KR100401965B1 - 이중모드 대역통과 필터 - Google Patents
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Abstract
이중모드 대역통과 필터에서, 금속막은 부분적으로 유전체 기판의 한면 또는 유전체 기판의 위치에서 형성되고, 첫번째와 두번째 입/출력 결합회로들은 금속막에 결합되고, 입력신호가 입/출력 결합회로의 어느 하나로부터 인가될 때, 2개의 공진모드들이 결합된 금속막에서 발생되고, 금속막에 반대 위치에 놓인 비아홀(viahole) 전극들에 의해 형성된 커패시터를 위해, 최소한 하나의 커패시터가 금속막에 제공된다.
Description
본 발명은 예를 들어, 마이크로파 내지 밀리파 대역용 통신장치에서 사용되는 이중모드 대역통과 필터에 관련된 것이다.
종래에는, 다양한 이중모드 대역통과 필터들은 고주파수 범위에서 사용하기 위한 대역통과 필터로 제안되었다.(축소 이중모드 마이크로스트립 필터들, J.A. Curtis and S.J. Fiedziuszko, 1991 IEEE MTT-S Diest 등)
도 22와 도 23는 종래 이중모드 대역통과 필터들을 도시한 개요 평면도이다.
도 22의 대역통과 필터(200)에서, 원형 도전막(201)은 유전체 기판(도시하지 않음)위에 형성된다. 입/출력 결합회로(202)와 입/출력 결합회로(203)는 상호 90°의 각도를 갖도록 도전막(201)에 결합된다. 끝-개방 스터브(204)는 입/출력 결합회로(203)를 갖는 위치에 대해 45°의 중심각을 갖는 부분에 형성된다. 이는 다른 공진 주파수들을 갖는 2개의 공진 모드들을 결합시키고 , 그래서 대역통과 필터(200)는 이중모드 대역통과 필터로서 작동할 수 있다.
도 23에 나타낸 이중모드 대역통과 필터(210)에서, 실질적 정방향 전도막(211)은 유전체 기판위에 형성된다. 입/출력 결합회로들(212, 213)은 서로간에 대해 90°의 각도를 갖도록 전도막(211)에 결합된다. 또한, 입/츨력결합회로(213)에 대해 135°위치의 모서리 부분은 잘려진다. 잘려진 부분(211a)을 제공함으로써, 2개의 공진모드들의 공진주파수는 다르게 설정되고, 따라서 2개 모드들의 공진결합은 대역통과 필터(210)가 이중모드 대역통과 필터로써 작동하도록 허용한다.
또한, 원형의 전도막 대신에, 링 전도막을 사용하는 이중모드 필터가 제시 되었다(일본 특허공개공보 제 9-139612호, 제 9-162610호 등). 다시 말해, 링 전송로가 사용되는 이중모드 필터가 기술되고, 입/출력 결합회로들은 90°의 중심각도를 갖도록 배열되고, 끝-개방 스터브가 링 전송로의 부분 위에 제공된다.
도 22, 도 23에서 나타난 종래의 이중모드 대역통과 필터에 따르면, 하나의 전도막 방식을 형성하여 2단계 대역통과 형성이 가능하고, 그에 따라 대역통과 필터 크기의 축소가 가능해진다.
그렇지만, 원형과 정방형 전도막 방식들은 입/출력 결합회로들이 그 사이에서 제공되는 전기한 특별한 각도로 결합되고, 결합각도가 증가될 수 없는 구조를 갖기 때문에 넓은 통과대역을 구현할 수 없다는 결함을 갖고있다.
각 대역통과 필터의 형태는 도 22에 나타난 대역통과 필터의 전도막(201)은 원형이고, 도 23에 나타난 대역통과 필터의 도전막(211)은 실질적으로 정방형이라는 한계가 있다. 따라서, 설계상의 자유도가 낮다는 문제가 또한 있다.
