KR100397733B1 - 듀얼 모드 대역 통과 필터 - Google Patents

Abstract

듀얼 모드 대역 통과 필터가 설계가 충분히 자유롭게 유지되면서도 매우 작고 결합 강도와 대역폭이 쉽고 넓게 조정되도록 구성된다. 공진기를 위해 형성되는 금속막은 유전체 기판의 제 1 주면이나 소정의 높이에 형성된다. 적어도 하나의 접지 전극은 유전체 기판을 경유하여 금속막과 대치되도록 형성된다. 금속막은 입/출력 결합 회로와 연결된다. 금속막이 접지 단자와 대치되는 곳에서, 두 부분은 부분적으로 규정된다. 두 부분의 각각은, 두 공진 모드를 결합하기 위하여, 나머지 부분의 비유전율과 다른 비유전율을 가진다.

Description

듀얼 모드 대역 통과 필터{DUAL MODE BAND PASS FILTER}

본 발명은 극초단파 대역에서부터 밀리미터파 대역의 고주파 대역을 위한 통신장치에 포함되는 대역 필터 같은 곳에 사용되는, 듀얼모드 대역 통과 필터에 관한 것이다.

일반적인 필터는 고주파 영역에서의 대역 통과 필터로 사용되는 듀얼 모드 대역 통과 필터를 포함한다.(예로 "Miniature Dual Mode Microstrip Filters", J.A. Curtis and S.J. Fiedziuszko, 1991 IEEE MTT-S Digest 등을 보면 된다.)

도 13 과 도 14 는 일반적 듀얼 모드 대역 통과 필터 설명을 위한 개략적인 평면도이다.

도 13 에 도시된 대역 통과 필터 200에서, 원형 도전막 201은 유전체 기판(미도시)에 배치된다. 도전막 201은 서로 90°각도로 정의되어 배열된 입/출력 결합회로 202와 203에 연결된다. 선단개방 스터브 204는 입/출력 결합회로 203이 배열된 위치에서 중심각이 45°로 형성되도록 위치된다. 이 구성에서, 다른 공진 주파수를 가지는 두 공진 모드는 상호 연결된다. 그 결과, 대역 통과 필터 200은 듀열 모드 대역 통과 필터로 동작한다. 또한, 도 14 에 도시된 듀얼 모드 대역 통과 필터 210에서, 장방형 도전막 211은 유전체 기판에 배치된다. 도전막 211은 약 90°각도로 정의한 입/출력 결합회로 212와 213에 연결된다. 입/출력 결합회로 213과 약 135°의 각도로 정의된 가장자리는 절단된다. 절단부 211a의 배치에 의해, 두공진 모드는 다른 공진 주파수를 가진다. 이 구성에서, 두 공진 모드가 상호 연결된 후, 대역 통과 필터 210은 듀얼 모드 대역 통과 필터로 작용한다.

또 한편으로는, 원형 도전막의 대안으로, 링형 도전막이 유얼 모드 대역 통과 필터에 사용된다.(일본 무심사 특허 출원 공개 번호 9-136912, 9-162610, 외) 링형 전송로를 사용하는 이 경우, 도 13에 도시된 듀얼 모드 대역 통과 필터의 사례에서, 입/출력 결합회로는 중심각에서 90°의 각도로 위치되고, 선단개방 스터브는 링형 전송로의 일부분에 배치된다.

게다가, 일본 무심사 특허 출원 공개 번호 6-112701은 유사한 링형 전송로를 사용한 듀얼 모드 대역 통과 필터를 제공한다. 도 15 에 도시된, 듀얼 모드 필터 221은 유전체 기판에 있는 링형 도전 필름 222의 배치에 의해 정의되는 링형 공진기를 포함한다. 이 경우, 네 개 단자 223~226 각각은 링형 도전막 222에 90°의 각도로 정의되어 배치된다. 네 개 단자 중의, 90°의 각도로 정의된 두 단자 223, 224는 입/출력 결합회로 227, 228과 결합된다. 나머지 두 단자 225, 226은 귀환(feedback) 회로를 경유하여 각각 연결된다.

이 구성에서, 하나의 스트립선로에 의해 정의되는 링형 공진기에는 서로 연결되지 않은 수직형 공진이 발생된다. 이 결과, 귀환 회로 230을 경유하여 결합도를 제어하는 것이 가능하다.

도 13 과 도 14에 도시된 일반적 듀얼 모드 대역 통과 필터 각각에서, 이단 대역 통과 필터가 제공될 수 있다.

