KR100332155B1 - Multiple Coupling Duplexer with Common Dielectric - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공진기를 이용한 이동통신용 듀플렉서에 관한 것으로, 특히 다중결합 공통 유전체 공진기를 갖은 듀플렉서에 관한 것이다.The present invention relates to a duplexer for mobile communication using a resonator, and more particularly, to a duplexer having a multiple coupling common dielectric resonator.
최근에 이동통신 서비스의 수요가 증가함에 따라 개인휴대통신(PCS),셀룰라(cellular) 이동전화 및 무선가입자망(WLL) 등의 이용자가 늘어났으며 또한 주파수 사용에 의한 불요파에 의한 통신 불량, 혼선, 통화 단절 등의 문제가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 원하지 않는 주파수를 걸러주는 마이크로파 회로가 필터인데, 인접 주파수와의 간섭을 최대한 줄이기 위해 스커트 특성이 아주 가파른 것을 요구하고 있다. 이런 특성을 얻기 위해서 Q값이 일반 집중소자(lumped elements)보다 훨씬 높으며, 높은 전력 시스템에도 사용 가능한 유전체 공진기를 사용하고 있다.Recently, as the demand for mobile communication service has increased, the number of users of personal mobile communication (PCS), cellular mobile telephone, and wireless subscriber network (WLL) has increased. Problems such as confusion and disconnection occur frequently. To solve this problem, a microwave circuit that filters out unwanted frequencies requires a very steep skirt to minimize interference with adjacent frequencies. To achieve this characteristic, the Q value is much higher than that of general lumped elements, and dielectric resonators are used that can be used for high power systems.
도 1은 종래의 유전체 공진기 듀플렉서이다.1 is a conventional dielectric resonator duplexer.
도 1에서 도시된 바와 같이, 종래의 유전체 공진기 듀플렉서는 금속재질의 케이스인 하우징(15) 내부를 다수의 공동(cavity)으로 나누는 칸막이(17), 각 공동부에 장착된 유전체 공진기(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f), 유전체 공진기 간의 인덕턴스 조절용 나사(18a, 18b), 하우징(15)의 측면에 부착된 입출력 커넥터(16a, 16b)와 연결된 결합용 동선(도시되지 않음), 하우징의 덮개(13)의 조정용 나사(11, 11a, 11b, 11c, 11d), 하우징(15)에 고정시키는 공진기 지지용 나사(도시되지 않음) 및 공진기 지지대(도시되지 않음)로 구비되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional dielectric resonator duplexer includes a partition 17 dividing an interior of a housing 15, which is a metal case, into a plurality of cavities, and dielectric resonators 14a and 14b mounted to each cavity. 14c, 14d, 14e, 14f, inductance adjusting screws 18a, 18b between dielectric resonators, coupling copper wire (not shown) connected to input / output connectors 16a, 16b attached to the side of housing 15, housing And a resonator support screw (not shown) and a resonator support (not shown) for fixing to the housing 13.
도 2는 종래의 유전체 공진기 듀플렉서의 전기적 등가회로이다.2 is an electrical equivalent circuit of a conventional dielectric resonator duplexer.
도 2에 도시된 바와 같이, 초단 동선에 의한 유도성 결합과 유전체 공진기에 의해 형성되는 병렬 LC 공진회로(22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e)와 격막에 의한 유도성 결합(21, 21a, 21b, 21c, 21d)으로 구성되어 전기적인 특성을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 2, parallel LC resonant circuits 22, 22a, 22b, 22c, 22d, and 22e formed by a dielectric resonator and inductive coupling by ultrashort copper wires and inductive couplings 21 and 21a by a diaphragm are shown. , 21b, 21c, and 21d) to obtain electrical characteristics.