전술한 대역통과 필터들에서, 도전막의 크기 등이 주파수 대역을 결정하고, 따라서 대역을 조정하는 것이 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 관련기술에서 전술한 결점들을 제거하고, 크기축소의 구현이 가능하고, 크기의 축소와 대역의 확장의 구현이 가능하며 설계상에서 적당한 자유도를 갖는 이중모드 대역통과 필터를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 투시도;
도 2는 본 발명의 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타내는 개요 평면도;
도 3은 본 발명의 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분의 단면도;
도 4는 본 발명의 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타내는 주요부분 단면도;
도 5는 제 1실시형태와 비교 실시예의 주파수 특성을 나타낸 그래프;
도 6은 공급 커패시터들의 위치가 바뀐 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타낸 개요 평면도;
도 7은 제 1실시형태에서 커패시터들의 위치가 바뀐 경우 주파수 특성이 바뀌는 것을 나타낸 그래프;
도 8은 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터에서 커패시터를 형성하는 각각의 비아홀 전극의 지름이 변화하는 경우 주파수 특성이 변화하는걸 나타낸 그래프;
도 9는 본 발명의 제 2실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 10은 본 발명의 제 2실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프;
도 11은 본 발명의 제 3실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 12는 본 발명의 제 3실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프;
도 13은 본 발명의 제 4실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 14는 본 발명의 제 4실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프;
도 15는 본 발명의 제 5실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 16은 본 발명의 제 5실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프;
도 17은 본 발명의 제 6실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 18은 본 발명의 제 6실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프;
도 19는 본 발명의 이중모드 대역통과 필터의 개조형의 주요부분을 나타낸개요 평면도;
도 20은 본 발명의 이중모드 대역통과 필터의 다른 개조형의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 21은 본 발명의 이중모드 대역통과 필터의 또 다른 개조형의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 22는 본 발명의 종래 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타낸 개요 평면도;
도 23은 본 발명의 종래 이중모드 대역통과 필터의 다른 실시예의 주요부분을 나타낸 개요 평면도; 및
도 24는 본 발명의 실시형태에 따른 안테나 공유장치와 통신장치의 전단부의 전기회로 블럭선도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 이중모드 대역통과 필터
2: 유전체 기판
3: 직사각형 금속막
4: 접지전극
5,6: 입/출력 결합회로
7,8: 비아홀 전극
9: 상대 전극
11: 이중모드 대역통과 필터
12, 13, 15: 이중모드 대역통과 필터
16, 17: 커패시턴스 리드아웃 전극
본 발명에 따른 이러한 목적을 위해, 유전체 기판, 유전체 기판의 주 평면들의 하나 위에 또는 유전체 기판과 같은 높이에 형성된 금속막, 유전체 기판 또는 유전체 기판의 주 평면 위에 그 사이에 제공되는 유전체 기판의 층을 갖는 금속막을 반대편에 위치하도록 형성되는 접지 전극, 금속막에 결합되는 제 1과 제 2 입/출력 회로들, 그리고 입력신호가 제 1 또는 제 2 입/출력 결합회로 로부터 인가될 때 금속막에서 발생되는 2개의 공진 모드들이 결합되도록 금속막에 부하를 거는 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 이중모드 대역통과 필터가 제공된다.
바람직하게, 커패시터는 상대적으로 잔여 부분보다 강한 공진 전기장이 발생되는 금속막의 일부분에서 커패시터가 제공된다.
커패시터는 접지전극에 연결되고, 유전체 기판에 형성된 커패시턴스 리드아웃 전극과 유전체 기판 및 커패시턴스 리드아웃 전극을 포함하고, 금속막은 그 사이에 커패시턴스를 갖을 수 있다.
커패시턴스 리드아웃 전극은 비아홀 전극일 수도 있다.
커패시턴스 리드아웃 전극은 금속막에 반대편에 위치하도록, 비아홀 전극의 끝쪽에 형성되고 유전체 기판에 제공되는 상대 전극을 더욱더 포함한다.
금속막의 평면 모양은 직사각형, 마름모꼴 또는 다각형일 수도 있다.