그러나, 이런 원형 또는 장방형 도전막 형태에서, 입/출력 결합 회로가 미리정해진 각도에서 결합되기 때문에, 결합도는 증가할 수 없다. 그러므로, 광역 통과 영역을 획득할 수 없는 문제점이 있다.

도 13 에 도시된 대역 통과 필터에서, 도전막 201은 원형이다. 도 14 에 도시된 대역 통과 필터에서, 도전막 211은 장방형이다. 그러므로, 도전막의 형태는 제한되어 진다. 이 결과, 설계의 자유가 적다.

게다가, 유사하게, 상기한 일본 무심사 특허 출원 공개 번호 9-139612 와 9-162610에서, 결합도를 증가시키기가 곤란하고, 링형 공진기의 형태에 제한이 있다.

또 한편으로는, 일본 무심사 특허 출원 공개번호 6-112701에 서술된 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 결합도는 귀환 회로 230에 의해 조정되어 광대역폭을 얻게 된다. 그러나, 이 듀얼 모드 필터는 귀환 회로를 필요로 하기 때문에, 회로 구조가 복잡해진다. 더불어, 여전히, 공진기의 형태는 링형으로 제한되고, 그것에 의해 설계의 자유가 감소한다.

상기한 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는, 소형화를 이루고, 결합도 조정을 원활하게 하고, 광역 통과 대역을 이루고, 설계의 자유를 크게 향상시키는 듀얼 모드 대역 통과 필터를 제공한다.

도 1 은 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터의 투시도이다.

도 2 는 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터의 요부를 도시한 개략 평면도이다.

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예와의 비교를 위한 필터의 투시도이다.

도 4 는 도 3 에 도시된 필터의 주파수 특성을 보인 그래프이다.

도 5 는 도 3 에 도시된 필터의 금속막의 넓이 방향을 따라 공진이 일어날 때 공진전계가 강하게 발생하는 부분을 도시한 개략 평면도이다.

도 6 은 도 3 에 도시된 필터의 금속막의 길이 방향을 따라 공진이 일어날 때 공진전계가 강하게 발생하는 부분을 도시한 개략 평면도이다.

도 7 은 바람직한 실시예에 사용된 필터와 비교를 위해 준비된 필터의 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

도 8 은 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예의 수정된 예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터의 개략 평면도이다.

도 9 는 도 8 에 도시된 수정된 예에 따른 필터와 도 3 에 도시된 필터의 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

도 10 은 본 발명의 두번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터의 요부를 도시한 개략 평면도이다.

도 11 은 본 발명의 두번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터의 저면도이다.

도 12 는 두번째 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터와 비교를 위해 준비된 필터의 주파수 특성을 도시한 그래프이다.

도 13 은 일반적인 듀얼 모드 대역 통과 필터의 개략 평면도이다.

도 14 는 다른 일반적인 듀얼 모드 대역 통과 필터의 개략 평면도이다.

도 15 는 또 다른 일반적인 듀얼 모드 대역 통과 필터의 개략 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

1:듀얼 모드 대역 통과 필터 2:유전체 기판

3:금속막 4:접지 단자

5,6:입/출력 결합 회로 51:필터

110:유전체 기판 몸체 200:대역 통과 필터

201:원형 전도막 202,203:입/출력 결합 회로

204:선단 개방 스터브 210:듀얼 모드 대역 통과 필터

211:장방형 전도막 212,213:입/출력 결합 회로

221:듀얼 모드 필터 222:링형 도전막

223,224,225,226:단자 227,228:입/출력 결합 회로

230:귀환 회로

본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따르면, 본 실시예는 제 1 주면과 제 2 주면을 가지는 유전체 기판을 포함하는 듀얼 모드 대역 통과 필터, 제 1 주면 또는 유전체 기판에서 소정의 높이에 부분적으로 형성된 금속막, 제 2 주면에 또는 금속막이 유전체 기판 부분을 경유하여 접지 단자와 대치되게 하는 방법으로 된 유전체 기판의 내부에 배치되는 적어도 하나의 접지 전극, 그리고 금속막의 서로 다른 부분에 결합된 한 쌍의 입/출력 결합 회로를 제공한다. 이와 같은 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 금속막이 유전체 기판 부분을 경유하여 접지 단자와 대치되는 부분에서, 유전체 기판의 일부분은 나머지 부분의 비유전율과 다른 비유전율을 가져서 금속막에서 발생하는 두 공진 모드는 상호 결합된다.

