MCC군으로 구성되고;
    상기 송신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정의 패턴이 형성된 기판과, 상기 유전체 공진기와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스 조절을 수행하는 제3 MCC군과, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제4 MCC군으로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 필터.
  4. 다수의 유전체 공진기를 포함하여 신호의 송수신을 동시에 수행할 수 있도록 송신단과 수신단으로 구성된 듀플렉서 필터에 있어서,
    상기 송신단 및 수신단은 유전체 공진기가 실장되어 전기적으로 연결되도록 소정 패턴이 형성된 기판과, 상기 기판의 상면에서 상기 유전체 공진기와 커플링 작용을 하는 동시에 입출력 임피던스 조절을 수행하는 소정 패턴의 마이크로-스트립 선로와, 상기 유전체 공진기와 직렬로 연결되어 통과 주파수 대역과 저지 주파수 대역간의 주파수 선택을 위한 다수의 감쇄극을 형성시키는 제1 MCC군과, 상기 마이크로-스트립 선로에 병렬로 연결되어 일정한 주파수 대역을 통과시키는 제2 MCC군으로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 필터.
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