KR100446932B1 - 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터 - Google Patents

Abstract

유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에 대해 개시한다. 본 발명의 유전체필터는 입력단공진기와; 중간공진기와; 상기 입력단공진기 및 중간공진기와 커플링되는 매개공진기, 이 매개공진기와 커플링되는 적어도 하나 이상의 다른 매개공진기, 및 출력단공진기로 이루어진 감쇄폭증대공진기군과; 스톱밴드공진기;로 이루어진다. 또한, 본 발명의 듀플렉서 유전체필터는, 안테나단을 중심으로 양측으로 대칭되게 결합시킨 본 발명의 유전체필터를 형성하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 가파른 경사각을 갖는 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있으므로 인접대역의 간섭을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 한정된 대역폭을 효율적으로 이용할 수 있다.

Description

유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터{A dielectric filter and duplexer dielectric filter}

본 발명은 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에 관한 것으로, 특히 트랜지션밴드에서의 감쇄폭을 향상시켜 더욱 가파른 경사각을 갖는 스커트 주파수특성을 얻을 수 있는 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에 관한 것이다.

통신기기에서의 필터의 역할은 원하는 주파수대역의 신호를 선택하는 것이고, 가장 이상적인 필터는 그 원하는 주파수대역의 신호만을 손실없이 통과시키고 나머지 신호는 전부 제거하는 필터이다. 따라서 필터의 가장 중요한 특성은 신호 통과 대역(Signal Pass Band) 즉, 주파수대역의 신호만을 손실없이 통과시키는 인밴드(In Band) 특성과, 나머지 주파수대역을 제거하는 아웃밴드(Out Band) 특성을 모두 만족하는 것이다. 휴대용 통신기기 등에 사용되는 유전체필터는 일반적으로 2개 이상의 유전체공진기(Dielectric Resonators), 예를 들면 특정한 주파수에서 공진하는 동축형공진기(Coaxial Resonator)나 또는 요각형공진기(Re-entrant Resonator)를 결합하여 만든다. 이 유전체필터는 필터를 구성한 공진기 수와 결합 방법에 의해 주로 필터의 특성인 밴드폭(Bandwidth), 삽입손실(Insertion loss), 스커트와 스푸리어스 주파수특성(Skirt and Spurious frequency responses)이 결정된다. 그런데, 현재 할당된 주파수에는 밴드폭의 한계성으로 인해, 해당 패스밴드 주파수 이외의 주파수 성분은 급격하게 감쇄시킬 필요성이 대두되고 있다. 즉, 필터링(Filtering)시 그 필터의 전기적 특성을 나타내는 스커트(Skirt)가 가파르게 되는 것을 요구하고 있는 것이다.

기존의 유전체필터는, 진동홀에 내삽(內揷)된 입력(In) 또는 출력(Out) 프로브(Probe)중에서 어느 하나를 포함하는 입력단공진기 및 출력단공진기와, 상기 입력단공진기와 출력단공진기 사이에 결합되는 중간공진기를 열 또는 행 형태로 결합하여 이루어진 3-폴 필터를 기본 구성으로 하고 있다. 이와 같이 구성된 유전체필터로부터 일측 또는 양측 주파수대역에서 가파른 스커트 주파수특성을 얻기 위해서는 입력단공진기 또는 출력단공진기의 일측 또는 양측에 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시키면 된다. 이에 따라 패스밴드의 어느 한쪽에서만 가파른 스커트 주파수특성을 얻거나, 트랜지션(transition) 밴드 모두에서 가파른 커트오프 감쇄비를 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이 기존의 필터 구성에 의해 인밴드 특성 중 스톱밴드 대역에서의 커트오프 주파수특성은 위에서 이미 설명한 대로 스톱밴드공진기를 입력단공진기와 출력단공진기 각각에 하나씩 더 결합함으로써 크게 향상시킬 수 있다. 그런데, 다수의 공진기를 결합시킴으로 인해 삽입손실이 높아지는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해 본 출원인은 특허 출원번호 10-2001-0002523에서, 입력단공진기와 출력단공진기를 결합시키고 여기에 공진기를 홀수개 또는 짝수개 부착함으로써 상기한 양측 또는 일측에서 가파른 스커트 주파수특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 삽입손실을 낮출 수 있는 방안을 제시하였다. 이 때, 일립틱 함수 필터 이론이 적용되는데, 이 일립틱 함수 이론을 응용하여 일립틱 함수 필터를 만들려면, 우선 입력단공진기와 출력단공진기가 서로 결합할 수 있도록 공진기들의 배열이 이에 맞아야 하고, 또한 이들을 결합하는 적당한 결합 방법을 찾아야 한다. 게다가 또 다른 요구조건으로는 입력단공진기와 출력단공진기 사이에 일립틱 커플링은 네가티브(negative) 커플링이여야 한다.

