KR100353593B1

KR100353593B1 - 유전체 필터, 듀플렉서 및 통신 장치

Info

Publication number: KR100353593B1
Application number: KR1019990049931A
Authority: KR
Inventors: 타다히토시; 히로시마모토하루; 가토히데유키
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2002-09-26
Also published as: JP2000209004A; CN1254201A; US6281768B1; DE69937818D1; EP1001479B1; EP1001479A1; DE69937818T2; CN1140007C; KR20000047623A; JP3498649B2

Abstract

본 발명은 대역 저지 필터 특성과 대역 통과 필터 특성을 모두 갖춘 유전체 필터, 듀플렉서 및 그들을 이용한 통신 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 유전체 블록(1)내에 공진 선로용 구멍(4a∼4d)을 형성하여 대역 통과 필터 특성을 가지게 하고, 또한 구멍(4d)의 공진 선로에 인터디지털 결합하는 여진 선로를 구멍(9)에 형성하고, 구멍(4d)의 공진 선로에 인터디지털 결합하는 공진 선로를 구멍(5a)에 형성하고, 구멍(9)의 여진 선로에 인터디지털 결합하는 공진 선로를 구멍(5b)에 형성한다. 이에 의해 2단의 트랩을 구비한 대역 통과 필터를 구성한다.

Description

유전체 필터, 듀플렉서 및 통신 장치{Dielectric filter, duplexer and communication apparatus}

본 발명은 고주파회로에 적용되는 유전체 필터, 듀플렉서 및 그들을 이용한 통신 장치에 관한 것이다.

유전체 블록에 복수의 공진 선로를 형성하고, 대역 통과 특성과 대역 저지 특성을 겸하여 가진 유전체 필터로서, ① 일본국 특허공개공보 8-32313호 및 ② 일본국 특허공개공보 8-330806호가 개시되어 있다. 이들 유전체 필터는, 유전체 블록 내에 복수의 공진 선로를 콤라인 결합시킴으로써 대역 통과 특성을 가지게 함과 동시에, 트랩 공진기도 형성하여, 감쇠극을 형성하도록 한 것이다.

본 종래기술에 따른 듀플렉서의 예를 도 10a∼도 10d에 나타낸다. 도 10a∼도 10d는 듀플렉서의 투영도이며, 도 10a는 정면도, 도 10b는 좌측면도, 도 10c는 우측면도, 도 10d는 상면도이다.

이 듀플렉서는 직방체 형상의 유전체 블록에 대해 각종 구멍 및 전극을 형성하여 이루어진다. 즉 2(2a, 2b, 2c), 3, 4,(4a, 4b, 4c, 4d), 5는 공진 선로용 구멍이고, 이들의 내면에 내부 도체를 형성함으로써 공진 선로를 구성하고 있다. 7, 8, 9는 여진 선로용 구멍이며, 그들의 내면에 내부 도체를 형성함으로써 여진 선로를 구성하고 있다. 도면 중에서 L1, L2, … Ld는 뒤에 나오는 등가회로에서 참조하기 위해, 상기 각종 선로에 붙인 일련 번호이다.

도 11은 도 10a∼도 10d에 도시한 듀플렉서의 등가회로도이다. 도 11에서 Z12가 π/2[rad](이하, 위상각의 단위 rad를 생략하여 표기한다)의 위상회로로서 작용하기 때문에, (Z1, Z12)가 트랩 공진기로서 작용한다. Z3, Z4, Z5는 순서대로 콤라인 결합된 3단 공진기로서 작용한다. Z7, Z8, Z9, Za도 순서대로 콤라인 결합된 4단 공진기로서 작용한다. 또한, Zbc는 π/2의 위상회로로서 작용하기 때문에, (Zc, Zbc)는 트랩 공진기로서 작용한다.

도 12a 및 도 12b는 상기 듀플렉서의 통과 특성을 나타내는 도면이다. 도 12a는 수신 필터 부분의 통과 특성을 나타내고, 도 12b는 송신 필터 부분의 통과 특성을 나타낸다. 수신 필터에서는 수신 주파수 대역을 통과시킴과 함께 송신 주파수 대역을 감쇠시키고, 송신 필터에서는 송신 주파수 대역을 통과시킴과 함께 수신 주파수 대역을 감쇠시킨다.