본 발명의 이중모드 대역통과 필터에 따라, 첫번째와 두번째 입/출력 결합회로들은 유전체 기판의 주 표면들의 하나 위 또는 유전체 기판에 부분적으로 형성된 금속막에 결합된다. 입력전압이 첫번째 또는 두번째 입/출력 결합회로 로부터 인가될 때, 2개의 공진 모드들은 금속막에서 발생된다. 적어도 하나의 커패시터는 2개의 공진 모드들이 결합되도록 금속막에 부하를 걸기 때문에, 이중모드 대역통과 필터 기능이 작동 가능할 수 있다. 종래의 이중모드 대역통과 필터는, 결합된 입/출력 결합회로들은 90°의 중심각도를 갖도록 원형 또는 정방형의 특별한 평면 모양을 가진 금속막에 대해 배치되어야 하는 관점에서, 2개의 공진 모드들의 결합을 가진 커패시턴스를 공급하는 본 발명의 이중모드 대역통과 필터와 다르다. 그래서, 결합된 입/출력 결합회로들의 관점에서, 90°의 중심각도를 갖도록 금속막에 대해 언제나 배치되어야 하는 것이 필요하지는 않다.
또한, 커패시턴스를 조정하고 커패시터의 위치를 형성함으로써 대역폭이 쉽게 조정될 수 있다.
따라서, 설계에서 자유도가 높고, 요구하는 대역폭을 쉽게 구현할 수 있는 대역통과 필터가 제공될 수 있다.
커패시턴스가 제공되는 범위가, 다른부분 보다 상대적으로 강한 공진 전기장이 발생되는 금속막의 일부분이 될 때, 2개의 공진 모드들은 그러한 어느 공진 모드에서 결합되고, 강한 공진장이 발생된 금속막 부분의 공진 전기장은 커패시터의 공급에 의해 약화된다.
접지전극에 연결되고, 유전체 기판에 형성되며, 커패시턴스가 커패시턴스 리드아웃 전극과 금속막 사이의 유전체 기판의 층으로부터 이끌린 커패시턴스 리드아웃 전극을 포함하는 커패시터의 구조의 경우, 커패시턴스 리드아웃 전극의 영역을 조정함으로써 대역폭이 쉽게 조정될 수 있다. 또한, 커패시터는 이중모드 대역통과 필터의 크기 축소에 기여 가능한 층상 세라믹 전자 요소(layered-ceramic-electronic-component) 생산 기술을 사용함으로써 유전체 기판에 쉽게 형성될 수 있다.
커패시턴스 리드아웃 전극이 비아홀 전극인 경우, 커패시턴스 리드아웃 전극은 다층 세라믹 기판 생산 방법을 사용하여 쉽게 형성될 수 있다.
커패시턴스 리드아웃 전극이 비아홀 전극을 포함하고, 금속막에 반대편에 위치하도록 유전체 기판에서 상대 전극막이 제공되고, 그 사이에 유전체 기판이 같이 제공되는 경우에, 상대 전극막의 영역을 조정함으로써 공급 커패시터의 커패시턴스가 크게 조정될 수가 있다.
( 본 발명의 바람직한 실시형태 )
도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 특정한 이중모드 대역통과 필터들을 설명함으로써 본 발명이 명백해 진다.
도 1은 본 발명의 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 투시도이고, 도 2는 이중모드 대역통과 필터의 주요부분을 나타내는 개요 평면도이다.
이중모드 대역통과 필터(1)는 직사각형 유전체 기판(2)을 갖는다. 제 1실시형태에서, 직사각형 유전체 기판(2)은 유전상수 εr = 6.27의 세라믹 물질로 만들어지고 바륨, 알루미늄 및 실리콘의 산화물들을 대개 갖는다. 또한, 제 1실시형태와 뒤따르는 실시형태들에서, 유전체 기판(2)의 유전체 물질에 관해 세라믹 물질의 다른형태들과 같은 적당한 유전체 물질들과 풀루오르 플라스틱(fluoroplastics)과 같은 합성수지도 사용이 가능하다.
유전체 기판(2)의 두께는 특별히 제한된 것이 아니며, 제 1실시형태에서 300㎛로 설정된다.
유전체 기판(2) 윗면(2a)에서, 직사각형 금속막(3)은 공진자를 구성하기 위해 형성된다. 직사각형 금속막(3)은 유전체 기판(2)의 윗면(2a)에서 부분적으로 형성되고, 제 1실시형태에서 2.0㎜×2.0㎜의 정방형 모양의 외면을 갖는다.
반대로, 유전체 기판(2)의 아랫면에서, 접지전극(4)은 그 사이에 유전체 기판(2)가 제공되는 금속막(3)에 반대편에 위치하도록 전체적으로 형성된다.