또한, 상기한 인밴드 및 아웃밴드 모두에서 주파수특성을 향상시키기 위해 본 출원인은 특허 출원번호 10-2001-0002523인 "유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터"에서 기존의 문제점이었던 삽입손실을 낮출 수 있었을 뿐만 아니라, 유전체필터의 공진기 구성형태 및 스톱밴드공진기의 결합관계 변형을 통해 스커트 주파수특성, 스푸리어스 주파수특성도 향상시킬 수 있었다. 이는 도 1에 잘 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b는 트랜지션 밴드 한쪽에서 더욱 가파른 커트오프 주파수특성을 가지면서 삽입손실을 낮출 수 있는 일립틱 함수 필터 이론에 의해 설계된 3-폴 필터의 사시도 및 정면도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 3개의 동축형공진기(1, 2, 3)로 구성하여 그들 각각을 서로 접합시키고 있다. 이 때, 입력단공진기(1)와 출력단공진기(3)가 서로 결합되어 있으며, 상기 입력단공진기(1)와 출력단공진기(3) 사이의 결합은 약한 네가티브 결합을 하고 있다. 즉, 도 1b에 도시된 바와 같이 일립틱 네가티브 결합 -k(1,3)을 하고 있는 것이다. 이 일립틱 네가티브 결합을 이루기 위해서는 도시된 바와 같이 홀수개의 공진기로 이루어진 경우에는 입력단공진기(1)와 출력단공진기(3)를 서로 같은 방향으로 결합시켜야만 일립틱 함수 필터 이론에 의한 네가티브 일립틱 커플링, -k(1,3)을 이룰 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 유전체필터에서 나타나는 주파수특성을 개략적으로 나타낸 그래프이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 1a 및 도 1b에서 제시한 3-폴 필터의 주파수특성은 기존의 열 또는 행 형태로만 결합된 스톱밴드공진기를 사용한 필터의 주파수특성과 비교하여 삽입손실이 낮으며, 이와 동시에 패스밴드 양측의 트랜지션 대역중에서 일측에서 가파른 스커트 주파수특성을 나타낸다. 여기서, 패스밴드의 높거나 낮은 트랜지션 주파수 대역의 가파른 스커트 주파수특성은 도 1에서 제시한 공진기를 튜닝함으로써 조정할 수 있다.

한편, 패스밴드 양쪽의 스톱밴드에서 모두 가파른 커트오프 주파수특성을 얻기 위해서는 일립틱 함수 필터의 공진기 수가 적어도 4개 이상이여야 한다.

도 3a 및 도 3b는 스톱밴드공진기를 포함하는 유전체필터를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 3개의 동축형공진기(1, 2, 3)로 구성하여 그들 각각을 서로 접합시키고 있으며, 도 1에서와 같이 입력단공진기(1)와 출력단공진기(3)가 서로 결합되어 있으며, 상기 입력단공진기(1)와 출력단공진기(3) 사이의 결합은 약한 결합을 하고 있다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이 일립틱 네가티브 결합을 하고 있는 것이다. 여기에, 타측 패스밴드에서 가파른 커트오프 주파수특성을 얻기 위해 출력단공진기(3)에 스톱밴드공진기(BSR)를 더 결합시키고 있다. 이와 같이 구성된 4-폴 필터에 의하면, 일립틱 함수 필터 이론에 의한 네가티브 일립틱 커플링, -k(1,3)을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 양측 패스밴드에서 가파른 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있다. 상기 각 공진기 및 스톱밴드공진기 각각의 동축형공진기 사이의 결합은 아이리스 결합을 이용하고 있다. 이 일립틱 함수 필터가 삽입손실을 낮추면서 트랜지션 밴드에서 높은 비율의 가파른 커트오프 응답을 나타낸다는 것은 이미 이론과 실험으로 잘 증명되고 알려져 있다.

