KR100445743B1

KR100445743B1 - 필터용 공진기 및 그를 이용한 필터 설계 방법과 그 설계방법에 의해 제작된 필터

Info

Publication number: KR100445743B1
Application number: KR10-2002-0003262A
Authority: KR
Inventors: 조인귀; 김진태; 정명영; 최태구
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2004-08-25
Also published as: KR20030020816A; US20090091405A1; US20030052749A1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 필터용 공진기 및 그를 이용한 필터 설계 방법과 그 설계 방법에 의해 제작된 필터에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 필터에서 발생되는 상호 왜곡 변조 신호의 저감화를 위하여 설계상의 구조적 접근을 시도함으로써 이동 통신 시스템의 간섭을 줄여 통화 용량 증대 및 품질 개선에 효과적으로 기여할 수 있는 이동 통신 기지국 시스템 등에서 이용하는 필터용 공진기를 제공하는데 그 목적이 있음.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 공진기를 이용함으로써 이동 통신 시스템의 간섭을 줄여 통화 용량 증대 및 품질 개선에 효과적으로 기여할 수 있도록 하는 필터 설계 방법 및 그 설계 방법에 의해 제작된 필터를 제공하는데 또 다른 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 저감하기 위해 필터에 이용되는 동축 공동부(Coaxial Cavity) 공진기에 있어서, 상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 낮추기 위하여 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'의 전류값을 제어하되, 상기 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'의 크기는 외경이 고정될 경우 내경을 조절하며, 그 내경과 외경의 비가 실질적으로 1:3 보다 크고, 1:3.75 보다 같거나 작은 비율 중 어느 한 비율을 갖고 있으며, 그 길이(H)는 λ/4인 것을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 필터용 공진기에 의해 제작된 필터 등에 이용됨.

Description

필터용 공진기 및 그를 이용한 필터 설계 방법과 그 설계 방법에 의해 제작된 필터{Resonator for Filter and Method for Designing Filter using it and Filter Designed by it}

본 발명은 필터용 공진기 및 그를 이용한 필터 설계 방법과 그 설계 방법에 의해 제작된 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터의 선형 특성과 비선형 특성 및 공진시 나타나는 전류밀도의 특성을 분석함으로써 상호 왜곡 변조 신호를 해석하고 이의 저감화 방안을 설계적으로 접근할 수 있는 필터용 공진기 및 그를 이용한 필터 설계 방법과 그 설계 방법에 의해 제작된 필터에 관한 것이다.

일반적으로, 상호 변조 왜곡 신호는 전자 장치의 비선형 전달 특성에 기인한 것으로, 전자 장치의 출력 신호에 입력 신호들의 합과 차의 주파수 성분이 나타나는 현상이며, 통신 시스템의 용량 증대와 통화 품질의 향상에 있어 간섭의 주원인이 되고 있다.

과거에는 한때 이러한 상호 변조 왜곡 신호는 능동 소자에서만 발생하는 것으로 인식되어 왔다.

그러나, 현대에 와서는 선형 전달 특성을 갖고 있는 것으로 여겨진 수동 무선 주파수(Radio Frequency; 이하 'RF'라 한다) 부품에서 상호 변조 왜곡 신호가 발견되었으며, 특히 수동 상호 변조 왜곡 신호는 능동 소자에서 발생되는 상호 변조 왜곡 신호에 비해 그 수준은 매우 낮으나 능동소자에서 이용되는 여파 (Filtering)기법을 사용할 수 없어 그 발생 원인을 제거하는 방향으로 저감화 연구를 하고 있는 실정이다.

이동 통신의 통화 용량의 증대나 품질 향상을 위해서는 필수적으로 수동 소자의 상호 변조 왜곡 신호의 제어 기술이 요구되며, 특히 필터는 그 발생 영역 중 큰 비중을 차지하는 수동 부품으로 그 제어 기술은 그 발생 원인의 다양성과 복잡성으로 많은 어려움과 시간적, 경제적 손실이 막대한 실정이다

종래의 RF 수동 부품 및 필터에 상호 변조 왜곡 신호 저감화 방향은 대부분 설계 단계를 포함하는 회로적인 접근법을 사용하지 않는 국소적이고 세밀한 공정 단계를 중시한 도금 처리, 하우징, 입출력 커넥터 등에 집중된 연구를 수행하여 왔다.