입/출력 결합회로들(5,6)은 그 사이에 선결된 구멍(predetermined gaps)들을 갖는 금속막(3)에 대해 제공된다. 제 1실시형태에서, 비록 세부사항은 특별히 도시하지는 않았지만, 선결된 구멍들을 가로질러 제공되는 금속막들과 유전체 기판(2)의 윗면의 금속막에서, 입/출력 결합회로(5,6)는 금속막(3)의 대향하는쌍(3a,3b)에 의해 형성된다. 다시말해, 입/출력 결합회로들(5,6)은 커패시턴스를 갖도록 금속막(3)에 결합된다.
도 1과 도 2의 절선에서 나타낸 것과 같이, 금속막(3)의 아랫면, 비아홀 전극들(7,8)은 실질적으로 금속막(3)에 수직이 되도록 커패시턴스 리드아웃 전극으로써 제공된다. 도 3에서 나타난 단면도의 주 부분에서 비아홀 전극(7)은 유전체 기판(2)의 아랫면으로부터 윗쪽으로 펼쳐지고, 비아홀 전극(7)의 아랫 끝단은 접지전극(4)에 전기적으로 연결된다. 비아홀 전극(7)의 윗 끝단은 그 사이에 제공되는 유전체 기판층을 갖는 금속막(3)에 반대편에 위치한다. 또한, 비아홀 전극(8)도 유사하게 형성된다. 따라서, 금속막(3)과 비아홀 전극들(7,8)사이에 커패시터들이 형성되고, 커패시턴스는 금속막(3)에 부여된 커패시터들을 기반으로 한다.
제 1실시형태에서, 비아홀 전극들(7,8)의 윗 면들은 각각 300㎛의 지름을 갖는 원형으로 형성된다. 비아홀 전극들의 양쪽 끝단은, 특히 금속막(3)에 반대편에 위치하는 부분들의 평면모양은 원형뿐 아니라 정방형과 같은 독단적인 모양도 형성 가능하다.
비아홀 전극들(7,8) 사이의 유전체 기판 층과 금속막(3)의 두께는 100㎛로 설정된다.
제 1실시형태에서, 입/출력 결합회로들(5,6)의 하나와 접지전극(4) 사이에 입력전압을 인가함으로써, 출력은 입/출력 결합회로들(5,6)의 다른 하나와 접지전극(4) 사이로 이끌린다. 이러한 경우, 금속막(3)에서 다른 공진 주파수들을 갖고, 결합된 입/출력 결합회로들(5,6)에 결합점들 방향과 거기에 직각방향으로 전파되는 2개의 공진모드들이 발생된다. 제 1실시형태에서, 비아홀 전극들(7,8)은 커패시턴스를 갖는 금속막(3)을 제공하고, 비아홀 전극들(7,8)은 2개의 공진모드들이 결합되도록 배열된다. 따라서, 금속막(3)에서 발생되는 공진모드들 사이의 결합은 이중모드 대역통과 필터 작용을 가능하게 한다.
금속막(3)에서 발생되는 2개의 공진모드들을 결합하기 위해, 하나의 모드의공진주파수는 두개의 모드들이 결합될 수 있도록 위치할 것이다. 제 1실시형태에서. 2개의 공진모드들은 결합측들(3a,3b)의 방향으로 전파하는 공진모드의 강한 공진 전기장을 갖는 부분에서 공진 전기장이 약화되도록 비아홀들(7,8)을 배치함으로써 결합된다.
도 5는 제 1실시형태에 의한 이중모드 대역통과 필터(1)의 주파수 특성을 제외하고, 비아홀 전극들(7,8)이 제공되지 않는 제 1실시형태와 유사한 비교 실시예의 주파수 특성을 나타낸 그래프이다. 도 5에서, 실선 A는 제 1실시형태의 반사특성을 실선 B는 제 1실시형태의 통과특성을 나타내고, 절선 C는 비교 실시예의 반사특성을 절선 D는 비교 실시예의 통과특성을 나타낸다. 도 5에서 분명하듯이, 비아홀 전극들(7,8)이 제공되지 않는 비교 실시예에서 2개의 공진모드들이 결합되지 않아서, 효과적인 대역폭을 구현하기 어렵다. 반대로, 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역필터에서 공진모드들이 결합되어 E로 표기된 통과대역을 형성한다는 것이 이해될 수 있다.