여기에 스푸리어스 주파수특성을 향상시키기 위해 중간공진기의 결합방향을 반대로 하거나, 또는 다른 공진기를 결합시켜 이를 이루고 있다.

한편, 듀플렉서 유전체필터의 경우에는 안테나단을 중심으로 상기한 유전체필터가 양측으로 결합하므로 상기 듀플렉서 유전체필터는 본 출원인이 진행한 특허 출원번호 10-2001-0002523을 통해 쉽게 이해할 수 있으므로 구체적인 예는 생략한다.

도 4는 상기한 도 3의 유전체필터에서 출력되는 주파수특성을 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 3을 적용해 제조된 듀플렉서 유전체필터에서 출력되는 주파수특성을 나타낸 그래프이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일정 대역폭을 갖고 트랜지션 감쇄폭이 A로 출력되고 있음을 알 수 있다.

그런데, 상기한 바와 같이, 밴드폭의 한계성을 극복하기 위해서는 더욱 가파른 경사를 갖는 스커트 주파수특성을 출력시킬 수 있는 대안이 필요하여 본 발명을 제안하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 입력단공진기 및 중간공진기와 커플링되며 출력단공진기를 포함하는 감쇄폭증대공진기군과, 스톱밴드공진기를 마련하여 트랜지션밴드에서의 감쇄폭을 향상시킴으로써 더욱 가파른 경사각을 갖는 스커트 주파수특성을 얻을 수 있는 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명은 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀을 갖는 공진기로 이루어진 유전체필터에 적용되는데, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유전체필터는, 신호의 입력이 이루어지는 입력단과 커플링되는 입력단공진기; 상기 입력단공진기에 결합되어 커플링되는 중간공진기; 상기 입력단공진기 및 중간공진기와 결합되어 커플링되며, 커트오프 주파수에서의 감쇄폭을 증대시키기 위해 적어도 두 개 이상의 공진기가 연속적으로 결합되어 신호의 출력이 이루어지는 출력단과 커플링되는 감쇄폭증대공진기군; 및 상기 감쇄폭증대공진기군과 결합되며, 상기 출력단과 커플링되는 스톱밴드공진기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 감쇄폭증대공진기군은, 상기 입력단공진기 및 중간공진기와 결합하여 커플링되는 제1 매개공진기; 상기 제1 매개공진기 및 출력단과 결합하여 커플링되는 출력단공진기; 및 상기 제1 매개공진기와 출력단공진기 사이에 형성되어 커플링되며, 선택적으로 마련되는 적어도 하나 이상의 제2 매개공진기로 이루어진 것이 바람직하다. 여기서, 상기 입력단공진기와 제1 매개공진기 사이에 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 입력단공진기와 제1 매개공진기가 동일한 방향으로 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 입력단공진기, 중간공진기, 감쇄폭증대공진기군, 스톱밴드공진기에서 적어도 어느 하나의 공진기는 나머지 공진기와 비교하여 공진홀의 형태가 서로 상이하거나, 상기 중간공진기는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향이 반대 방향인 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 각각의 공진기가 별도로 제작된 경우에 인접한 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 각 공진기간 접합면에 아이리스(IRIS)를 형성시킨다. 이 때, 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀에 내삽된 프로브를 갖는 입력단공진기가 구비되고; 이 입력단공진기의 공진홀에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 적어도 하나 이상의 매개공진기와, 이 매개공진기의 공진홀에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀에 프로브를 갖는 출력단공진기로 이루어진 감쇄폭증대공진기군이 접하여 구비되고; 출력단공진기의 공진홀에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 스톱밴드공진기가 접하여 구비되며; 그리고 상기 매개공진기와 입력단공진기 사이의 접촉부 상면에는 그 중심부에 종방향으로 형성한 공진홀이 평행하게 구비되도록 적층된 중간공진기를 형성하여 이루어진다.