이러한 배경에는 주로 수동 상호 변조 왜곡 신호의 발생 원인이 접촉 (Contact) 비선형성과 재료(Material) 비선형성으로 분류되고, 특히 금속 대 금속의 접합이나 강자성 성질을 갖는 물질에 의한 상호 변조 왜곡 신호의 해석과 이들의 제거에 초점을 맞추어 왔다는데 있다.

따라서 이러한 접촉 문제나 강자성체 문제에 의한 상호 변조 왜곡 신호의 해석 및 해결은 다소 성숙되었다고 보아야 할 것이다.

그러나, 필터의 하우징에 금속 대 금속의 접합부에서 오는 비선형성을 감소시키기 위하여 용접이나 납땜구조를 채택하고 있는데, 이는 조립과 분해가 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위한 종래 기술로서 'PASSIVE MICROWAVE STRUCTURE AND METHODS HAVING REDUCED PASSIVE INTERMODULATION' 및 'MICROWAVE TRANSMISSION MEANS WITH IMPROVED COATINGS'가 각각 미합중국(US) 특허 제5,834,993호 및 제 5,304,962호에 개시되어 있다.

상기 특허 제5,834,993호는 좌굴(buckling) 형식을 채택하여 상기 단점을 극복하기 위해 노력하였으며, 손쉬운 제조 공정을 도입하고 조립 시간을 단축시킨 바 있다. 여기서, 좌굴(buckling)이란, "기둥의 길이가 그 횡단면의 치수에 비해 클 때, 기둥의 양단에 압축하중이 가해졌을 경우 하중이 어느 크기에 이르면 기둥이 갑자기 휘는 현상"을 말한다. 따라서, "좌굴형식"이란 이러한 물리적인 치수차를 이용하여 필터의 뚜껑 부분을 형성하여 상호 접촉면에서 불안전한 차폐(shielding) 문제를 해결하는 방식을 의미한다. 이는 PIMD를 줄이기 위한 구조에서 사용된다.

또한, 일반적인 동축 선로(Coaxial Cable)를 통해 신호를 전송할 때 동축 선로에 한정된 전도성으로 인해 도체손실이 발생하며, 이러한 손실은 열로 전도되는데 이 때 전도되는 열성분이 새로운 상호 변조 왜곡 신호 원인이 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 'MICROWAVE TRANSMISSION MEANS WITH IMPROVED COATINGS'가 미합중국(US) 특허 제 5,304,962호에 개시되어 있다.

상기 특허 제 5,304,962호는 이동 통신 송수신 시스템에 듀플렉서에서 발생되는 상호 변조 왜곡 신호를 감소시키기 위해 내부에 혼합 도금 형태로 도금을 실시하였으며, 알루미늄 기판 위에 아연(Zinc)층을 갖고 아연(Zinc)층으로부터 바깥쪽으로 구리와 은 층을 갖게 도금을 하였다. 이에 대해 각각 적어도 약 300 마이크로 인치(inch)의 두께와 500 마이크로 인치(inch)의 두께를 갖게 도금을 하여 진행파에 의해 유기되는 저항 손실을 줄여 상호 변조 왜곡 신호를 감소시켰다.

그러나, 기존 상호 변조 왜곡 신호 저감화 방법은 대부분 설계 단계를 포함하는 회로적인 접근법을 사용하지 않는, 세밀한 공정 단계를 중시한 도금 처리, 하우징, 입출력 커넥터 등에 집중되어 있으며, 이러한 세밀한 공정 기술은 우수한 공정 기술력과 청결한 공정 환경을 필요로 하고, 그 기술 집약성이 요구되며, 제작자의 숙련도에 의존할 수밖에 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 필터에서 발생되는 상호 왜곡 변조 신호의 저감화를 위하여 설계상의 구조적 접근을 시도함으로써 이동 통신 시스템의 간섭을 줄여 통화 용량 증대 및 품질 개선에 효과적으로 기여할 수 있는 이동 통신 기지국 시스템 등에서 이용하는 필터용 공진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 공진기를 이용함으로써 이동 통신 시스템의 간섭을 줄여 통화 용량 증대 및 품질 개선에 효과적으로 기여할 수 있도록 하는 필터 설계 방법 및 그 설계 방법에 의해 제작된 필터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 λ/4 단락(short) 동축 공동부(Coaxial Cavity) 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면,