본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 두 공진 모드는, 입/출력 결합회로와 금속막의 결합부를 연결한 가상선과 대체로 평행한 방향과, 대체로 그 가상선의 방향으로 발생된다. 또한, 두 공진 모드를 결합하기 위하여, 금속막이 유전체 기판 부분을 경유하여 접지 단자와 대치되는 부분에서의 유전체 기판부의 비유전율은 나머지 부분의 비유전율과 다르게 만들어진다. 즉, 두 공진 모드의 하나는 다른 비유전율을 가지는 유전체 기판에 의해 영향을 받고, 영향을 받은 공진 모드의 공진 주파수는 이에 따라 변한다. 이 결과, 두 공진 모드는 상호 결합된다. 바꾸어 말하면, 유전체 기판부가 나머지 부분과 다른 비유전율을 가지기 때문에, 대역 통과 필터는 듀얼 모드 대역 통과 필터로 동작한다.

또한, 다른 비유전율을 가지는 유전체 기판부는 유전체 기판에서 공동(空洞)으로 형성될 수도 있다.

본 발명의 두번째 실시예에 따르면, 두번째 실시예는, 제 1 주면과, 제 2 주면을 가지는 유전체 기판을 포함하는 듀얼 모드 대역 통과 필터, 제 1 주면 또는 유전체 기판에서 소정의 높이에 부분적으로 형성된 금속막, 제 2 주면에 또는 금속막이 유전체 기판 부분을 경유하여 접지 단자와 대치되게 하는 방법으로 된 유전체 기판의 내부에 배치되는 적어도 하나의 접지 전극, 그리고 금속막의 다른 부분에 결합된 입/출력 결합 회로를 제공한다. 이와 같은 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 개방부 또는 결합부가 금속막이 접지 단자와 대치되는 부분의 접지 단자에 제공되어서 금속막에서 발생되는 두 공진 모드는 상호 결합된다.

이와 같은 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 두 공진 모드를 결합하기 위하여, 금속막이 접지 단자와 대치되는 부분에서, 개방부 또는 절단부가 접지 단자에 제공된다. 이 결과, 두 공진 모드는 입/출력 결합회로의 쌍을 금속 막에 결합하기 위한 부분을 연결하는 가상선에 거의 평행인 방향과, 가상선에 거의 수직인 방향으로 전달하기 위하여 발생된다. 두 공진 모드의 하나는 개방부 또는 절단부에 의해 영향을 받고, 이 결과 이 모드의 공진 주파수는 변한다. 다시 말하면, 개방부 또는 절단부는, 두 공진 모드를 상호 결합하기 위한 공진 모드 중의 하나의 공진전계 또는 공진 전류에 영향을 준다. 이 결과, 두 공진 모드가 개방부 또는 절단부에 의해 상호 결합되기 때문에, 대역 통과 필터는 듀얼 모드 대역 통과 필터로써 동작한다.

게다가, 금속막은 유전체 기판의 제 1 주면에 배치될 수도 있고, 접지 전극은 유전체 기판의 제 2 주면에 배치될 수도 있다.

또한, 금속막의 형태는 세로로 긴 장수방향이 될 수도 있고, 가로로 긴 단수방향이 될 수도 있다.

또한, 금속막의 평면 모양은 장방형, 마름모형, 정다각형, 원형 또는 타원형이 될 수도 있다.

본 발명의 다른 특성, 구성, 특징, 이점은 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명에서 보다 명백해질 것이다.

본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 도면에 의해 명백해 질 것이다.

도 1 은 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터를 도시한 투시도를 보여준다. 도 2 는 듀얼 모드 대역 통과 필터의 요부를 개략 도시한 평면도를 보여준다.

듀얼 모드 대역 통과 필터 1은 장방형 판상의 유전체 기판2를 포함한다. 유전체 기판 2의 상면에는 바람직하게는 공진기를 구성하는 Cu로 만들어진 금속막 3이 형성된다. 금속막 3은 유전체 기판 2에 부분적으로 형성된다. 금속막 3은, 본 바람직한 실시예에서, 장방형의 형상인 것이 바람직하다. 즉, 금속막 3의 형태는 장수방향과 단수방향을 포함한다.

본 바람직한 실시예에서, 금속막 3은 약 1.6mm의 폭과 1.4mm의 길이이다.

금속막 3의 치수는 상기한 것에 한정되지 않는다. 요구되는 중심주파수와 대역폭에 따라, 치수는 적절하게 변경될 수 있다.