한편, 상기 각 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 공진기들 각각에 형성된 개구된 공진홀 영역에 커플링전극을 패터닝(patterning)하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어진 것이 더욱 바람직하다. 이 때, 상기 일체형으로 형성된 유전체 일면에, 입력단공진기에 입력단전극 및 제1 커플링전극을 형성시키고, 중간공진기에 상기 제1 커플링전극과 커플링되는 제2 커플링전극을 형성시키며, 감쇄폭증대공진기군에 상기 제1 커플링전극 및 제2 커플링전극과 동시에 커플링되며 연속적인 커플링이 이루어질 수 있도록 적어도 2개 이상을 연속적으로 배열한 제3 커플링전극군 및 상기 제3 커플링전극군의 마지막 커플링전극과 커플링되는 출력단전극을 형성시키고, 상기 스톱밴드공진기에 상기 출력단전극과 커플링되는 제4 커플링전극을 형성시키고, 상기 각 공진기의 커플링전극이 형성된 일면을 제외한 측면 및 저면은 공통전극으로 도포시켜서 이루어진다. 즉, 그 내부에 충전된 유전체의 일단부에 제1 커플링전극이 구비되고, 이 제1 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성되며, 제1 커플링전극과 이격된 유전체의 하단부에는 입력단전극이 구비되어 있는 입력단공진기가 형성되고; 이 입력단공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 매개공진기와, 상기 매개공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 다른 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 이 커플링전극과 이격된 유전체의 일측에는 출력단전극이 커플링전극에 인접하게 구비되어 있는 출력단공진기로 이루어진 감쇄폭증대공진기군이 일체형으로 형성되고; 출력단공진기의 출력단전극과 이격된 일측단에는 제4 커플링전극이 구비되고, 이 제4 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성된 공진홀을 갖는 스톱밴드공진기가 일체형으로 형성되며; 입력단공진기와 매개공진기 사이의 상면에 형성되고, 그 일면에는 제2 커플링전극이 구비되며, 이 제2 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 중간공진기를 형성하여 이루어진다. 여기서, 상기 제1 커플링전극과, 상기 제3 커플링전극군중에서 제1 커플링전극에 인접한 커플링전극간의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 제1 커플링전극과 상기 제3 커플링전극군의 커플링전극 간의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시킨다. 또한, 상기 중간공진기의 제2 커플링전극과 결합하는 입력단공진기의 제1 커플링전극 및 감쇄폭증대공진기군에 형성된 커플링전극과의 결합력을 조절하기 위해, 상기 제2 커플링전극은 상기 제1 커플링전극과 감쇄폭증대공진기군의 커플링전극의 대향면 형성영역을 모두 포함하는 대향면을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀을 갖는 공진기로 이루어진 유전체필터를 안테나단을 중심으로 양측으로 대칭되게 결합한 듀플렉서 유전체필터에 적용되는데, 본 발명의 듀플렉서 유전체필터는, 소자와의 신호 입출력을 수행하는 안테나단과 커플링되는 송신측 입력단공진기; 상기 송신측 입력단공진기에 결합되어 커플링되는 송신측 중간공진기; 상기 송신측 입력단공진기 및 송신측 중간공진기와 결합되어 커플링되며, 커트오프 주파수에서의 감쇄폭을 증대시키기 위해 적어도 두 개 이상의 공진기를 연속적으로 결합되어 신호의 출력이 이루어지는 송신측 출력단과 커플링되는 송신측 감쇄폭증대공진기군; 상기 송신측 감쇄폭증대공진기군과 결합되며, 상기 송신측 출력단과 커플링되는 송신측 스톱밴드공진기로 이루어진 제1 유전체필터: 및