그러나, 상기 일본국 특허공개공보 ①, ②에 나타나 있는 종래기술에 따른 유전체 필터에서는, 콤라인 결합의 결합 회로에 의해 발생하는 유극 및 하나의 트랩 공진기에 의해 감쇠 특성을 가지게 할 수 있지만, 결합 회로에서 얻어지는 유극은, 그 유극의 깊이(감쇠량)를 변화시킬 수 없다. 또한, 유극의 위치를 통과 대역에 가깝게 하기 위해서는, 공진기간의 피치(공진 선로용 구멍의 간격)를 좁게 할 필요가 있지만, 공진기간의 피치를 좁게 하면 공진기의 Qo가 악화된다는 문제도 발생한다.

또한, 상기 종래기술에 따른 유전체 필터에서는, 콤라인 결합하는 복수의 공진 선로중 첫 번째 단 또는 마지막 단의 공진 선로에 여진 선로를 결합시켜 외부결합을 얻도록 함과 동시에, 그 여진 선로에 인접하여 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하는 것이기 때문에, 트랩 공진기에서는 단일 감쇠극밖에 얻을 수 없다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해소한 대역 저지 필터 특성과 대역 통과 필터 특성 모두를 구비한 유전체 필터, 듀플렉서 및 그들을 이용한 통신 장치를 제공하는데 있다.

도 1a∼도 1d는 제 1 실시형태에 관한 듀플렉서의 투영도이다.

도 2는 제 1 실시형태에 관한 듀플렉서의 등가회로도이다.

도 3a 및 도 3b는 제 1 실시형태에 관한 듀플렉서의 수신 필터 부분 및 송신 필터 부분의 통과 특성도이다.

도 4a∼도 4d는 제 2 실시형태에 관한 유전체 필터의 투영도이다.

도 5는 제 2 실시형태에 관한 유전체 필터의 등가회로도이다.

도 6a∼도 6d는 제 3 실시형태에 관한 유전체 필터의 투영도이다.

도 7a 및 도 7b는 제 4 실시형태에 관한 선로부분의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 8은 제 5 실시형태에 관한 듀플렉서의 평면도이다.

도 9는 제 6 실시형태에 관한 통신 장치의 고주파 회로부의 블록도이다.

도 10a∼도 10d는 종래 듀플렉서의 투영도이다.

도 11은 종래 듀플렉서의 등가회로도이다.

도 12a 및 도 12b는 종래 듀플렉서의 통과 특성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 유전체 블록 2, 3, 4, 5 : 공진 선로용 구멍

7, 8, 9 : 여진 선로용 구멍 6 : 어스 구멍

10 : 외부 도체 12, 13, 14, 15 : 공진 선로

17, 18, 19 : 여진 선로 21 : 유전체 기판

27 : 송신 단자 전극 28 : 안테나 단자 전극

29 : 수신 단자 전극 30 : 입력 단자 전극

31 : 출력 단자 전극

본 발명은, 유전체 블록내, 유전체 기판내, 또는 유전체 기판상에 복수의 공진 선로를 형성하고, 인접하는 소정의 공진 선로의 개방단을 동일 방향으로 향하여 콤라인 결합시키고, 상기 복수의 공진 선로중 하나의 공진 선로에 각각 인터디지털 결합하는 제 1 트랩 공진기용 공진 선로와 신호 입출력용 여진 선로, 및 상기 여진 선로에 인터디지털 결합하는 제 2 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하여 유전체 필터를 구성한다.

이와 같이, 유전체 블록내, 유전체 기판내, 또는 유전체 기판상에 형성한 복수의 공진 선로중, 인접하는 소정의 공진 선로가 콤라인 결합하여, 그 부분에서 대역 통과 필터 특성을 야기한다. 또한 복수의 공진 선로중 하나의 공진 선로와 인터디지털 결합하는 제 1 트랩 공진기용 공진 선로에 의해 제 1 감쇠극이 발생하고, 신호 입출력용 여진 선로와 제 2 트랩 공진기용 공진 선로의 인터디지털 결합에 의해 제 2 감쇠극이 발생한다. 이 제 1 감쇠극과 제 2 감쇠극이 발생함으로 인해, 비교적 넓은 주파수 대역에 대해 크게 감쇠시킬 수 있고, 통과 대역의 저역측 또는 고역측의 감쇠 특성을 크게 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 유전체 블록내, 유전체 기판내, 또는 유전체 기판상에 각각 소정의 공진 선로들이 결합하는 복수의 공진 선로로 이루어지는 송신 필터와 수신 필터를 형성하고, 수신 필터의 마지막 단의 공진 선로와 그 공진 선로에 결합하는 여진 선로에, 또는 송신 필터의 첫번째 단의 공진 선로와 그 공진 선로에 결합하는 여진 선로에, 각각 인터디지털 결합하는 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하여 듀플렉서를 구성한다.

