KR100288138B1 - 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자하는 과제
본 발명은 단말기 등에 사용되는 여파기를 구현함에 있어, 원하는 주파수대역만 통과시키도록 기판 위에 마이크로스트립 라인으로된 끊어진 형태의 링 공진기를 이용하여 원하는 중신 주파수와 주파수 대역에 맞추어 설계하므로써, 길이를 매우 짧게 줄이고 점유 면적을 현저하게 감소시킬 수 있는 여파기를 제공하는데 그 목적이 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 수신신호를 수신하는 수신수단; 소정의 중심 주파수 대역에서만 공진하며, 수신수단을 통해 수신된 신호중 공진을 발생한 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 공진수단; 및 공진수단을 통해 여과된 신호를 출력하는 송신수단을 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 통신 장비의 부품에 이용됨.
Description
본 발명은 여파기에 관한 것으로서, 특히 끊어진 형태의 링 공진기를 이용하여 구현한 여파기에 관한 것이다.
일반적으로, 통신을 하는 경우 특정한 주파수 대역을 이용하여 신호를 주고받는다.
이때, 다른 주파수 대역의 신호가 섞이어서 함께 들어오면 시스템의 성능저하를 일으킬 뿐만 아니라, 원하는 신호와 간섭을 일으켜 통화 품질이 떨어지게 되는데, 여파기는 이러한 문제점을 막기 위해 원하는 주파수 대역의 신호만 받고 다른 주파수 대역의 신호를 없애는 소자이다.
그리고, 현재 셀룰러 단말기 및 개인 휴대용 단말기에 사용되고 있는 여파기는 칩(chip) 형태로된 쏘우(SAW) 여파기로서, 이 쏘우 여파기는 기판 위에 부착시켜서 사용하였다.
그러나, 종래의 마이크로스트립 선로의 병렬 결합형태의 공진기를 사용한 여파기의 경우, 적은 삽입손실, 통과대역(passband)에서 굴곡없이 평탄한 특성 및 통과대역에서 저지대역(stopband)으로 변하는 전이대역(transition band)이 작은 우수한 특성을 갖도록 구현하기 위해서는, 여러 개의 공진기를 사용하여야 하므로써, 크기가 커져 통신 장비의 부품 소형화면에서 실효성이 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 단말기 등에 사용되는 여파기를 구현함에 있어, 원하는 주파수대역만 통과시키도록 기판 위에 마이크로스트립 라인으로된 끊어진 형태의 링 공진기를 이용하여 원하는 중신 주파수와 주파수 대역에 맞추어 설계하므로써, 길이를 매우 짧게 줄이고 점유 면적을 현저하게 감소시킬 수 있는 여파기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기의 구조도.
도 2는 일반적인 여파기의 특성도.
도 3은 본 발명에 따른 여파기와 종래의 병렬 결합선 여파기의 길이를 비교한 비교도.
도 4는 본 발명에 적용되는 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기의 특성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110: 제 1 전송선로 120: 공진기
130: 제 2 전송선로
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수신 신호중 원하는 주파수대역의 신호만을 통과시키는 여파기에 있어서, 상기 수신신호를 수신하는 수신수단; 소정의 중심 주파수 대역에서만 공진하며, 상기 수신수단을 통해 수신된 신호중 공진을 발생한 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 공진수단; 및 상기 공진수단을 통해 여과된 신호를 출력하는 송신수단을 구비하되, 상기 공진수단은, 통과대역에서는 손실이 적으면서도 주파수 응답이 굴곡없이 평탄하고, 저지대역에서는 원하지 않는 부분의 신호를 모두 제거하며, 통과대역에서 저지대역으로의 곡선특성을 갖는 마이크로스트립선로로 이루어진 끊어진 형태의 링(ring) 공진기인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기의 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여파기는, 신호를 수신하는 제 1 전송선로(110)와, 소정의 중심 주파수 대역에서만 공진하며, 제 1 전송선로(110)를 통해 수신된 신호중 공진을 발생한 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 공진기(120)와, 공진기(120)를 통해 여과된 신호를 출력하는 제 2 전송선로(130)로 구성된다.
제 1 및 제 2 전송선로(110, 130)는 각각 마이크로스트립 선로이다.
공진기(120)는, 통과대역에서는 손실이 적으면서도 주파수 응답이 굴곡없이 평탄하고, 저지대역에서는 원하지 않는 부분의 신호를 모두 제거하며, 통과대역에서 저지대역으로의 곡선특성을 갖는 마이크로스트립선로로 이루어진 끊어진 형태의 링(ring) 공진기이다.
도 2는 일반적인 여파기의 특성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 여파기와 종래의 병렬 결합선 여파기의 길이를 비교한 비교도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기의 특성도이다.
일반적으로, 마이크로스트립 선로의 공진기를 설계할 때 원하는 공진 주파수의 파장을 λ라고 하면, 공진기의 길이는 도 3에서와 같이 λ/4 및 λ/2 등으로 설계한다.