유전체 기판 2의 상면에는, 금속막 3의 세로변 3a, 3b가 소정의 간격으로 입/출력 결합회로 5, 6과 결합된다. 입/출력 결합회로 5, 6은 커패시턴스를 경유하여 금속막과 결합되는 부분인 입/출력 용량 형성용 패턴 5a, 6a를 포함한다. 입/출력 용량 형성용 패턴 5a, 6a는, 유전체 기판 2의 한 측면에 형성된 측면 전극과 유전체 기판의 내부에 형성된 홀(hole)전극을 경유하는, 유전체 기판 몸체 110에 형성된 외부선로로써의 마이크로스트립 선로 5b, 6b에 연결된다. 측면 전극과 홀전극은 미도시되었다.

입/출력 결합 회로 5, 6과 금속막 3 사이의 결합위치는 도면에 도시에 한정되지 않는다. 그러나, 이와 같은 결합의 위치는 각각 다르다. 또한, 금속막 3과 입/출력 결합회로 5, 6의 결합이 커패시턴스를 경유하여 만들어지는 것이 바람직할지라도, 대신, 입/출력 결합회로로써의 스트립 선로 또는 마이크로스트립 선로는 금속막 3에 직접 연결될 수도 있다.

접지 전극 4는 유전체 기판 2의 전체 바닥면의 대부분에 형성된다.

첫번째 바람직한 실시예의 대역 통과 필터 1에서, 유전체 기판 2는 균일하지 않아서, 소정의 부분은 유전체 기판 2의 나머지 부분과 다른 비유전율을 가진다. 다시 말하면, 금속막 3이 접지 전극 4에 유전체 기판 2를 경유하여 대치된 곳에는, 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b가 형성된다. 이 바람직한 실시예에서, 2a, 2b 부분의 각각은 비유전율 εr 은 약 17 의 값을 가지고, 유전체 기판 2의 나머지 부분은 εr 이 약 7 의 값을 가진다. 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분은 장방형 금속막 3의 가로변 3c, 3d를 따라, 가로변 3c, 3d 각각의 중앙부 근처에 형성된다. 또한, 2a, 2b 부분의 각각은 장방형 판형이고, 유전체 기판 2의 상면으로부터 유전체 기판 2의 두께 방향으로 하면까지 연장된다.

그러나, 나머지 부분보다 더 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분을 포함하는 유전체 기판 2를 형성하는 방법은 다양하다. 예를 들면, 유전체 기판 2를 얻은 후에, 2a, 2b 부분을 형성하기 위한 영역에 통공을 만들고, 각각의 통공은 높은 비유전율을 가지는 유전물질을 채운다. 선택적으로, 장방형 유전체 기판을 얻은 후에, 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b의 각각의 부분과 동일한 부분은, 2a, 2b 부분을 형성하기 위하여 열확산을 야기시키는 유전체 기판의 합성물과 반응하는 원소가 제공될 수 있다.

이 바람직한 실시예에서, 유전체 기판 2는 Mg, Si, 또는 Al의 산화물로 만들어지는 것이 바람직하다. 이 산화물에 더하여, Ca 또는 Ti와 같은 다른 산화물이 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분에 부가된다.

또한, 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분 각각은 장방형 판형인 것이 바람직한데, 그 크기는 예를 들면, 길이가 대략 200㎛ 이고 넓이가 대략 600㎛이다.

본 발명의 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 1에서, 입력전압은 접지 전극 4와 입/출력 결합회로의 나머지 하나 사이에서 출력 전압을 얻기 위하여 입/출력 결합회로의 하나와 접지 전극 4 사이에 인가된다. 이 경우, 금속막 3은 장방형이고 금속막에는 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분이 형성되어 있기 때문에, 두 공진 모드는 결합되어 필터가 듀얼 모드 대역 통과 필터로 작동하게 한다. 이는, 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분이, 금속막 3에서 발생하는 두 공진 모드가 상호 결합되도록 위치하기 때문이다. 이는 관계도면 도 3 에서 도 7까지에서 도시될 것이다.

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예와의 비교를 위한 필터 51의 투시도를 보여준다. 이 필터 51은 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분을 제외하고는 본 발명의 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 1과 같은 구성을 가진다. 도 4 는필터 51의 주파수 특성을 보여준다.

도 4 에서, 실선 A와 점선 B는 반사특성과 통과특성을 지시한다.