제 1실시형태에서, 첫번째 커패시턴스 리드아웃 전극은 비아홀 전극(7)에 의해 형성된다. 그러나, 도 4의 개조형에서 보여지듯이, 상대 전극막(9)은 유전체 기판(2)의 높이와 같은 지점에 형성될 수 있다. 도 4에서의 구조에서, 상대 전극(9)의 아랫면은 비아홀(7)에 연결되고, 비아홀(7)의 아래 끝단은 접지전극(4)에 연결된다. 다시말해, 비아홀 전극(7)은 전기적으로 상대 전극막(9)을 접지전극(4)에 연결시키는 역할을 한다.
커패시턴스 리드아웃 전극을 형성하기 위해 비아홀 전극(7)과 결합되는, 상대 전극막(9)의 평면모양은 특별히 제한된 것이 아니라 사각형, 원형, 그리고 사각형과 다른 다각형과 같은 다양한 모양들로 형성될 수 있다. 도 4에서 처럼, 비아홀 전극(7) 외에 상대 전극막(9)을 형성함으로써, 더 큰 커패시턴스를 금속막(3)에 부여할 수 있다.
본 출원인들은 제 1실시형태로부터 명백해지듯이, 커패시턴스를 갖는 금속막(3)을 제공함으로써, 금속막(3)에서 발생되는 2개의 공진모드들은 대역통과 필터를 형성하기 위해 결합된다는 것을 발견하였다.
따라서, 비아홀 전극들(7,8)의 위치가 이동할 때, 주파수 특성의 변화하는 방법이 연구되었다. 특히, 도 6의 개요 평면도에서 나타나듯이, 절선 F와 G로 표시된 비아홀 전극들(7,8)의 위치가 측면(3b)쪽으로 100㎛ 또는 200㎛ 이동하는 두 형식의 이중모드 대역통과 필터들이 제작되었다. 이렇게 얻어진 두 형식의 이중모드 대역통과 필터들의 주파수 특성과 제 1실시형태에 의한 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성들은 도 7에서 나타낸다.
도 7에서, 실선 A는 제 1실시형태의 반사특성을 실선 B는 제 1실시형태의 통과특성을 나타내고, 절선(H,I)은 각각 비아홀 전극들(7,8)의 위치가 100㎛ 이동하였을 때 얻은 반사특성과 통과특성을 나타내고, 쇄선(J,K)는 비아홀 전극들(7,8)의 위치가 200㎛ 이동하였을 때 얻은 반사특성과 통과특성을 나타낸다.
도 7로부터 명백해지듯이, 비아홀 전극들(7,8)의 위치를 이동함으로써, 2개의 공진모드들 중의 하나의 공진모드의 공진주파수가 대역폭을 활성화시키기 위해 이동된다는것을 알 수 있다.
도 8에서 나타난 주파수특성들은 각 비아홀 전극의 윗 끝단면의 지름이 180㎛, 200㎛ 및 230㎛로 변화하는 각각의 경우에서 얻어진 것이다. 도 8에서, 실선(L,M)은 각 비아홀 전극의 지름이 230㎛일 때 얻은 반사특성과 통과특성을 나타내고, 쇄선(N,O)은 각 비아홀 전극의 지름이 200㎛일 때 얻은 반사특성과 통과특성을 나타내며, 절선(P,Q)은 비아홀 전극(7) 또는 비아홀 전극(8)의 지름이 180㎛일 때 얻은 반사특성과 통과특성을 나타낸다.
도 8로부터 명백해지듯이, 비아홀 전극(7 또는 8)의 지름이 변화할 때, 다시말해, 금속막(3)과 비아홀 전극들(7,8)사이에서 이끌어진 커패시턴스의 크기를 변화함으로써, 바뀐 2개의 공진모드들 중의 하나의 공진모드의 공진주파수는 대역폭을 조정하는것이 가능하게된다.