본 발명에서 제안한 끊어진 형태의 링 공진기의 경우는 끊겨진 양쪽 부분에서 발생하는 커플링(coupling)으로 인하여 저속파(slow wave) 효과를 얻을 수 있으므로, 도 3에서와 같이 λ/4 및 λ/2로 공진 주파수를 계산하여 설계할 경우, 예측 값 보다 더욱 낮은 공진주파수를 얻을 수 있다.
따라서, 계산 값보다 약간 작은 값을 실험적으로 구하여 공진기의 길이를 결정하면 된다.
이와 같이, 공진기를 설계하고 양쪽 옆에 전송선로를 설계하여 입력단과 수신단을 만들면 된다.
입력단의 전송선로로 들어온 신호는 원하는 주파수대역에서 설계된 끊겨진 형태의 링 공진기에서 공진이 일어나 다른 한 쪽의 수신단 전송선로로 신호가 전달된다.
끊겨진 형태의 링 공진기는 설계상의 이유로 우수한 여파기의 특성을 갖는다.
실험결과 끊어진 형태의 링 공진기의 특성은 도 4에 나타나 있는 것과 같이 중심주파수 1.5GHz, 대역폭 42Mhz, 삽입손실 2.58dB, 평탄한 통과대역 특성, 전이대역이 약 100MHz로 우수한 여파기의 요건을 만족시킨다. 이는, 종래의 coupled line 공진기로 설계할 경우 4단으로 설계한 것과 같은 효과를 갖는다.
또한 끊겨진 링 공진기는 끊겨진 양쪽 부분에서 발생하는 coupling으로 인하여 slow wave효과를 얻을 수 있으므로 앞과 같이 λ/4, λ/2로 공진 주파수를 계산하여 설계할 경우, 예측 값 보다 더욱 낮은 공진주파수를 얻을 수 있다.
실험결과 1.52GHz에서 공진이 일어나도록 λ/4=3.42cm로 공진기를 설계하여 측정하였더니 실제로는 1.43GHz에서 공진이 일어났다. 즉, 끊겨진 형태의 링 공진기는 같은 성능을 가지는 다른 여파기에 비하여도 보다 작은 크기를 가지고 제작 가능한 것이다.
원하는 주파수 대역의 여파기를 설계하기 위해서는 도1의 끊겨진 형태의 링 공진기 부분에서 끊겨진 부분의 마이크로스트립 길이를 미세하게 조절하여 원하는 공진주파수에 공진기를 정확하게 만들 수 있다. 이와 같이 끊겨진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기는 기존의 마이크로스트립 형태의 공진기를 이용한 여파기보다 소형화, 경량화를 이룩함으로서 현재 서비스중인 개인휴대통신 등 이동 통신용 부품시장에 적합하다고 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 마이크로스트립선로 병렬 결합형태의 여파기(310)가 본 발명의 끊어진 형태의 링 공진기를 여파기(320) 보다 길이가 매우 긴 것을 알 수 있다.
실질적으로, 본 발명의 끊겨진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기는 크기를 종래의 기존의 마이크로스크립선로 병렬 결합 형태의 여파기와 비교할 경우 2/5 정도로 줄어든다.
따라서, 현재 널리 쓰이고 있는 휴대용 단말기의 기술이 추구하는 바는 단말기의 소형화, 경량화인데 종래의 병렬 결합형 여파기는 그 크기가 커서 휴대용 단말기 및 위성 통신용 소자로서 적절치 못하였으나, 본 발명의 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기는 크기가 작아지게 되므로 휴대용 단말기에 사용이 가능하다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 여파기는, 원하는 주파수대역만 통과시키도록 기판 위에 마이크로스트립 라인으로된 끊어진 형태의 링 공진기로 구현하여, 길이를 매우 짧게 줄이고 점유 면적을 현저하게 감소시키므로써, 통신용 부품의 소형화에 기여할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 수신 신호중 원하는 주파수대역의 신호만을 통과시키는 여파기에 있어서,상기 수신신호를 수신하는 수신수단;소정의 중심 주파수 대역에서만 공진하며, 상기 수신수단을 통해 수신된 신호중 공진을 발생한 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 공진수단; 및상기 공진수단을 통해 여과된 신호를 출력하는 송신수단을 구비하되,상기 공진수단은,통과대역에서는 손실이 적으면서도 주파수 응답이 굴곡없이 평탄하고, 저지대역에서는 원하지 않는 부분의 신호를 모두 제거하며, 통과대역에서 저지대역으로의 곡선특성을 갖는 마이크로스트립선로로 이루어진 끊어진 형태의 링(ring) 공진기인 것을 특징으로 하는 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기.
- 제 1 항에 있어서,상기 수신수단 및 상기 송신수단은 각각,마이크로스트립 선로인 것을 특징으로 하는 끊어진 형태의 링 공진기를 이용한 여파기.
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