이와 같이 구성한 것에 의해, 수신 필터의 마지막 단의 공진 선로와 그 공진 선로에 결합하는 여진 선로에 대해 각각 인터디지털 결합하는 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하면, 두 개의 트랩 공진기용 공진 선로에 의한 감쇠극을 갖는 수신 필터 특성을 얻을 수 있다. 또한, 송신 필터의 첫번째 단의 공진 선로와, 그 공진 선로에 결합하는 여진 선로에 대해 각각 인터디지털 결합하는 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하면, 두개의 트랩 공진기용 공진 선로에 의한 감쇠극을 갖는 송신 필터 특성을 얻을 수 있다. 이에 의해, 송신 주파수 대역을 크게 감쇠시키는 수신 필터의 특성을 용이하게 얻을 수 있고, 또한 수신 주파수 대역을 크게 감쇠시키는 송신 필터를 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 유전체 필터 또는 듀플렉서를 고주파 회로부에 형성하여 통신 장치를 구성한다.

본 발명의 제 1 실시형태에 관한 듀플렉서의 구성을 도 1a∼도 3b를 참조하여 설명한다.

도 1a∼도 1d는 듀플렉서의 투영도로서, 도 1a는 정면도, 도 1b는 좌측면도 도 1c는 우측면도, 도 1d는 상면도이다. 단, 도 1a에 나타내는 면이 회로기판에 대한 실장면이다.

이 듀플렉서는, 직방체 형상의 유전체 블록(1)에 대해 각종 구멍 및 전극을 형성하여 이루어진다. 즉 2(2a, 2b, 2c), 3, 4(4a, 4b, 4c, 4d), 5(5a, 5b)는 공진 선로용 구멍이고, 그들의 내면에 내부 도체를 형성함으로써 공진 선로를 구성하고 있다. 7, 8, 9는 여진 선로용 구멍이며, 그들의 내면에 내부 도체를 형성함으로써 여진 선로를 구성하고 있다. 공진 선로에는 구멍의 내부에서 g로 나타내는 전극 비형성부를 형성하고, 구멍의 내부에 개방단을 형성하고 있다. 또한, 도면중 L1, L2 … Ld는 나중에 나타낼 등가회로에서 참조하기 위해, 상기 각종 선로에 붙인 일련 번호이다.

6(6a, 6b, 6c, 6d, 6e)은 각각 어스 구멍이며, 이들 내면의 모든 면에 내부 도체를 형성하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는, 후술하는 단자 전극 이외의 영역에 외부 도체(10)를 형성하고 있다. 어스 구멍(6)의 내부 도체는 유전체 블록(1)의 대향하는 양단의 외부 도체에 전기적으로 도통하여 있다.

여진 선로용 구멍(7)의 한쪽 단에는 송신 단자 전극(27)을 형성하고 있다. 여진 선로용 구멍(7)의 내부 도체의 한쪽 단은 이 송신 단자 전극(27)에 도통되어 있고, 다른쪽 단은 외부 도체(10)에 도통되어 있다. 여진 선로용 구멍(8)의 한쪽 단에는 안테나 단자 전극(28)을 형성하고 있다. 여진 선로용 구멍(8)의 내부 도체의 한쪽 단은 이 안테나 단자 전극(28)에 도통되어 있고, 다른쪽 단은 외부 도체(10)에 도통되어 있다. 마찬가지로 여진 선로용 구멍(9)의 한쪽 단에는 수신 단자 전극(29)을 형성하고 있고, 여진 선로용 구멍(9)의 내부 도체의 한쪽 단은 이 수신 단자 전극(29)에 도통되어 있고, 다른쪽 단은 외부 도체(10)에 도통되어 있다.