도 2는 도 1의 공진기 내부의 전장 및 자장의 선도,

도 3은 본 발명이 적용되는 통신용 고주파 필터의 등가 집중 정수 회로도,

도 4는 본 발명에 따른 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 20mm로 선정했을 때 각 공진기 및 출력 50Ω 부하(Load)에 흐르는 전류의 크기를 주파수에 따라 도시한 일실시예 그래프,

도 5는 본 발명에 따른 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 30mm로 선정했을 때 각 공진기 및 출력 50Ω 부하에 흐르는 전류의 크기를 주파수에 따라 도시한 일실시예 그래프,

도 6은 본 발명에 따른 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 40mm로 선정했을 때 각 공진기 및 출력 50Ω 부하에 흐르는 전류의 크기를 주파수에 따라 도시한 일실시예 그래프,

도 7은 본 발명에 따른 공진기의 외경에 대한 최종 상호 변조 왜곡 신호 수준을 나타내는 일실시예 그래프,

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따라 각 공진기의 외경이 결정될 때에, 상호 변조 왜곡 신호를 최소화 할 수 있는 내경의 크기를 설명한 도면,

도 9a 내지 도 9d는 본 발명에 따른 공진기의 설계시 통과 대역 내에서의 리플(Ripple)을 결정하는 각 공진기간의 결합도(coupling)에 따른 상호 변조 왜곡 신호(PIMD) 특성 및 전압을 설명하기 위한 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 저감하기 위해 필터에 이용되는 동축 공동부(Coaxial Cavity) 공진기에 있어서, 상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 낮추기 위하여 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'의 전류값을 제어하되, 상기 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'의 크기는 외경이 고정될 경우 내경을 조절하며, 그 내경과 외경의 비가 실질적으로 1:3 보다 크고, 1:3.75 보다 같거나 작은 비율 중 어느 한 비율을 갖고 있으며, 그 길이(H)는 λ/4인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방법은, 여러 개의 공진기로 이루어진 필터의 각 공진기에 흐르는 전류가 최소화되도록 하기 위한 공진기 필터 설계 방법에 있어서, 필터 설계시 각 공진기간의 결합력을 증대시켜 설계하되, 상기 공진기 필터 등가 회로의 특성 임피던스가 실질적으로 65Ω보다 크고 79Ω보다 같거나 작은 값 중 어느 한 값을 갖도록 하며, 내외곽 도체 사이에 낮은 유전 상수의 유전체를 사용하거나 바람직하게는 유전체를 사용하지 않도록 하고, 각 공진기의 인덕턴스를 크게 설계하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 여러 개의 공진기로 이루어진 필터의 각 공진기에 흐르는 전류가 최소화되도록 하기 위한 공진기 필터 설계 방법으로 제작된 공진기 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 필터에 사용되는 λ/4 단락(short) 동축 공동부(Coaxial Cavity) 공진기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

a는 공진기의 도체 내경을 의미하며, b는 공진기의 도체 외경을 의미한다. 따라서 필드는 TEM 모드가 지배적으로 존재할 것이다.

도 2는 도 1의 공진기 내부의 전장(E 필드) 및 자장(H 필드)의 선도이다.

마이크로 웨이브 공진기 이론에서 집중정수 등가회로 R, L, C를 등가화하면서 전송선 이론을 도입하게 되는데 이때 등가 저항 R, L, C가 다음과 같이 정의된다. 즉, 집중정수 등가회로는 저항(R), 인덕터(L), 컨덕터(C)의 병렬 형식으로 표현될 수 있을 것이다. 그 병렬 회로 정수는 하기 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같이 표현할 수 있다.