입력단에 고주파가 들어오면 동선에 의해 자계가 형성되어 유도성 결합에 의해 전자계가 전달되고 이 에너지에 의해 유전체 공진기(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f)에서 공진이 발생한다. 이렇게 유전체 공진기(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f)에 의해 공진이 된 에너지는 다시 말단의 동선에 의해 유도성 결합(21e, 21f)이 이뤄져서 커넥터 출력 단자(16a, 16b)에 의해 출력된다.When high frequency enters the input terminal, a magnetic field is formed by the copper wire, and the electromagnetic field is transmitted by the inductive coupling, and the energy causes resonance in the dielectric resonators 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, and 14f. The energy resonated by the dielectric resonators 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, and 14f is again inductively coupled to each other by inductive coupling (21e, 21f) by the copper wire at the end, and thus is connected by the connector output terminals (16a, 16b). Is output.
그러나, 상기와 같은 종래의 유전체 공진기 필터는 그 전기적 특성을 나타내는 스커트 특성이 완만하게 되므로, 이를 개선시키기 위해서 공진기의 단수를 증가시켜야 하기 때문에 생산 단가가 증가되고 공진기를 조정하는 시간이 많이 걸리게 되는 문제점이 있다.However, the conventional dielectric resonator filter as described above has a gentle skirt characteristic indicating its electrical characteristics, so that the number of stages of the resonator must be increased in order to improve it, which increases the production cost and takes a long time to adjust the resonator. There is this.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 다중 결합공통 유전체 공진기를 갖은 듀플렉서는 공진기의 개수를 줄이면서 가파른 스커트 특성을 얻는데 목적이 있다.Accordingly, a duplexer having a multiple coupling common dielectric resonator of the present invention devised to solve the above problems is aimed at obtaining steep skirt characteristics while reducing the number of resonators.
도 1은 종래의 유전체 공진기 듀플렉서를 나타낸 사시도1 is a perspective view showing a conventional dielectric resonator duplexer
도 2는 도 1의 전기적인 등가회로도2 is an electrical equivalent circuit diagram of FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 유전체 공진기 듀플렉서를 나타낸 사시도3 is a perspective view of a dielectric resonator duplexer according to the present invention;
도 4는 도 3의 A 부분을 나타낸 요부 상세도4 is a detailed view illustrating main parts of the portion A of FIG. 3;
도 5는 도 3의 전기적 등가회로도5 is an electrical equivalent circuit diagram of FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
30a : 하우징 31a, 31b : 금속 루프30a: housing 31a, 31b: metal loop
32a, 32b, 32c : 입출력 커넥터 32d : 동축형 금속봉32a, 32b, 32c: I / O connector 32d: coaxial metal rod
33a, 33b, 33c, 33d, 33e : 유전체 공진기 50 : 하우징 덮개33a, 33b, 33c, 33d, 33e: dielectric resonator 50: housing cover
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중 결합 공통 유전체 공진기를 갖는 듀플렉서는 내부 공간에 다수의 공동을 가지며 고주파 신호를 입출력하기위한 입출력 커넥터가 형성된 하우징과, 입출력 커넥터와의 결합을 유도하기 위한금속 루프와, 하우징의 공동에 각각 장착되어 금속 루프로부터 전송되는 신호전력을 원하는 주파수 대역으로 공진시키는 유전체 공진기와, 유전체 공진기 간의 인덕턴스 결합을 위한 금속 격막과, 금속 격막 사이에 인덕턴스를 조절하기 위해 하우징 덮개에 설치된 조절용 나사와, 유전체 공진기의 공진 특성을 조절하기 위해 상기 유전체 공진기가 놓인 수직축에 일치하도록 상기 하우징 덮개에 설치된 조정 나사와, 입출력 커넥터로부터 유도된 전자계를 유전체 공진기와 결합시키기 위한 동축형 금속봉으로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a duplexer having a multiple coupling common dielectric resonator of the present invention has a plurality of cavities in an inner space and a housing in which an input / output connector for inputting and outputting high frequency signals is formed, and for inducing coupling with an input / output connector. A dielectric resonator for resonating the signal power transmitted from the metal loop to a desired frequency band, each of which is mounted in the cavity of the housing, the metal diaphragm for inductance coupling between the dielectric resonators, and the housing for adjusting the inductance between the metal diaphragms. Adjustment screws installed on the cover, adjustment screws installed on the housing cover to match the vertical axis of the dielectric resonator to adjust the resonance characteristics of the dielectric resonator, and coaxial metal rods for coupling the electromagnetic field induced from the input / output connector to the dielectric resonator By this It characterized by eojim.