상기 안테나단과 커플링되는 수신측 출력단공진기; 상기 수신측 출력단공진기에 결합되어 커플링되는 수신측 중간공진기; 상기 수신측 출력단공진기 및 수신측 중간공진기와 결합되어 커플링되며, 커트오프 주파수에서의 감쇄폭을 증대시키기 위해 적어도 두 개 이상의 공진기를 연속적으로 결합되어 신호의 출력이 이루어지는 수신측 입력단과 커플링되는 수신측 감쇄폭증대공진기군; 상기 수신측 감쇄폭증대공진기군과 결합되어 상기 수신측 입력단과 커플링되는 수신측 스톱밴드공진기로 이루어진 제2 유전체필터:를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 송신측 및 수신측 감쇄폭증대공진기군은, 상기 송신측 입력단공진기와 송신측 중간공진기가 결합하고, 수신측 출력단공진기와 수신측 중간공진기가 결합하여 커플링되는 송신측 제1 매개공진기 및 수신측 제1 매개공진기; 상기 송신측 제1 매개공진기 및 송신측 출력단이 결합하고, 상기 수신측 제1 매개공진기와 수신측 입력단이 결합하여 커플링되는 송신측 출력단공진기 및 수신측 입력단공진기; 및 상기 송신측 제1 매개공진기와 송신측 출력단공진기 사이에 형성되고, 상기 수신측 제1 매개공진기와 수신측 입력단공진기 사이에 형성되어 커플링되며, 선택적으로 마련되는 적어도 하나 이상의 송신측 제2 매개공진기 및 수신측 제2 매개공진기로 이루어진 것이 바람직하다. 이 때, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 입력단공진기와 송신측 제1 매개공진기 사이, 상기 수신측 출력단공진기와 수신측 제1 매개공진기 사이에서 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 송신측 입력단공진기와 송신측 제1 매개공진기, 상기 수신측 출력단공진기와 수신측 제1 매개공진기가 동일한 방향으로 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송수신측 입력단공진기, 송수신측 중간공진기, 송수신측 감쇄폭증대공진기군, 송수신측 스톱밴드공진기에서 적어도 어느 하나의 공진기는 나머지 공진기와 공진홀의 형태가 서로 상이한 것이 바람직하며, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송수신측 중간공진기는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향이 반대 방향인것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터에 대해, 상기 각 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 공진기들 각각에 형성된 개구된 공진홀 영역에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어진 것이 좋다. 이 때, 상기 일체형으로 형성된 각 공진기의 일면에, 송신측 입력단공진기에 제1 커플링전극을 형성시키고, 상기 송신측 중간공진기에 제1 커플링전극과 결합하는 제2 커플링전극을 형성시키며, 송신측 감쇄폭증대공진기군에 상기 제1 커플링전극 및 제2 커플링전극과 동시에 커플링되며 연속적인 커플링이 이루어질 수 있도록 적어도 2개 이상을 연속적으로 배열한 제3 커플링전극군 및 상기 제3 커플링전극군의 마지막 커플링전극과 커플링되는 송신단전극을 형성시키고, 상기 송신측 스톱밴드공진기에 상기 송신단전극과 커플링되는 제4 커플링전극을 형성시키고; 상기 커플링전극이 형성된 동일면에, 수신측 출력단공진기에 제5 커플링전극을 형성시키고, 상기 수신측 중간공진기에 제5 커플링전극과 결합하는 제6 커플링전극을 형성시키며, 수신측 감쇄폭증대공진기군에 상기 제5 커플링전극 및 제6 커플링전극과 동시에 커플링되며 연속적인 커플링이 이루어질 수 있도록 적어도 2개 이상을 연속적으로 배열한 제7 커플링전극군 및 상기 제7 커플링전극군의 마지막 커플링전극과 커플링되는 수신단전극을 형성시키고, 상기 수신측 스톱밴드공진기에 상기 수신단전극과 커플링되는 제8 커플링전극을 형성시키고; 상기 제1 커플링전극과 제5 커플링전극 사이에 안테나전극을 형성시키고; 상기 일면에 대해 그 측면 및 저면은 공통전극으로 도포시켜서 이루어진 것이 바람직하다. 즉, 그 내부에 충전된 유전체의 일단부에 제1 커플링전극이 구비되고, 이 제1 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 제1 커플링전극과 이격된 유전체의 하단부에는 송신측 입력단전극이 구비되어 있는 송신측 입력단공진기가 형성되고; 이 송신측 입력단공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 송신측 매개공진기와, 상기 송신측 매개공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 다른 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 이 커플링전극과 이격된 유전체의 일측에는 송신측 출력단전극이 커플링전극에 인접하게 구비되어 있는 송신측 출력단공진기로 이루어진 송신측 감쇄폭증대공진기군이 일체형으로 형성되고; 송신측 출력단공진기의 출력단전극과 이격된 일측단에는 제4 커플링전극이 구비되고, 이 제4 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성된 공진홀을 갖는 송신측 스톱밴드공진기가 일체형으로 형성되며; 송신측 입력단공진기와 송신측 매개공진기 사이의 상면에 형성되고, 그 일면에는 제2 커플링전극이 구비되며, 이 제2 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 송신측 중간공진기를 형성한 제1 유전체필터:

그 내부에 충전된 유전체의 일단부에 제5 커플링전극이 구비되고, 이 제5 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 제5 커플링전극과 이격된 유전체의 하단부에는 수신측 출력단전극이 구비되어 있는 수신측 출력단공진기가 형성되고; 이 수신측 출력단공진기의 일단에는 제7 커플링전극군중 하나의커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 수신측 매개공진기와, 상기 수신측 매개공진기의 일단에는 제7 커플링전극군중 다른 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 이 커플링전극과 이격된 유전체의 일측에는 수신측 입력단전극이 커플링전극에 인접하게 구비되어 있는 수신측 입력단공진기로 이루어진 수신측 감쇄폭증대공진기군이 일체형으로 형성되고; 수신측 입력단공진기의 수신측 입력단전극과 이격된 일측단에는 제8 커플링전극이 구비되고, 이 제8 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성된 공진홀을 갖는 수신측 스톱밴드공진기가 일체형으로 형성되며; 수신측 출력단공진기와 수신측 매개공진기 사이의 상면에 형성되고, 그 일면에는 제6 커플링전극이 구비되며, 이 제6 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 수신측 중간공진기를 형성한 제2 유전체필터:로 이루어지되,

상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터는 그 일측단 즉, 제1 커플링전극과 제5 커플링전극이 서로 접하도록 일체형으로 형성되고, 그 접합부에는 안테나전극이 구비되어 이루어진다.

한편, 상기 제1 커플링전극과, 제3 커플링전극군중에서 상기 제1 커플링전극에 인접한 커플링전극 사이, 제5 커플링전극과, 제7 커플링전극군중에서 상기 제5 커플링전극에 인접한 커플링전극 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 제1 커플링전극과 상기 제3 커플링전극군의 커플링전극 간, 제5 커플링전극과 제7 커플링전극군의 커플링전극 간의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향면적을 감소시켜서 이루어진 것이 바람직하며, 송신측 중간공진기의 제2 커플링전극에 결합하는 송신측 입력단공진기의 제1 커플링전극 및 송신측 감쇄폭증대공진기군에 형성된 커플링전극과의 결합력을 조절하기 위해, 상기 제2 커플링전극은 상기 제1 커플링전극과 감쇄폭증대공진기군의 커플링전극 대향면 형성영역을 모두 포함하는 대향면을 갖음과 동시에, 상기 수신측 중간공진기의 제6 커플링전극과 수신측 출력단공진기의 제5 커플링전극 및 수신측 감쇄폭증대공진기군에 형성된 커플링전극과의 결합력을 조절하기 위해, 상기 제6 커플링전극은 상기 제5 커플링전극과 감쇄폭증대공진기군의 커플링전극 대향면 형성영역을 모두 포함하는 대향면을 갖는 것이 더욱 바람직하다.

도 1a 및 도 1b는 일립틱 함수 필터 이론에 의해 설계된 3-폴 필터의 사시도 및 정면도,

도 2a 및 도 2b는 도 1의 유전체필터에서 나타나는 주파수특성을 개략적으로 나타낸 그래프,

도 3a 및 도 3b는 스톱밴드공진기를 포함하는 유전체필터를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도,

도 4는 상기한 도 3의 유전체필터에서 출력되는 주파수특성을 나타낸 그래프,

도 5는 도 3을 적용해 제조된 듀플렉서 유전체필터에서 출력되는 주파수특성을 나타낸 그래프,

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 유전체필터를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도,

도 7은 도 6에서 제시한 유전체필터의 주파수특성을 나타낸 그래프,

도 8 및 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 대한 응용예로서, 다르게 설계되거나 배치되는 공진기를 갖는 유전체필터를 개략적으로 나타낸 정면도,

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 의한 일체형 유전체필터를 나타낸 사시도, 정면도 및 배면도,

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제2 실시예에 대한 제1 응용예로서, 다르게 설계된 공진기를 포함하는 유전체필터를 나타낸 도면,

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 대한 제2 응용예로서, 다르게 설계된 공진기를 포함하는 유전체필터를 나타낸 도면,

도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제2 실시예에 대한 변형예로서, 변형된 공진기를 포함하는 일체형 유전체필터의 사시도, 정면도 및 배면도,

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 도 13의 또 다른 응용예로서, 다르게 설계된 공진기를 조합시킨 일체형 유전체필터를 나타낸 정면도들,

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제3 실시예로서, 제2 실시예에서 제시한 일체형 유전체필터를 응용한 일체형 듀플렉서 유전체필터를 나타낸 도면,