여기서, a_t는 전송선의 감쇄상수를 의미하며, 유전체가 없는 동축선 구조에서는 a_t는로 후술되는 [수학식 8] 및 [수학식 9]에 그 정확한 의미를 제시하기로 한다. 참고로, 전송선의 어드미턴스(Transmission line admittance) coaxial 구조에서는이다.이 때, 관내 파장은이며, 평면파 파장은이 된다. 또한, 동축선의 경우 TEM 모드로 전송되어의 관계식이 성립된다.

이제 동축 전송 선로에서 등가 회로 정수 및 이 전송 선로의 특성 어드미턴스를 찾기로 한다. 이 때, 모든 매질은 손실이 없는 것으로 가정하여 수식을 전개할 것이다.

필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 20mm로 선정했을 때, 집중 정수 등가 회로 값 및 공진기의 길이는 다음과 같이 표현될 수 있으며, 주파수가 1GHz인 경우에 그 값은 하기의 [수학식 3] 내지 [수학식 10]과 같다.

(H는 공진기의 길이임)

같은 방식으로 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 30mm로 선정했을 때, H는 75mm, Z₀는 65.9167Ω, L은 13.3575nH, C는 1.89633pF, R은 662.569kΩ이 된다.

또한, 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 40mm로 선정했을 때에는, H는 75mm, Z₀는 83.1776Ω, L은 16.855318nH, C는 1.50280725pF, R은 1125.33544kΩ이 된다.

도 3은 본 발명이 적용되는 통신용 고주파 필터의 등가 집중 정수 회로도로서, 차수가 6차인 인버터 타입의 필터를 나타내고 있다.

각 공진기는 J 인버터로 결합되어 있으며, 설계 사양은 중심 주파수를 1GHz, 대역폭을 10MHz, 차수를 6차, 입출력 임피던스를 50Ω, 리플(Ripple)을 0.2dB, 필터타입을 체비셰프(Chebyshev)로 선정하였다.

도 1에서 언급한 공진기의 외경에 따른 필터의 등가 R, L, C 및 J 인버터 Cc의 값은 하기 표 1과 같이 찾아낼 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 20mm로 선정했을 때, 각 공진기 및 출력 50Ω 부하(Load)에 흐르는 전류의 크기를 주파수에 따라 도시한 일실시예 그래프이다.

이 때 첫 번째 공진기에서부터 5 번째 공진기까지 전류의 최고 값이 필터의 차단(cut-off) 주파수에서 나타났으며, 여섯 번째 공진기는 필터의 특성과 유사한 전류 특성을 보이고 있다. 가장 높은 전류 값을 갖는 공진기는 두 번째 공진기이며, 다음은 세 번째 공진기임을 알 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 30mm로 선정했을 때, 각 공진기 및 출력 50Ω 부하에 흐르는 전류의 크기를 주파수에 따라 도시한 일실시예 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 필터에 사용되는 공진기의 구경을 내경(a)은 10mm, 외경(b)은 40mm로 선정했을 때, 각 공진기 및 출력 50Ω 부하에 흐르는 전류의 크기를 주파수에 따라 도시한 일실시예 그래프이다.

도 7은 본 발명에 따른 공진기의 외경에 대한 최종 상호 변조 왜곡 신호 수준을 나타내는 일실시예 그래프이다. 외경의 크기가 20mm에서 40mm로 증가할 때 상호 변조 왜곡 신호의 수준은 약 21dB 감소하였음을 알 수 있다.

일반적인 동축 선로(Coaxial Cable)를 통해 신호를 전송할 때 동축 선로에 한정된 전도성으로 인해 도체손실이 발생하며, 이러한 손실은 열로 전도되는데 이때 전도되는 열성분은 새로운 상호 변조 왜곡 신호의 원인이 된다.

이러한 이론을 바탕으로 상기 도 4, 도 5 및 도 6에서 구한 필터 구조에 각 공진기의 전류량에 의한 상호 변조 왜곡 신호의 수준을 계산하였으며, 그 계산 과정은 다음 표 2와 같다.

상기 계산 과정에서는 동축 선로에 흐르는 전류와 각 공진기에 흐르는 전류의 비를 의미하며,은 증가된 전류의 양에 의한 상호 변조 왜곡 신호의 증가 dB양을 의미한다.