도 4 에 나타난 바와 같이, 화살표 C와 D에 의해 지시된 두 공진점이 있지만, 이 공진점의 주파수위치는 서로 떨어져 있어서, 이에 의해 공진 모드는 상호 결합되지 않는다. 필터 51에서, 공진 모드는 입/출력 결합 회로 5, 6이 금속막 3과 결합되는 연결점의 방향과 평행인 방향으로 발생되고, 즉, 금속막 3의 가로 방향을 따라 발생되고, 그리고 가로 방향에 수직인 방향의 공진 모드, 즉, 금속막 3의 세로 방향으로 공진 모드가 발생된다. 도 4 에서, 화살표 C에 의해 지시된 공진 모드는, 이후 공진 모드 C라 한다, 가로 방향을 따르는 공진 모드이다. 화살표 D에 의해 지시된 공진 모드는, 이후 공진 모드 D라 한다, 세로 방향을 따르는 공진 모드이다.

도 4 에 도시된 것처럼, 두 공진점이 상호 먼 주파수 위치에 있기 때문에, 공진 모드는 서로 결합하지 않는다. 다시 말하면, 필터 51은 듀얼 모드 대역 통과 필터로 작동하지 않는다.

본 발명의 발명자는 전자계 시뮬레이터(휴렛 패커드 社, 품번 HFSS)를 사용하여 필터 51의 공진기에서 발생된 공진 전계를 측정하였고, 하위 결과를 얻었으며, 이는 도 5 와 도 6 에 도시된다.

공진 모드 C에서, 명백히, 공진 전계는 도 5 의 점선 E에 의해 지시되는 부분에서 강해지며, 즉, 가로변 3c, 3d의 양변인 세로변 3a, 3b의 부분에서 강해진다.

또 한편으로는, 세로변을 따라 발생하는 공진 모드 D에서, 도 6 의 점선 F에서 도시된 바와 같이, 공진 전계는 금속막 3의 가로변 3c, 3d 근처에서 강해진다.

상기한 공진 전계를 살펴본 후, 발명자는 공진 모드 C, D의 공진 주파수를 서로 가깝도록 만들기 위하여 두 공진 모드 C, D의 하나에서 발생되는 공진 전계의 조정에 의해 듀얼 모드 대역 통과 필터가 형성될 수 있음을 발견하였다.

그러므로, 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 1에서, 상기 발견을 기초로 하여, 가로변 3c와 3d의 중앙부에서, 높은 비유전율을 가지는 2a와 2b 부분을 형성한다. 이 구성에서, 세로변 각각에 따른 공진 모드의 공진 주파수, 즉, 도 4 에 도시된 공진 모드 D의 공진 주파수는 감소하고, 두 공진 모드는 이에 의해 상호 결합된다. 다시 말하면, 높은 비유전율을 가지는 2a, 2b 부분은 두 공진 모드가 상호 결합되도록 형성된다.

도 7 은 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 1의 주파수 특성을 도시하였다. 이 그래프에서, 실선 G는 필터 1의 반사 특성을 나타내고, 점선 H는 필터 1의 통과 특성을 나타낸다. 비교를 위해, 필터 51의 주파수 특성이 실선 A와 점선 B로 도시되었다.

도 7 에 나타난 바와 같이, 본 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 1에서, 두 공진 모드는 서로 결합되고, 이에 의해 필터 1은 듀얼 모드 대역 통과 필터로 동작한다.

본 발명의 첫번째 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 1에서, 2a와 2b 부분의 각각과 나머지 부분의 비유전율의 차이, 2a 와 2b 부분의 판형 모양, 그리고 이들 판 모양의 면적은 공진 모드의 주파수의 조정에 의해 세로방향 각각에서 증가한다. 이 결과, 두 공진 모드는 오류없이 서로 결합될 수 있기 때문에, 원하는 대역폭을 가지는 대역통과 필터 특성은 쉽게 얻을 수 있다.

본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에서, 높은 비유전율을 가지는 2a와 2b 부분은 가로변의 거의 중앙에 형성된다. 그러나, 비유전율을 가지는 부분은 나머지 부분의 것과 달리 세로변에 형성된다. 이 경우, 이 배열은 가로변의 각각을 따라 증가하는 공진 모드의 주파수에 형향을 준다. 이와 같이, 나머지 부분의 것과 다른 비유전유을 가지는 부분처럼, 나머지 부분의 것보다 작은 비유전율을 가지는 부분이 세로변에 형성되는 것이 필요하다.

도 8 은 대역 통과 필터 1의 수정예의 개략 평면도를 보여주는데, 낮은 비유전율을 가지는 부분은 금속막 3의 세로변 3a와 3b에 형성된다.