이상과 같이 구성한 듀플렉서의 작용은 다음과 같다. 먼저, 공진 선로용 구멍(2a, 2b, 2c)에 형성한 공진 선로는, 각각의 공진 선로의 개방단이 동일 방향으로 향하여 있고, 콤라인 결합한다. 공진 선로용 구멍(2c)에 형성한 공진 선로와 여진 선로용 구멍(8)에 형성한 여진 선로는 인터디지털 결합한다. 또한, 공진 선로용 구멍(2a)에 형성한 공진 선로와 여진 선로용 구멍(7)에 형성한 여진 선로가 인터디지털 결합한다. 더욱이, 공진 선로용 구멍(3)에 형성한 공진 선로와 여진 선로용 구멍(7)에 형성한 여진 선로가 인터디지털 결합한다. 어스 구멍(6a)은 공진 선로용 구멍(3)과 공진 선로용 구멍(2a)의 공진 선로간의 결합을 끊는다. 이에 의해, 송신 단자 전극(27)과 안테나 단자 전극(28)의 사이가, 소정의 주파수 대역을 통과시키고 아울러 하나의 감쇠극을 갖는 송신 필터로서 작용한다.

또한, 공진 선로용 구멍(4a, 4b, 4c) 각각의 공진 선로는, 각각의 개방단이 동일 방향으로 향해 있고, 콤라인 결합한다. 공진 선로용 구멍(4c)의 공진 선로와 공진 선로용 구멍(4d)의 공진 선로는 인터디지털 결합한다. 이 네개의 공진 선로에 의한 4단의 공진기에 의해 대역 통과 필터 특성을 갖게 한다. 또한, 공진 선로용 구멍(4d)의 공진 선로와 공진 선로용 구멍(5a)의 공진 선로는 인터디지털 결합하고, 공진 선로용 구멍(5a)과 공진 선로용 구멍(5b)의 공진 선로 사이가 인터디지털 결합한다. 동시에 공진 선로용 구멍(4d)의 공진 선로와 여진 선로용 구멍(9)의 여진 선로가 인터디지털 결합한다. 또한, 어스 구멍(6c, 6d)은 공진 선로용 구멍(4c)과 공진 선로용 구멍(5a)의 공진 선로간 결합을 끊고, 어스 구멍(6e)은 공진 선로용 구멍(5a)과 공진 선로용 구멍(5b)의 공진 선로간 결합을 끊는다. 이에 의해 4단째의 공진 선로용 구멍(4d)의 공진 선로와 여진 선로용 구멍(9)의 여진 선로가 π/2 이상회로를 구성하고, 공진 선로용 구멍(5a, 5b)의 공진 선로가 각각 트랩 공진기로서 작용하고, 두 개의 트랩 공진기가 π/2에서 이상결합하게 된다. 따라서, 안테나 단자 전극(28)과 수신 단자 전극(29)의 사이가, 소정의 주파수 대역을 통과시키고 아울러 두 개의 트랩 공진기에 의한 감쇠극을 구비한 수신 필터로서 작용하게 된다.

도 2는 도 1a∼도 1d에 도시한 듀플렉서의 등가회로도이다. 여기서, Z1, Z2 등의 첨자는, 도 1a∼도 1d에 도시한 선로의 일련 번호에 대응하며, 예를 들면 Z1는 도 1a∼도 1d에 도시한 선로 L1에 대응하고, Z2는 도 1a∼도 1d에 도시한 선로 L2에 대응한다. 또한, Z1, Z2와 같이 한 자릿수의 첨자를 붙여 나타내는 임피던스는 공진 선로 및 여진 선로의 자기용량에 의한 임피던스이고, Z12, Z23 등과 같이 두 자릿수의 첨자를 붙여 나타내는 임피던스는 결합하는 공진 선로들 또는 공진 선로와 여진 선로 사이에 발생하는 상호 용량에 의한 임피던스이다. 예를 들어, Z12는 선로 L1, L2 사이의 상호용량에 대응하고, Z23은 선로 L2, L3 사이의 상호용량에 대응한다.

여기서, 공진기의 자기용량을 Ci, 공진기의 상호용량을 Cij, 유전체 블록의 비유전율을 εr, 광속을 vc로 하면 일반적으로 다음과 같이 표시된다.