는 동축 선로에 흐르는 전류에 의해 발생되는 상호 변조 왜곡 신호의 수준을 나타낸다.

최종은에서을 합산한 것이다.

상기에서 설명한 내용을 정리하면, 필터의 상호 변조 왜곡 신호 해석은 각 공진기에 흐르는 전류의 크기를 찾아 해석할 수 있으며, 동시에 이러한 필터 설계시 낮은 수준의 상호 변조 왜곡 신호를 갖고자 할 때는 각 공진기에 흐르는 전류의 양을 최소화하여야 함을 알 수 있다.

그 일환으로 각 공진기의 Z₀(특성 임피던스; Characteristic Impedance) 값을 크게 하고, 내외곽 도체 사이에 낮은 유전 상수의 유전체를 사용하거나 유전체를 사용하지 않는 것이 유리하며, 각 공진기의 인덕턴스를 크게 설계하는 것이 중요하다.

본 발명에서 제안하는 바로는, 종래의 1 : 3의 내외경 비를 사용하였을 때에 Z₀가 약 65Ω인데 비해, 본 발명의 Z₀는 65Ω에서 79Ω을 사용한다.

또한, 각 공진기의 인덕턴스는, 종래에 사용하던 것에 비해서 상대적으로 큰 것을 사용한다.

또한, 각 공진기에 전류가 밀집되는 부위에서는 비선형성이 증가할 여지가 많으므로 튜닝을 위한 튜닝 봉에 나사 형식을 금하는 것이 유리하며, 전류가 밀집되는 부위에는 불연속점을 제거하는 공정이 필요하다.

상기 설명된 기법을 활용하여 IMT-2000 등 이동 통신 시스템의 기지국용 필터의 설계시 다음과 같이 최적화된 결과를 얻을 수 있었다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따라 각 공진기의 외경이 결정될 때에, 상호 변조 왜곡 신호를 최소화 할 수 있는 내경의 크기를 설명한 도면이다.도 8a는 본 발명에 따른 동축 공진기 구조에서 전류가 증가할 경우에, 초기 상호 변조 왜곡 신호의 크기 및 상승 상호 변조 왜곡 신호의 크기의 변화를 나타내는 일실시예 그래프이다.

PIM_0는 동축(coaxial) 공진기 구조에서 발생되는 초기 상호 변조 왜곡 신호의 크기이며, Delta IM은 동축 공진기 구조에서 증가된 전류의 효과에 의한 상승된 상호 변조 왜곡 신호의 크기이다.

도 8b는 본 발명에 따른 내경의 조절에 의한 최종 상호 변조 왜곡 신호의 수준을 내경의 길이에 따라 표시한 일실시예 그래프이다.

이러한 방법에 따라 다음과 같이 외경이 고정될 때 내경의 최적화 사이즈는 다음과 같다.

만약 외경(b)을 30mm로 선정한다면, 내경(a)은 8mm에서 10mm까지가 최적의 값이며, 외경(b)이 25mm 이면, 내경(a)은 6.7mm에서 8.3mm가 된다.

또한 외경(b)을 20mm로 선정하면, 내경(a)은 5.3mm에서 6.6mm가 된다.

상기 치수를 살펴보면, 기존에 내외경 비가 1 : 3이하인 조건을 벗어나, 그 이상으로 선정하였을 때가 더 우수한 상호 변조 왜곡 신호의 저감 효과가 나타남을 알 수 있다. 특히 이러한 비가 1 : 3보다 크고 1 : 3.75보다 작거나 같은 범위 내에서 우수한 특성을 보임을 알 수 있다.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명에 따른 공진기의 설계시 통과 대역 내에서의 리플(Ripple)을 결정하는 각 공진기간의 결합도(coupling)에 따른 상호 변조 왜곡 신호(PIMD) 특성 및 전압을 설명하기 위한 도면으로, 도 9a는 본 발명에 따른 필터의 통과 대역 내의 리플을 0.1dB로 선정한 경우의 상호 변조 왜곡 신호 특성을 나타내는 일실시예 그래프이고, 도 9b는 상기 도 9a의 경우에 각 공진기에 걸리는 전압의 크기를 나타내는 일실시예 그래프이며, 도 9c는 본 발명에 따른 필터의 통과 대역 내의 리플을 0.001dB로 선정한 경우의 상호 변조 왜곡 신호 특성을 나타내는 일실시예 그래프이고, 도 9d는 상기 도 9c의 경우에 각 공진기에 걸리는 전압의 크기를 나타내는 일실시예 그래프를 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 리플을 적은 값으로 설계한 경우에는, 즉 각 공진기간의 결합력을 증대시키는 경우에는, 필터의 전달 특성 중 저지대역 감쇄 특성이 약화되는 경향이 있으며, 이와 반대로 상호 변조 왜곡 신호(PIMD)의 수준은 감소하고 있음을 확인할 수 있다.