도 3은 본 발명의 유전체 공진기 듀플렉서를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A 부분의 요부 상세도이다.3 is a perspective view illustrating the dielectric resonator duplexer of the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of the main portion A of FIG. 3.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유전체 공진기 듀플렉서는 내부 공간에 다수의 공동(cavity)이 형성되어 있는 하우징(30a)과 고정용 금속판(30b)을 고정용 나사로 고정한다. 다수의 공동의 가운데에는 링형 유전체 공진기(33a, 33b, 33c, 33d, 33e)가 장착된다. 각 유전체 공진기 간의 인덕턴스 결합을 위한 금속 격막(61a, 61b, 61c, 61d, 61e)과 금속 격막 사이에 인덕턴스를 조절하기 위해 하우징 덮개(50)로부터 내려오는 조절용 나사(34a, 34b, 34c, 34d)가 설치된다. 외부로부터 들어오는 고주파 신호를 입력시키는 입력 커넥터(32a, 32b, 32c)와 입력 커넥터로부터 유도된 전자계를 유전체 공진기(33a, 33b, 33c, 33d, 33e)와 결합시키기 위한 동축형 금속봉(32d)과 유전체 공진기와 입출력단자와의 결합을 유도하기 위해 금속 루프(31a, 31b)가 연결된다. 또한, 유전체 공진기의 공진 특성을 조절하기 위한 하우징 덮개(50)에 장착된 조정 나사와 원판(51a, 51b, 51c, 51d, 51e)은 유전체 공진기(33a, 33b, 33c, 33d, 33e)가 놓인 수직축에 일치하도록 설치된다.As shown in FIGS. 3 and 4, the dielectric resonator duplexer of the present invention fixes the housing 30a and the fixing metal plate 30b in which a plurality of cavities are formed in the internal space with fixing screws. In the center of the plurality of cavities are ring-shaped dielectric resonators 33a, 33b, 33c, 33d, 33e. Adjusting screws 34a, 34b, 34c, 34d coming down from the housing cover 50 to adjust the inductance between the metal septums 61a, 61b, 61c, 61d, 61e and the metal septum for inductance coupling between each dielectric resonator. Is installed. Input connectors 32a, 32b, 32c for inputting high frequency signals from the outside, and coaxial metal rods 32d and dielectrics for coupling the electromagnetic fields induced from the input connectors with the dielectric resonators 33a, 33b, 33c, 33d, 33e. Metal loops 31a and 31b are connected to induce coupling between the resonator and the input / output terminals. In addition, the adjusting screws and the discs 51a, 51b, 51c, 51d, and 51e mounted on the housing cover 50 for adjusting the resonance characteristics of the dielectric resonator are placed with the dielectric resonators 33a, 33b, 33c, 33d, 33e. It is installed to coincide with the vertical axis.
본 발명의 유전체 공진기(33a, 33b, 33c, 33d, 33e)는 지그재그형으로 배열이 되면서 가운데 장착되는 유전체 공진기(33b)가 송수신 필터에 동시에 사용되게되는데 일렬로 배치하는 것이 아니라 서로 엇갈리게 배치함으로서 전체적인 부피가 줄어들 수 있게 된다.The dielectric resonators 33a, 33b, 33c, 33d, and 33e of the present invention are arranged in a zigzag shape, and the dielectric resonators 33b mounted in the center are used simultaneously in the transmission / reception filter. The volume can be reduced.