수정예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터 11에서, 공동 2c와 2d는 유전체 기판 2에 형성된다. 공동 2c와 2d는, 금속막 3이 접지 전극에 대치되는 곳의 세로변 3a와 3b를 따라 공동 2c와 2d가 위치하는 방법으로, 세로변 3a와 3b 각각의 중앙부에 형성된다. 각각의 공동 2c와 2d는 장방형으로 형성되는데, 일 예로, 약 200㎛의 길이와 600㎛의 넓이로 형성된다. 또한, 공동 2c와 2d는 유전체 기판 2의 상면으로부터 유전체 기판의 하면까지 관통한다. 그러나, 이와 같이 관통하는 방법으로 공동 2c와 2d가 항상 형성될 필요는 없다.

각각의 공동 2c와 2d의 비유전율은 공기의 비유전율과 거의 같다. 즉, 비유전율 εr = 1이다.

도 9 는 수정예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터 11의 주파수 특성을 보여준다. 도 9 에서, 실선 I는 필터 11의 반사 특성을 지시하고 점선 J는 통과 특성을 지시한다. 비교를 위해, 상기한 필터 51의 주파수 특성을 실선 A와 점선 B로 나타낸다.

도 9 에 나타난 바와 같이, 수정예에 따른 필터 11에서, 금속막 3의 세로변에서, 공동 2c와 2d는 유전체 기판 2에 형성된다. 이 결과, 이 구성은 금속막 3의 각각의 가로변 방향에서 증가하는 공진 모드의 공진전계에 영향을 준다. 이 결과, 공진 모드 C의 주파수는 높아지고 두 공진 모드가 이에 의해 상호 결합되기 때문에, 필터 11은 듀얼 모드 대역 통과 필터로 작동한다.

도 10 은 본 발명의 두번째 바람직한 실시예에 따른 대역 통과 필터의 요부를 도시한 개략 평면도를 보여준다. 도 11 은 이의 저면도를 도시한다. 두번째 바람직한 실시예의 대역 통과 필터 21에서, 유전체 기판 22는 바람직하게는 약 300㎛의 두께를 가지고, 비유전율 εr = 7의 값을 가지는 Mg, Si 또는 Al 산화물로 제작되는 것이 바람직하다. 유전체 기판 22의 상면에, 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예와 같은 방법으로 금속막 3과 입/출력 결합 회로 5, 6이 구성된다. 또한, 도 11 에 나타난 바와 같이, 접지 전극 4는 유전체 기판 22의 하면에 형성된다. 두번째 바람직한 실시예에서, 특수하게, 개방부 4a와 4b가 접지 전극 4에 형성된다.

바꾸어 말하면, 개방부 4a와 4b는 금속막 3이 접지 전극 4와 대치되는 위치에서 두 공진 모드가 결합하기 위해 배치된다. 본 바람직한 실시예에서, 개방부 4a와 4b는, 금속막 3을 하방으로 투영한 이미지의 세로변 3a와 3b를 따르는 곳에 4a와 4b를 위치시키는 방법으로 장방형으로 형성한다.

이와 같이, 듀얼 모드 대역 통과 필터 21에서, 개방부 4a와 4b는, 금속막 3의 가로변에서 강하게 발생하는 공진 모드의 공진 자계가 증가하는 위치에 영향을 준다. 이 결과, 도 8 에 도시된 수정예의 경우와 유사하게, 공진 모드 C의 공진 주파수는 금속막 3의 세로변 방향 각각에서 높아진다. 더불어, 개방부 4a와 4b의 위치는 공진 모드 C와 D가 상호 결합되게 배치된다. 본 바람직한 실시예에서, 개방부 4a와 4b의 각각의 가로변은 약 0.8㎜ 이고, 세로변은 약 0.4㎜ 이다.

도 12 에 도시된 실선 K와 점선 L은 두번째 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터 21의 주파수 특성을 나타낸다. 실선 K는 필터 21의 반사 특성을 나타내고, 점선 L은 통과 특성을 나타낸다. 비교를 위해, 상기한 필터 51의 주파수 특성도 도 12에 나타내었다. 도 12에서 알 수 있듯이, 두번째 바람직한 실시예에서, 두 공진 모드는 개방부 4a와 4b의 형성에 의해 서로 결합된다.

첫번째 바람직한 실시예와 수정예 각각에서, 나머지 부분과 다른 비유전율을 가지는 부분은 유전체 기판에 형성되고, 두번째 바람직한 실시예에서, 개방부는 공진 전계를 제어하기 위해 접지 전극에 형성된다. 선택적으로, 이런 방법들은 같이 사용될 수 있다. 즉, 첫번째 바람직한 실시예와 두번째 바람직한 실시예의 두 방법은 결합될 수 있다.