도 7과 도 8의 결과로부터 명백해지듯이, 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터에서 금속막(3)에 다른 공진 주파수들을 갖는 공진모드들을 결합하는 커패시턴스를 공급하기 위해, 커패시턴스 리드아웃 전극의 위치와 커패시턴스의 크기를 변화함으로써 통과대역 폭이 쉽게 조정될 수 있다.
제 1실시형태에서, 이중모드 대역통과 필터는 2개의 공진 모드들이 결합되도록 커패시턴스를 갖는 금속막(3)을 제공하여 형성되기 때문에, 입/출력 결합회로들(5,6)이 금속막(3)에 결합된 각 부분들은, 종래의 실시예와 같이 금속막의 중심각에 대해 90°의 중심각도가 언제나 필요하지는 않다. 따라서, 이중모드 대역통과 필터의 설계상 자유도가 증가될 수 있고, 요구 대역폭을 갖는 이중모드 대역통과 필터를 쉽게 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타낸 개요 평면도이고, 제 1실시형태를 나타낸 도 2에 해당한다.
제 2실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(11)에서, 금속막(3)에 공급되는 커패시터는 비아홀 전극(8)에 의해 형성되는 단지 하나의 커패시터이다. 다시말해, 비아홀 전극(8)이 제공되지 않는다는 것을 제외하고, 제 2실시형태는 제 1실시형태와 유사하다.
도 9에 나타난 제 2실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터의 주파수 특성들은 도 10에 나타난다. 도 10에서 나타난 것처럼, 제 2실시형태에서도 이중모드 대역통과 필터를 위한 대역폭은 비아홀 전극(7)을 사용하는 커패시터를 제공함으로써 얻을 수 있다. 도 5의 실선 A와 B를 갖는 특성들의 각 형식과 비교하였을 때, 커패시터들의 갯수를 바꿈으로써 통과대역폭을 조정할 수 있음을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 3실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타낸 개요 평면도이고, 제 1실시형태에 나타난 도 2에 해당된다.
제 3실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(12)에서, 3개의 비아홀 전극들(7, 8a, 8b)은 금속막에 반대편에 위치하도록 배열된다. 다른점들은 제 1실시형태와 유사하다.
이중모드 대역통과 필터(12)의 주파수 특성은, 도 12에서 처럼 비아홀 전극들(8a,8b)이 비아홀 전극(7)의 크기와 동일한 크기를 갖도록 형성될 때 구현된다.
도 12로부터 명백해지듯이, 제 3실시형태에서도 역시, 구현된 이중모드 대역통과 필터 특성들은, 2개의 공진 모드들이 결합된 금속막(3)이 3개의 비아홀 전극들(7, 8a, 8b)에 기초를 둔 커패시터들과 함께 제공되어 얻어진다는 점이 이해된다. 도 5와 도 10에서 나타낸 제 1과 제 2실시형태의 주파수 특성들과 도 12에 나타난 제 3실시형태의 주파수 특성들을 비교함으로써 명백해지는 것처럼, 비아홀 전극들의 갯수를 증가함으로써, 통과대역 폭을 조정할 수 있다는 것을 알 수 있다.
유사하게, 도 13은 본 발명의 제 4실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타낸 개요 평면도이고, 제 1실시형태를 나타낸 도 2에 해당한다. 제 4실시형태에서, 4개의 비아홀 전극들(7a, 7b, 8a, 8b)이 배열된다. 비아홀 전극들(7a, 7b, 8a, 8b)은 제 1실시형태에서의 비아홀 전극(7)의 크기와 유사한 크기로 형성된다. 이중모드 대역통과 필터(13)의 주파수 특성들은 도 14에서 나타난다.
도 14로부터 명백해지듯이, 제 4실시형태에서도 역시, 2개의 공진모드들이 커패시턴스의 공급에 의해 결합되고, 그것에 의해 이중모드 대역통과 필터를 위한 특징들이 구현된다.
도 5, 도 10 및 도 12에서 나타낸 실시형태의 주파수 특성들과 도 14에 나타난 주파수 특성들을 비교함으로써 명백해지는 것처럼, 비아홀 전극들의 갯수를 변경함으로써, 통과대역 폭을 조정할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 제 5실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타낸 개요 평면도이고, 제 1실시형태에 나타난 도 2에 해당된다.