도 16은 도 15에서 제시한 듀플렉서 유전체필터의 주파수특성을 나타낸 그래프,

도 17a 내지 도 17d는 본 발명의 제3 실시예에 대한 응용예로서, 서로 다르게 설계된 공진기를 포함하는 일체형 듀플렉서 유전체필터와, 송수신단전극 및 안테나전극의 변형된 예를 나타낸 도면,

도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 제3 실시예에 대한 변형예로서, 제2 실시예의 변형예에서 제시한 일체형 유전체필터를 응용한 일체형 듀플렉서 유전체필터를나타낸 도면,

도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 대한 응용예로서, 서로 다르게 설계된 공진기를 포함하는 일체형 듀플렉서 유전체필터와, 송수신단전극 및 안테나전극의 변형된 예를 나타낸 도면,

도 20은 본 발명의 제3 실시예에 대한 또 다른 변형예로서, 중간공진기의 변형된 형태를 조합시킨 일체형 듀플렉서 유전체필터의 사시도,

도 21은 본 발명의 제4 실시예에 의한 일체형 듀플렉서 유전체필터를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

#1 : 입력단공진기 #2 : 중간공진기

#3 : 감쇄폭증대공진기군 BSR : 스톱밴드공진기

GE : 공통전극 CE : 커플링전극

IE : 입력단전극 OE : 출력단전극

AE : 안테나전극 TE : 송신단전극

RE : 수신단전극

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

먼저, 본 발명의 도면 설명에 있어서, 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 참조번호를 부여하고, 동일한 개념이 중복 및 반복되는 설명에 대해서는 되도록 생략하기로 한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 유전체필터를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명에서는 5개의 공진기를 기본 구성으로 하고 있다. 즉, 참조부호 #1은 입력단공진기, 참조부호 #2은 중간공진기, 참조부호 #3-1은 매개공진기, 참조부호 #3-2는 출력단공진기, 참조부호 BSR은 스톱밴드공진기를 각각 나타낸다. 더욱 상세하게, 도 1에 도시된 기존 유전체필터의 출력단공진기(3) 영역에 본 발명에서는 매개공진기(#3-1)와 출력단공진기(#3-2)로 구성된 감쇄폭증대공진기군(#3)이 형성되어 있다. 이 때, 상기 5-폴 필터를 구성하는 각각의 공진기는 동축형공진기로 구성되어 있으며, 상기 동축형공진기 사이의 결합은 아이리스 결합을 이용하고 있다. 물론, 상기 제1 실시예에 의한 유전체필터는 요각형공진기로 구성할 수도 있다. 상기 동축형공진기는 입출력 프로브(Probe)가 삽입되는 면을 제외한 영역을 금속물질로 도포시키고 있다. 여기서 상기 제1 실시예를 포함하여 이후 설명되는 실시예에서 사용되는 공진기는 육면체 형상을 하고 있으나, 그 형상에 한정되는 것은 아니다.

상기 입력단공진기(#1), 매개공진기(#3-1), 출력단공진기(#3-2), 스톱밴드공진기(BSR)는 열 또는 행 형태로 연속 배열되어 접합되어 있으며, 중간공진기(#2)는 상기 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1) 측면에 접합되어 있다. 이 때, 입력단공진기(#1)와 매개공진기(#3-1)의 커플링은 약한 결합을 하고 있다. 즉, 도 6b에 도시된 바와 같이 일립틱 네가티브 결합을 하고 있는 것이다. 이 일립틱 네가티브 결합을 이루기 위해서는 입력단공진기(#1)와 매개공진기(#3-1)를 서로 같은 방향으로 결합시켜야 한다. 즉, 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)에 내삽된 입력프로브를 갖는 입력단공진기가 구비되고, 이 입력단공진기의 공진홀(H)에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 적어도 하나 이상의 매개공진기와, 이 매개공진기의 공진홀(H)에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)에 출력프로브를 갖는 출력단공진기로 이루어진 감쇄폭증대공진기군이 접하여 구비되고, 출력단공진기의 공진홀(H)에 평행한 일측면에는 그중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기가 접하여 구비되며, 그리고 상기 매개공진기와 입력단공진기 사이의 접촉부 상면에는 그 중심부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)이 평행하게 구비되도록 적층된 중간공진기를 형성시키고 있다.