또한, 금속막 3은 바람직하게 첫번째와 두번째 바람직한 실시예에서 장방형이 되고, 금속막 3의 형태는 이에 제한되지 않고 임의의 형태가 될 수 있다. 그렇기는 하지만, 다른 공진 주파수를 가지는 두 공진 모드를 발생하기 위해서는, 세로변과 가로변을 가지는 금속막을 사용하는 것이 바람직하다.

좀 더 구체적으로, 금속막의 판 형태는 장방형, 마름모형, 다각형, 원형 또는 타원형을 포함하는 다양한 형태가 될 수 있다.

또한, 첫번째와 두번째 바람직한 실시예의 각각에서, 금속막 3이 유전체 기판 2의 상면에 형성될지라도, 금속막 3은 유전체 기판의 소정의 높이에 형성될 수도 있다. 특히, 접지 전극 4가 유전체 기판을 경유하여 금속막 3과 대치되는 것과 동일하게, 접지 전극 4가 유전체 기판 2의 바닥면에 항상 형성될 필요는 없다. 접지 전극 4는 유전체 기판 2의 내부에 형성될 수 있다.

게다가, 삼중 구조를 가지는 듀얼 모드 대역 통과 필터는, 유전체 기판 2의 중간에 금속막을 형성하고 유전체 기판 2의 상면과 하면에 접지 전극을 형성하는 것에 의해 구성될 수 있다.

상기한 것처럼, 본 발명의 다양한 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 공진기를 형성하기 위한 금속막은 유전체 기판에 형성되고, 이곳에 입/출력 결합 회로가 금속막과 결합되어 두 공진 모드는 발생한다. 또한, 두 공진 모드를 결합하기 위하여, 유전체 기판의 비유전율 부분은, 금속막이 유전체 기판을 경유하여 접지 전극과 대치되는 지역에서 유전체 기판의 나머지 부분의 비유전율과 다르게 만들어진다. 이 결과, 두 공진 모드는 듀얼 모드 대역 통과 필터의 특성을 얻을 수 있도록 상호 결합 될 수 있다.

일반적인 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 금속막의 형태는 공진기를 제한하고, 금속막에 결합하는 입/출력 결합 회로의 위치는 한정되었다. 대조적으로, 본발명의 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터는 이와같은 제한을 갖지 않는다. 그러므로, 듀얼 모드 대역 통과 필터는 자유롭게 설계될 수 있다.

더불어, 필터 대역폭의 광역 조정은 금속막의 영역과, 유전체 기판의 나머지 부분과 다른 비유전율을 가지는 부분의 크기와, 그리고 입출력 결합 회로의 결합점의 위치의 변경에 의해 가능해 진다.

다른 비유전율을 가지는 부분이 유전체 기판에 형성된 공동에 의해 형성될 때, 유전체 기판의 공동의 형성에 의해서만, 두 공진 모드는 서로 쉽게 결합될 수 있다.

본 발명의 두번째 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터에서, 공진기를 형성하기 위한 금속막은 유전체 기판에 형성된다. 금속막이 입/출력 결합 회로와 결합하기 때문에, 두 공진 모드는 발생된다. 두 공진 모드를 결합하기 위하여, 접지 전극의 부분은 금속막이 접지 전극에 대치되는 곳에서 절단된다. 이 결과, 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예와 유사하게, 두 공진 모드가 상호 결합되기 때문에, 듀얼 모드 대역 통과 필터의 특성을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 두번째 바람직한 실시예에서, 공진기를 제한하는 금속막의 형태와 입/출력 결합 회로의 결합 점의 위치는 제한이 없다. 이처럼, 듀얼 모드 대역 통과 필터는 더 쉽게 설계될 수 있다.

또한, 대역폭의 광역 조정은 접지 전극에 형성된 개방부 또는 절단부의 형태와, 입/출력 결합 회로의 결합점의 위치와, 금속막의 크기의 변화에 의해 가능해 진다.

그러므로, 본 발명의 첫번째와 두번째 바람직한 실시예에 따라, 듀얼 모드 대역 통과 필터는 원하는 대역폭을 쉽게 얻을 수 있다.

본 발명의 첫번째와 두번째 바람직한 실시예의 각각에서, 금속막이 유전체 기판의 제 1 주면에 형성되고 접지 단자가 유전체 기판의 제 2 주면에 형성될 때, 유전체 기판의 각 주면에 도전막의 형성에 의해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 듀얼 모드 대역 통과 필터는 쉽게 얻어진다.

금속막이 세로변과 가로변을 가지는 형상을 할 때, 다른 공진 주파수를 가지는 두 공진 모드는 쉽게 발생한다.