Zi = √(εr)/(vc·Ci)

Zij = √(εr)/(vc·Cij)

도 2에서 Z12가 π/2인 이상회로로서 작용하기 때문에, (Z1, Z12)가 트랩 공진기로서 작용한다. Z3, Z4, Z5는 순서대로 콤라인 결합된 3단 공진기로서 작용한다. Z7, Z8, Z9, Za는 순서대로 결합된 4단의 공진기로서 작용한다. 또한, Zac, Zbd는 각각 감쇠극을 발생시키는 주파수에서 전기 길이 π/2의 이상회로로서 작용하기 때문에, (Zc, Zac), (Zd, Zbd)는 각각 트랩 공진기로서 작용한다. 그리고 Zab가 트랩 공진기 사이의 π/2 이상회로로서 작용하기 때문에, 수신 필터에 두 개의 트랩 공진기가 접속된 구조가 된다.

도 3a 및 도 3b는 상기 듀플렉서의 통과 특성을 나타내는 도면이다. 도 3a는 수신 필터 부분의 통과 특성, 도 3b는 송신 필터 부분의 통과 특성이다. 이 예에서는, 저역측을 송신 주파수 대역으로 하고, 고역측을 수신 주파수 대역으로 하는 통신시스템에 적용하고 있다. 수신 필터에 있어서는, 수신 주파수 대역을 통과시킴과 함께, 그 저역측, 즉 송신 주파수 대역을 두 개의 감쇠극으로 감쇠시키게 된다. 이 특성에 의해 통과 대역 저역측의 감쇠곡선이 가파르게 되고, 아울러 송신 주파수 대역에서의 감쇠량이 커져 수신회로로의 송신 주파수 대역의 신호에 따른 방해를 충분히 억제할 수 있다.

본원발명은 상술한 결합 회로의 유극에 의해 감쇠극을 형성할 필요가 없기 때문에, 예를 들면 감쇠극 주파수를 통과 대역에 가깝게 하기 위해, 공진기간 피치(공진 선로용 구멍의 간격)를 좁힐 필요가 없고, 공진기간 피치를 넓힘으로써 Qo(Qodd)가 대폭 개선되고, 삽입손실특성이 개선된다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 수신 필터 부분에 두 개의 트랩 공진기를 형성하였지만, 마찬가지로 하여 송신 필터측에 두 개의 트랩 공진기를 형성할 수도 있다. 즉, 송신 필터의 첫번째 단의 공진 선로에 결합하는 여진 선로와 그 공진 선로에 각각 인터디지털 결합하는 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하면 된다.

다음으로, 제 2 실시형태에 관한 유전체 필터의 구성을 도 4a∼도 4d 및 도 5를 참조하여 설명한다.

이 유전체 필터는, 도 1a∼도 1d에 도시한 듀플렉서의 수신 필터 부분을 꺼내고, 아울러 그 입력단측에 또 하나의 트랩 공진기를 형성한 것에 상당한다. 즉, 이 유전체 필터는 직방체 형상의 유전체 블록(1)에 복수의 구멍 및 전극을 형성하여 이루어지며, 3, 4(4a, 4b, 4c, 4d), 5(5a, 5b)는 공진 선로용 구멍이고, 이들의내면에 내부 도체를 형성함으로써 공진 선로를 구성하고 있다. 8, 9는 여진 선로용 구멍이고, 그들의 내면에 내부 도체를 형성함으로써 여진 선로를 구성하고 있다. 공진 선로에는, 구멍의 내부에서 g로 나타내는 전극 비형성부를 형성하고, 구멍의 내부에 개방단을 형성하고 있다. 또한 6(6a, 6c, 6d, 6e)은 각각 어스 구멍이고, 이들 내면의 모든 면에 내부 도체를 형성하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는, 단자 전극 이외의 영역에 외부 도체(10)를 형성하고 있다. 어스 구멍(6)의 내부 도체는 유전체 블록(1)의 대향하는 양단의 외부 도체에 전기적으로 도통하고 있다.