물론, 본 발명의 회로적, 구조적 접근을 통한 설계 방법과, 기존의 국소적이고 세밀한 공정 처리 기법을 병행할 수도 있음은 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 설계 초기 단계에서 상호 변조 왜곡 신호를 고려한 설계를 가능토록 함으로써, 필터의 구조에서 발생되는 상호 변조 왜곡 신호를 해석하여 이를 저감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 이동 통화시에 발생하는 상호 변조 왜곡 신호를 저감함으로써 이동 통신 시스템의 간섭 문제를 해결하여 통화 용량을 증대시키고, 통화 품질 개선에 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 필터 설계 방법은, 그 제작시에 세밀한 공정 처리에 의존하는 종래의 접근 방식을 탈피하고, 설계상의 회로적, 구조적인 접근법을 근간으로하여 효과적으로 필터를 설계할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 저감하기 위해 필터에 이용되는 동축 공동부(Coaxial Cavity) 공진기에 있어서,

상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 낮추기 위하여 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'의 전류값을 제어하되, 상기 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'의 크기는 외경이 고정될 경우 내경을 조절하며, 그 내경과 외경의 비가 실질적으로 1:3 보다 크고, 1:3.75 보다 같거나 작은 비율 중 어느 한 비율을 갖고 있으며, 그 길이(H)는 λ/4인 것을 특징으로 하는 필터용 공진기.

(단, λ는 상기 공진기에 인가되는 평면파의 파장임)
제 1 항에 있어서,

상기 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'는,

그 외경이 30mm로 고정된 경우에, 그 내경은 8mm보다 크고 10mm보다 같거나 작은 값 중에서 어느 하나의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 필터용 공진기.
제 1 항에 있어서,

상기 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'는,

그 외경이 25mm로 고정된 경우에, 그 내경은 6.7mm보다 크고 8.3mm보다 같거나 작은 값 중에서 어느 하나의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 필터용 공진기.
제 1 항에 있어서,

상기 '유전체가 포함되지 않은 동축형 공진기'는,

그 외경이 20mm로 고정된 경우에, 그 내경은 5.3mm보다 크고 6.6mm보다 같거나 작은 값 중에서 어느 하나의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 필터용 공진기.
여러 개의 공진기로 이루어진 필터의 각 공진기에 흐르는 전류가 최소화되도록 하기 위한 공진기 필터 설계 방법에 있어서,

필터 설계시 각 공진기간의 결합력을 증대시켜 설계하되, 상기 공진기 필터 등가 회로의 특성 임피던스가 실질적으로 65Ω보다 크고 79Ω보다 같거나 작은 값 중 어느 한 값을 갖도록 하며, 내외곽 도체 사이에 낮은 유전 상수의 유전체를 사용하거나 바람직하게는 유전체를 사용하지 않도록 하고, 각 공진기의 인덕턴스를 크게 설계하는 것을 특징으로 하는 공진기 필터 설계 방법.
삭제
제 5 항에 있어서,

상호 변조 왜곡 신호(PIMD)를 줄이기 위해, 상기 등가 회로의 공진기간의 결합도를 증대시킴으로써, 소형 리플을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 공진기 필터 설계 방법.
상기 제 5 항 또는 제 7 항의 설계 방법으로 제작된 공진기 필터.