제 5실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(15)에서, 커패시터는 유전체 기판에 형성된 비아홀에 의해서가 아니라, 금속막(3)을 갖는 하나의 평면에 형성된 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)에 의해 금속막(3)에 제공된다. 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)은, 유전체 기판 표면위에, 유전체 기판의 대향면들(3c,3d)에의해 구성되고, 직사각형 금속막들은 선결 구멍들의 맞은편에 제공된다. 제 1실시형태에서, 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)은 면들(3c, 3d)의 150㎛ 맞은편에 1400㎛의 길이를 갖도록 반대편에 위치한다. 다른 구조들은 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(1)의 구조와 비슷하기 때문에 자세한 설명은 제 1실시형태의 설명에 적용하여 생략한다.
제 5실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(15)의 주파수 특성들은 도 16에 나타난다.
도 16로부터 명백해지듯이, 제 5실시형태에서도 역시, 구현된 이중모드 대역통과 필터 특성들은, 전술한 금속막(3)이 2개의 공진모드들이 결합되도록 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)에 기반한 커패시턴스에 제공된다.
제 5실시형태에서, 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)은 유전체 기판의 표면위에 금속막을 형성함에 의해 형성된다. 따라서, 금속막(3)을 형성하는 과정에서 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)은 쉽게 형성될 수 있다.
커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)이 유전체 기판의 표면위에 형성되기 때문에, 금속막(3)에 제공되는 커패시턴스는 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)을 다듬어서 쉽게 조정 가능하다.
제 5실시형태에서 역시, 금속막(3)에 결합된 입/출력 결합회로들(5,6)은 언제나 90°의 중심각도가 필요하지는 않다. 또한, 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)에 부여된 커패시턴스의 크기와 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)의 위치, 다시 말해, 강한 공진 전기장을 발생시키기 위한 공진 전기장의 부분을약하게 하도록 커패시터 배열을 바꿈으로써 통과대역폭을 쉽게 조정 가능하다.
비록, 제 5실시형태에서 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)이 형성되지만, 유전체 기판에서 금속막(3)이 형성될 때, 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)은 금속막(3)과 그 사이에 유전체 기판층을 갖는 금속막(3)으로부터 다르게 층위에 각각 반대편에 위치할 것이다. 유전체 기판에서, 금속막(3)과 커패시턴스 리드아웃 전극들(16,17)은 제 1실시형태와 유사하게 같은 위치의 평면에 위치 할 것이다.
제 1∼ 제 5실시형태에서, 각 금속막(3)은 정방형으로 형성되지만, 금속막(3)의 평면 모양은 본 발명의 이중모드 대역통과 필터에서 공진기를 구성하기 위해, 특별히 제한되지는 않는다.
도 17은 본 발명의 제 6실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터를 나타낸 개요 평면도이고, 제 1실시형태에 나타난 도 2에 해당된다. 제 6실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(21)에서 금속막 (23)의 평면모양은 마름모꼴이다. 다른 구조들은 제 1실시형태에 따른 이중모드 대역통과 필터(1)의 구조와 비슷하기 때문에 자세한 설명은 제 1실시형태의 설명에 적용하여 생략한다.
1700㎛로 크기가 정해진 마름모꼴 금속막(3)을 갖는 이중모드 대역통과 필터는 제 1실시형태와 유사하게 형성되었다. 그것의 주파수 특성들은 도 18에서 나타난다. 도 18로부터 명백해지듯 제 6실시형태에서도 역시, 커패시턴스 리드아웃 전극들(7,8)에 기반한 커패시턴스는 금속막(3)에 제공된다. 그래서, 하나의 공진모드의 공진 주파수는, 이중모드 대역통과 필터 특성이 구현된 2개의 공진모드들을 결합되도록 옮겨진다.
제 1∼ 제 5실시형태로 부터 판단된 것 처럼, 제 6실시형태에서 역시, 제공된 커패시턴스의 크기와 커패시터 위치를 변화함으로써, 통과대역폭이 쉽게 조정될 수 있다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 이중모드 대역통과 필터의 다른 개조형을 나타낸 개요 평면도이고, 제 1실시형태에 나타난 도 2에 해당된다.