여진 선로용 구멍(8)의 한쪽 단에는 입력 단자 전극(30)이 형성되어 있고, 여진 선로용 구멍(8)의 내부 도체의 한쪽 단은 입력 단자 전극(30)에 도통하여 있고, 다른쪽 단은 외부 도체(10)에 도통하여 있다. 마찬가지로 여진 선로용 구멍(9)의 한쪽 단에는 출력 단자 전극(31)이 형성되어 있고, 여진 선로용 구멍(9)의 내부 도체의 한쪽 단은 이 출력 단자 전극(31)에 도통하여 있고, 다른쪽 단은 외부 도체(10)에 도통하여 있다.

도 5는 도 4a∼도 4d에 도시한 유전체 필터의 등가회로도이다. 임피던스의 기호로 나타내는 각 선로의 의미는 제 1 실시형태의 경우와 동일하다. 도 5에서 Z16이 π/2의 이상회로로서 작용하기 때문에, (Z1, Z16)이 트랩 공진기로서 작용한다. Z7∼Za부분은 순서대로 결합한 4단 공진기로서 작용한다. Z9a부터 출력측(도면에서 우측)의 구조는 제 1 실시형태의 경우와 동일하다. 따라서 수신 필터에 합계 3개의 트랩 공진기가 접속된 구조가 된다. 이들 트랩 공진기의 공진 주파수를 적절히 설정함으로써, 통과 대역의 고역측, 저역측 또는 그 양측이 가파르게 감쇠하는대역 통과 필터를 얻을 수 있다.

다음으로, 제 3 실시형태에 관한 유전체 필터의 구성을 도 6a∼도 6d를 참조하여 설명한다.

제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에서는, 유전체 블록의 공진 선로용 구멍의 개방면에도 외부 도체를 형성하고, 공진 선로용 구멍의 내부에 전극 비형성부를 형성하여, 구멍의 내부에 개방단을 형성한 예를 나타내었는데, 이 제 3 실시형태에서는, 유전체 블록의 공진 선로용 구멍의 개방면에 공진 선로의 개방단을 형성하고 있다. 또한, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에서는 여진 선로를 형성하여 공진 선로와 결합시키도록 하였지만, 이 제 3 실시형태에서는 유전체 블록의 외면에 형성한 단자 전극을 공진 선로에 결합시키도록 하고 있다.

도 6a∼도 6d는 그 제 3 실시형태에 관한 듀플렉서의 투영도이며, 도 6a는 정면도, 도 6b는 좌측면도, 도 6c는 우측면도, 도 6d는 상면도이다. 단, 도 6a에 나타내는 면이 회로기판에 대한 실장면이다.

이 듀플렉서는 직방체 형상의 유전체 블록(1)에 대해 각종 구멍 및 전극을 형성하여 이루어진다. 즉 2(2a, 2b, 2c), 3, 4(4a, 4b, 4c, 4d), 5(5a, 5b)는 공진 선로용 구멍이고, 그들의 내면에 내부 도체를 형성함으로써 공진 선로를 구성하고 있다. 9는 여진 선로용 구멍이고, 그 내면에 내부 도체를 형성함으로써 여진 선로를 구성하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는 후술할 개방단 전극 및 단자 전극 이외의 영역에 외부 도체(10)를 형성하고 있고, 공진 선로용 구멍 및 여진 선로용 구멍의 한쪽 단부를 공진 선로 및 여진 선로의 단락단으로 하고 있다. 또한 공진선로용 구멍의 다른쪽 개구면에는 사각형 모양으로 넓어지는 개방단 전극을 형성하고 있다.

6(6c, 6d, 6e)은 각각 어스 구멍이고, 그들 내면의 모든 면에 내부 도체를 형성하고 있다. 어스 구멍(6)의 내부 도체는 유전체 블록(1)의 대향하는 양단의 외부 도체에 전기적으로 도통하고 있다.

27은 송신 단자 전극이며, 공진 선로용 구멍(2a, 3)의 개방단측 개구부의 근방에 형성되어 있다. 또한 28은 안테나 단자 전극이며, 공진 선로용 구멍(2c, 4a)의 개방단측 개구부의 근방에 형성되어 있다. 여진 선로용 구멍(9)의 한 단에는 수신 단자 전극(29)을 형성하고 있고, 여진 선로용 구멍(9)의 내부 도체의 한 단을 이 수신 단자 전극(29)에 도통시키고 있다.