또한, 유전체 공진기(33a, 33b, 33c, 33d, 33e)는 제 1공진기(33a), 제 2공진기(33b), 제 3공진기(33d), 제 4공진기(33c), 제 5공진기(33e)라고 지칭하며, 제2공진기(33b)가 송수신 필터에 공통적으로 들어가는 공진기가 되며, 수신일 경우는 제 3,2,1 공진기의 순(혹은 제 5, 2, 4 공진기의 순)으로 결합되며, 송신일 경우는 제 4, 2, 5 공진기의 순(혹은 제 1, 2, 3 공진기의 순)으로 결합되게 된다. 입출력 커넥터에 인접한 공동에는 입력 커넥터(32a, 32b)와 유전체 공진기간의 루프를 이루는 금속 루프(31a, 31b)가 설치된다. 유전체 공진기가 놓이는 공동은 제작상 편의를 위하여 가장자리 부분을 곡면으로 설계하며, 하우징의 상측 개구부는 하우징 덮개(50)에 의하여 밀폐된다.In addition, the dielectric resonators 33a, 33b, 33c, 33d, 33e include the first resonator 33a, the second resonator 33b, the third resonator 33d, the fourth resonator 33c, and the fifth resonator 33e. The second resonator 33b becomes a resonator common to the transmission / reception filter, and in case of reception, the second resonator 33b is combined in the order of the third, second and first resonators (or the order of the fifth, second and fourth resonators). In the case of transmission, the fourth, second and fifth resonators are combined in order (or first, second and third resonators). In the cavity adjacent to the input / output connector, metal loops 31a and 31b forming a loop of the dielectric resonance period with the input connectors 32a and 32b are provided. The cavity in which the dielectric resonator is placed is designed to have a curved edge portion for manufacturing convenience, and the upper opening of the housing is closed by the housing cover 50.
도 5는 본 발명에 따른 유전체 공진기 듀플렉서의 전기적 등가회로이다.5 is an electrical equivalent circuit of a dielectric resonator duplexer according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 외부의 고주파 신호가 커넥터 입력단자에 입력되면 커플링 동선(74 혹은 75)에 의하여 인덕턴스(71d 혹은 71g)에 전류가 흘러 자계가 발생되고, 이 유도성 결합에 의해 전계가 제 3공진기(혹은 제 5공진기)에 해당되는 병렬 LC회로(72c 혹은 72e)에 전달되어 에너지가 공진이 된다. 그리고 격막에 의한 인덕턴스 결합(71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 71f, 71g)에 의하여 다음의 유전체 공진기로 전자계가 전파되어 나간다. 이때 제 2공진기는 송신 필터이거나 수신 필터일 때 동시에 사용되므로 회로에서 공통으로 사용되는 병렬 LC 공진회로(72b)로 도시되어 있다.As shown in FIG. 5, when an external high frequency signal is input to the connector input terminal, a current flows through the inductance 71d or 71g by the coupling copper wire 74 or 75 to generate a magnetic field. The electric field is transmitted to the parallel LC circuit 72c or 72e corresponding to the third resonator (or fifth resonator), so that energy is resonated. The electromagnetic field propagates to the next dielectric resonator by the inductance coupling 71a, 71b, 71c, 71d, 71e, 71f, 71g by the diaphragm. In this case, since the second resonator is used simultaneously when the transmission filter or the reception filter, the second resonator is illustrated as a parallel LC resonant circuit 72b commonly used in the circuit.
상술한 바와 같이 본 발명의 다중 결합 공통 유전체 공진기를 갖은 듀플렉서는 공진기를 지그재그 형태로 배열하기 때문에 공진기가 차지하는 공간이 줄어들어 듀플렉서가 소형화되고, 또한, 각 공진기 중의 두 번째 공진기가 송/수신 필터에 공통적으로 결합되므로 공진기의 개수가 줄어들어 크기가 감소하면서도 가격이 저렴할 뿐만 아니라 스커트 특성도 개선된다.As described above, since the duplexer having the multi-coupled common dielectric resonator of the present invention arranges the resonators in a zigzag form, the space occupied by the resonator is reduced, so that the duplexer is miniaturized. Since the number of resonators is reduced, the size of the resonator is reduced and the price is reduced, and the skirt characteristics are improved.
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