도 19에서 나타난 이중모드 대역통과 필터(24)에서 평면모양이 삼각형인 금속막(25)이 사용되었고, 도 20에서 나타난 이중모드 대역통과 필터(26)의 개조형에서 평면모양이 정오각형인 금속막(27)이 사용되었으며, 도 21에서 나타난 이중모드 대역통과 필터(28)의 개조형에서 평면모양이 정육각형인 금속막(29)이 사용되었다.
전술한 바와같이, 금속막의 평면모양은 변화 가능하고, 비대칭하고 불규칙한 평면모양들도 사용 가능하다. 전술한 실시형태에서, 유전체 기판 윗면위의 공진기를 구성하는 금속막이 제공되지만, 금속막은 유전체 기판에 끼워질 수 있다.
접지전극(4)은 또한 유전체 기판(2)의 안쪽에 끼워질 수 있다.
그 다음, 도 24는 통신 장치 300의 RF부분의 전기회로 블럭선도이다. 도 24에서 안테나 ANT, 안테나 공유장치 DPX, 송신측 회로 TX, 수신측 회로 RX를 나타낸다.
나아가, 안테나 공유장치 DPX는 입/출력 신호들을 위한 3개의 포트들을 갖는데, 그 안에 제 1포트 P1은 송신측 회로 TX에 연결되고, 제 2포트 P2는 수신측회로 RX에 연결되며, 제 3포트 P3는 안테나 ANT에 연결된다. 여기서, 안테나 공유장치 DPX는 2개의 이중모드 대역통과 필터 BPF1과 BPF2를 포함하고, 이중모드 대역통과필터들 BPF1과 BPF2로써, 전술한 대역통과 필터가 이용될 수 있다. 이중모드 대역통과 필터 BPF1는 제 1포트 P1과 제 3포트 P3사이에서, 이중모드 대역통과 필터 BPF2는 제 2포트 P2과 제 3포트 P3사이에서 제공된다.
안테나 공유장치를 포함하는 통신장치에서, 이중모드 대역통과 필터의 커패시턴스가 쉽게 조정 가능하기 때문에, 통신장치의 대역폭은 쉽게 조정 가능하고, 설계상 자유도가 제공될 수 있다.
Claims (8)
- 유전체 기판;상기 유전체 기판의 주 평면들 중 하나 위에 또는 상기 유전체 기판과 같은 높이에 형성된 금속막;상기 유전체 기판 또는 상기 유전체 기판의 주 평면 위에 그 사이에 제공되는 상기 유전체 기판의 층을 갖는 상기 금속막을 반대편에 위치하도록 형성되는 접지 전극;상기 금속막에 결합되는 제 1과 제 2 입/출력 결합회로들; 및입력신호가 제 1 또는 제 2 입/출력 결합회로 로부터 인가될 때, 상기 금속막에서 발생되는 2개의 공진 모드들이 결합되도록, 상기 금속막에 부하를 거는 적어도 하나의 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 대역통과 필터.
- 제 1항에 있어서, 잔여 부분의 경우보다 상대적으로 강한 공진 전기장이 발생되는 상기 금속막의 일부분에서 상기 커패시터가 제공되는 것을 특징으로 하는 이중모드 대역통과 필터.
- 제 2항에 있어서, 상기 커패시터는 상기 접지전극에 연결되고 상기 유전체 기판에 형성된 커패시턴스 리드아웃 전극과 상기 유전체 기판 및 상기 커패시턴스 리드아웃 전극의 층을 포함하고, 금속막은 그 사이에 커패시턴스를 갖는 것을 특징으로 하는 이중모드 대역통과 필터.
- 제 3항에 있어서, 상기 커패시턴스 리드아웃 전극은 비아홀 전극인 것을 특징으로 하는 이중모드 대역통과 필터.
- 제 4항에 있어서, 상기 커패시턴스 리드아웃 전극은 상기 금속막에 반대편에 위치하도록, 비아홀 전극의 끝쪽에 형성되고 유전체 기판에 제공되는 상대 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중모드 대역통과 필터.
- 제 1항에 있어서, 상기 금속막의 평면 모양은 직사각형, 마름모꼴 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 이중모드 대역통과 필터.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 이중모드 대역통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 공유장치.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 이중모드 대역통과 필터 또는 제 7항의 안테나 공유장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신장치.
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