이상과 같이 구성한 듀플렉서의 작용은, 제 1 실시형태에서 나타낸 것과 기본적으로 동일하다. 즉, 공진 선로용 구멍(2a, 2b, 2c)에 형성한 공진 선로는 각각의 공진 선로의 개방단 전극간의 정전용량에 의해 결합한다. 공진 선로용 구멍(2a, 3)에 형성한 각각의 공진 선로와 송신 단자 전극(27)은 그들간의 정전용량에 의해 결합한다. 마찬가지로, 공진 선로용 구멍(2c, 4a)에 형성한 각각의 공진 선로와 안테나 단자 전극(28)은, 그들간의 정전용량에 의해 결합한다. 이에 의해, 송신 단자 전극(27)과 안테나 단자 전극(28)의 사이가, 소정의 주파수 대역을 통과시키고 아울러 하나의 감쇠극을 갖는 송신 필터로서 작용한다.

또한, 공진 선로용 구멍(4a, 4b, 4c) 각각의 공진 선로는, 각각의 개방단 전극간의 정전용량에 의해 결합한다. 공진 선로용 구멍(4c, 4d, 5a, 5b) 및 어스 구멍(6c, 6d, 6e)의 작용은 도 1a∼도 1d에 도시한 제 1 실시형태의 경우와 마찬가지이다. 이에 의해 4단째의 공진 선로용 구멍(4d)의 공진 선로와 여진 선로용 구멍(9)의 여진 선로가 π/2 이상회로를 구성하고, 공진 선로용 구멍(5a, 5b)의 공진 선로가 각각 트랩 공진기로서 작용하고, 두 개의 트랩 공진기가 π/2에서 이상결합하게 된다. 따라서, 안테나 단자 전극(28)과 수신 단자 전극(29)의 사이가, 소정의 주파수 대역을 통과시키고 아울러 두 개의 트랩 공진기에 의한 감쇠극을 구비한 수신 필터로서 작용한다.

이상 설명한 실시형태에서는, 직방체 형상의 유전체 블록에 각종 구멍을 형성하고, 그 내면에 내부 도체를 형성함으로써 공진 선로, 여진 선로 및 어스용 선로를 각각 구성하였지만, 층을 이루는 유전체 기판에 의해 그들의 선로를 구성하여도 된다. 도 7a 및 도 7b는 그 한 예에 대해 보여주는 선로의 단면도이다. 도 7a는 두 장의 유전체 기판을 적층하기 전의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 7b는 적층상태에서의 단면도이다. 이와 같이 유전체 기판(21a, 21b)에 각각 홈을 형성하여 그들 홈의 내면에 내부 도체를 형성하고, 두 장의 유전체 기판(21a, 21b)을 적층함으로써 기판내부에 선로를 구성한다.

또한, 상기 각종 선로는 유전체 기판상에 구성하여도 된다. 도 8은 그 경우에 대해, 듀플렉서에 적용한 예를 나타내는 도면이다. 도 8에서 21은 유전체 기판이며, 그 상면에 공진 선로(12a, 12b, 12c, 13a, 14a, 14b, 14c, 14d, 15a, 15b)를 각각 형성하고 있다. 또한 여진 선로(17, 18, 19)를 각각 형성하고 있다. 여기서, 공진 선로(12a, 12b, 12c)는 각각 양단이 개방된 λ/2 공진기로서 작용하고, 콤라인 결합한다. 또한, 공진 선로(12a)와 여진 선로(17)는 인터디지털 결합하고, 여진 선로(17)와 공진 선로(13)의 사이도 인터디지털 결합한다. 공진 선로(12c)와 여진 선로(18)의 사이도 인터디지털 결합한다. 이에 의해 Tx단자와 ANT단자 사이가, 공진 선로(12a, 12b, 12c)에 의한 대역 통과 필터 특성과 공진 선로(13)의 트랩회로에 의한 대역 저지 필터 특성이 합성된 특성을 나타내게 된다.