금속막의 형태가 특정한 하나에 제한되지 않기 때문에, 금속막은 본 발명의 첫번째와 두번째 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터의 각각에 사용될 수 있는 다양한 형태를 가진다. 예를 들면, 임의의, 금속막의 형태는 장방형, 마름모형, 다각형, 원형 또는 타원형이 될 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 관계된 바람직한 실시예로 서술되었지만, 선행의 것과 형태와 세부항목의 변화의 기술은 본 발명의 사상과 목적에 따라 만들어질 수 있다.

대역폭의 광역 조정은 접지 전극에 형성된 개방부 또는 절단부의 형태와, 입/출력 결합 회로의 결합점의 위치와, 금속막의 크기의 변화에 의해 가능해 진다.

금속막의 형태가 특정한 하나에 제한되지 않기 때문에, 금속막은 본 발명의 첫번째와 두번째 바람직한 실시예의 듀얼 모드 대역 통과 필터의 각각에 사용될 수있는 다양한 형태를 가진다.

Claims (19)

1. 제 1 주면과 제 2 주면을 가지는 유전체 기판;

   제 1 주면 또는 유전체 기판에서 소정의 높이에 부분적으로 형성된 금속막;

   제 2 주면 또는 유전체 기판 부분을 경유하여 금속막과 접지 전극이 대치되도록 유전체 기판의 내부에 형성된 접지 단자;및

   금속막의 다른 부분과 결합되는 한쌍의 입/출력 결합 회로;에서,

   금속막이 유전체 기판의 부분을 경유하여 접지 단자와 대치되는 부분에서, 유전체 기판의 일부가 유전체 기판의 나머지 부분의 비유전율과 다르고, 금속막에서 발생하는 두 공진 모드가 소정의 공진 주파수에서 상호 결합하는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
2. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   다른 유전율을 가지는 부분이 유전체 기판에 형성된 공동(空洞)을 포함하는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
3. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   금속막은 유전체 기판의 제 1 주면에 형성되고, 접지 전극은 유전체 기판의 제 2 주면에 형성되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
4. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   금속막의 형태는 세로변과 가로변을 가지는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
5. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   금속막의 형태는 장방형, 마름모형, 다각형, 원형, 타원형의 하나인 듀얼 모드 대역 통과 필터.
6. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   유전체 기판에서 각각의 부분은 17의 유전율을 갖고 나머지 부분은 7의 유전율을 갖는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
7. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   유전체 기판은 Mg, Si, 그리고 Al의 산화물로 만들어지는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
8. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   산화물이 높은 비유전율을 가지는 유전체 기판 부분에 포함되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
9. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

   높은 비유전율을 가지는 유전체 기판의 부분은 가로변의 중앙에 배치되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
10. 청구항 1 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    높은 비유전율을 가지는 유전체 기판 부분은 세로변에 배치되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
11. 제 1 주면과 제 2 주면을 가지는 유전체 기판;

    제 1 주면 또는 유전체 기판의 소정의 높이에 형성되는 금속막;

    제 2 주면 또는 유전체 기판 부분을 경유하여 접지 단자와 금속막이 대치되도록 유전체 기판의 내부에 형성되는 접지 단자;및

    금속막의 다른 부분과 결합되는 한쌍의 입/출력 결합 회로;에서, 금속막은 접지 단자와 대치되고, 접지 단자에 개방부 또는 절단부가 형성되어 금속막에서 발생하는 두 공진 모드가 소정의 공진 주파수에서 상호 결합하는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
12. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    금속막은 유전체 기판 제 1 주면에 형성되고, 접지 단자는 유전체 기판의 제 2 주면에 형성되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
13. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    금속막의 형태는 가로변과 세로변을 가지는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
14. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    금속막의 형태는 장방형, 마름모형, 다각형, 원형, 타원형의 하나인 듀얼 모드 대역 통과 필터.
15. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    유전체 기판에서 각각의 부분은 17의 유전율을 갖고 나머지 부분은 7의 유전율을 갖는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
16. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    유전체 기판은 Mg, Si, Al의 산화물로 만들어지는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
17. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    산화물이 높은 비유전율을 가지는 유전체 기판 부분에 포함되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
18. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    높은 비유전율을 가지는 유전체 기판의 부분은 세로변의 중앙부에 배치되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.
19. 청구항 11 의 듀얼 모드 대역 통과 필터에 있어서,

    높은 비유전율을 가지는 유전체 기판 부분은 세로변에 배치되는 듀얼 모드 대역 통과 필터.