또한, 도 8에서 공진 선로(14a, 14b, 14c)는 각각 양단이 개방된 λ/2 공진기로서 작용하고, 콤라인 결합한다. 또한 공진 선로(14c)와 공진 선로(14d)는 인터디지털 결합하고, 공진 선로(14d)와 여진 선로(19)가 인터디지털 결합하고, 공진 선로(14d)와 공진 선로(15a)가 인터디지털 결합하고, 여진 선로(19)와 공진 선로(15b)가 인터디지털 결합한다. 이에 의해 ANT단자와 Rx단자 사이가, 공진 선로(14a, 14b, 14c, 14d)에 의한 대역 통과 필터 특성과 공진 선로(15a, 15b)의 두 개의 트랩회로에 의한 대역 저지 필터 특성이 합성된 특성을 나타내게 된다.

다음으로 상기 유전체 필터 또는 듀플렉서를 이용한 통신 장치의 구성을 도 9를 참조하여 설명한다. 도면에서 ANT는 송수신 안테나, DPX는 듀플렉서, BPFa, BPFb, BPFc는 각각 대역 통과 필터, AMPa, AMPb는 각각 증폭회로, MIXa, MIXb는 각각 믹서, OSC는 오실레이터, DIV는 분주기(신시사이져)이다. MIXa는 DIV로부터 출력되는 주파수 신호를 변조 신호로 변조하고, BPFa는 송신주파수의 대역만을 통과시키고, AMPa는 이것을 전력 증폭하여 DPX를 통하여 ANT로부터 송신된다. BPFb는 DPX로부터 출력되는 신호중 수신 주파수 대역만을 통과시키고, AMPb는 그것을 증폭한다. MIXb는 BPFc로부터 출력되는 주파수신호와 수신신호를 믹싱하여 중간주파신호 IF를 출력한다.

도 9에 도시한 듀플렉서(DPX) 부분은 도 1a∼도 1d에 도시한 구조의 듀플렉서를 이용할 수 있다. 또한 통과 대역필터(BPFa, BPFb, BPFc)는 도 4a∼도 4d에 도시한 구조의 유전체 필터를 이용할 수 있다. 이와 같이 하여 대체로 소형인 통신 장치를 구성할 수 있다.

제 1 항에 관한 발명에 따르면, 두 개의 트랩 공진기에 의해 두 개의 감쇠극이 생기고, 비교적 넓은 주파수 대역에 대해 크게 감쇠시킬 수 있고, 통과 대역의 저역측 또는 고역측의 감쇠 특성을 크게 개선할 수 있다. 또한, 공진기간 피치와 무관하기 때문에, 공진기간 피치를 넓혀 Qo를 높일 수 있고, 통과 대역에 있어서의 삽입손실을 충분히 억제할 수 있다.

제 2 항에 관한 발명에 따르면, 송신 필터와 수신 필터의 어느 한쪽 또는 양쪽에 대해, 상대측 필터의 주파수 대역을 크게 감쇠시키는 특성을 구비하는 듀플렉서를 용이하게 얻을 수 있다.

제 3 항에 관한 발명에 따르면, 원하는 주파수 대역을 낮은 삽입손실로 통과시키고, 차단주파수 대역을 크게 감쇠시키는 소형의 필터 또는 듀플렉서를 이용함으로써, 고주파회로특성이 우수한 소형의 통신 장치를 얻을 수 있다.

Claims

유전체 블록내, 유전체 기판내, 또는 유전체 기판상에 복수의 공진 선로를 형성하고, 인접하는 소정의 공진 선로의 개방단을 동일 방향으로 향하여 콤라인 결합시키고, 상기 복수의 공진 선로중 하나의 공진 선로에 각각 인터디지털 결합하는 제 1 트랩 공진기용 공진 선로와 신호 입출력용 여진 선로, 및 상기 여진 선로에 인터디지털 결합하는 제 2 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하여 이루어지는 유전체 필터.
유전체 블록내, 유전체 기판내, 또는 유전체 기판상에, 각각 소정의 공진 선로들이 결합하는 복수의 공진 선로로 이루어지는 송신 필터와 수신 필터를 형성하고, 수신 필터 마지막 단의 공진 선로와 그 공진 선로에 결합하는 여진 선로에, 또는 송신 필터 첫번째 단의 공진 선로와 그 공진 선로에 결합하는 여진 선로에, 각각 인터디지털 결합하는 트랩 공진기용 공진 선로를 형성하여 이루어지는 듀플렉서.
제 1 항의 유전체 필터 또는 제 2 항의 듀플렉서를 고주파 회로부에 형성하여 이루어지는 통신 장치.