이와 같이 구성된 5-폴 필터에 의하면, 본 발명이 이루고자 하는 일립틱 함수 필터 이론에 의한 네가티브 일립틱 커플링, -k(1, 3-1)을 이룰 수 있으며, 일측 패스밴드에서 기존 유전체필터보다 더욱 가파른 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있다. 이 일립틱 함수 필터가 삽입손실을 낮추면서 트랜지션 밴드에서 높은 비율의 가파른 커트오프 응답을 나타낸다는 것은 이미 이론과 실험으로 잘 증명되고 알려져 있다. 또한, 타측 패스밴드에서 가파른 커트오프 주파수특성은 스톱밴드공진기(BSR)에 의해 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명에서 이루고자하는 더욱 가파른 커트오프 주파수응답은 감쇄폭증대공진기군(#3)을 통해 얻을 수 있다.

한편, 신호입출력관계에서 상기 입력단공진기(#1)는 출력단공진기(#3-2)로 그 기능이 상호전환될 수도 있는데, 입력단공진기(#1) 및 출력단공진기(#3-2)의 입출력 관계에 있어서, 입력단공진기(#1)에서 출력단공진기(#3-2)의 기능을 수행할 수 있음은 주지의 사실이며, 이에 연동하여 출력단공진기(#3-2)는 입력단공진기(#1)의 기능을 수행하게 된다.

도 7은 도 6에서 제시한 유전체필터의 주파수특성을 나타낸 그래프이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 패스밴드 양쪽의 트랜지션 밴드에서 높은 비율로 커트오프 감소폭(B)이 기존 커트오프 감소폭과 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 이를 통해 더욱가파른 경사를 갖는 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있다. 이것은 입력단공진기(#1), 중간공진기(#2), 매개공진기(#3-1)를 통해 패스밴드 한쪽의 트랜지션 밴드에서 가파른 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있고, 상기 스톱밴드공진기(BSR)를 통해 다른 한쪽의 트랜지션 밴드의 더욱 가파른 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있으며, 상기 감쇄폭증대공진기군(#3)을 통해 커프오프 주파수특성의 더욱 가파른 경사각을 얻을 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 대한 응용예로서, 다르게 설계되거나 배치되는 공진기를 갖는 유전체필터를 개략적으로 나타낸 정면도이다. 구체적으로 도 8은 중간공진기의 커플링방향을 반대로 결합시킨 경우이고, 도 9는 다르게 설계된 공진기의 커플링방향을 반대로 결합시킨 경우이다. 도 8에서 제시하는 유전체필터의 경우에는 5개의 동축형공진기로 이루어지되, 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)와 접합되는 중간공진기(#2')의 결합방향이 반대로 되어 있다. 이를 통해 아웃밴드 특성인 스푸리어스 주파수특성을 향상시킬 뿐만 아니라 제2 고조파를 포함하는 고차모드 고조파를 억제시킬 수 있다.

또한, 도 9에서 제시하는 유전체필터의 경우에는 4개의 동축형 공진기들(#1, #3-1, #3-2, BSR)과 1개의 요각형 중간공진기(#2")로 이루어져 있다. 게다가 요각형 중간공진기(#2")의 결합방향이 반대로 되어 있음을 알 수 있다. 도 8에 비교하여 인밴드 특성을 비슷하지만 더욱 향상된 스푸리어스 주파수특성을 얻을 수 있다.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 의한 일체형 유전체필터를 나타낸 사시도, 정면도 및 배면도를 각각 나타내고 있다. 도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 상기한 제1 실시예에서 제시한 유전체필터와 다른점은 각 공진기를 형성하는 유전체를 일체형으로 형성하고 있다는 것이다. 즉, 5개의 동축형공진기(#1, #2, #3-1, #3-2, BSR)가 일체형으로 이루어져 있다는 것이다. 이 일체형 유전체필터는, 그 상면, 측면, 저면 및 배면이 공통전극(GE)으로 도포되어 있으며, 상기 각각의 동축형공진기들이 서로 결합할 수 있도록 그 정면에 커플링전극(CE)이 패터닝되어 있다. 또한, 입력단공진기(#1) 영역에 입력단전극(IE)이 형성되어 있으며, 출력단공진기(#3-2)와 스톱밴드공진기(BSR) 사이에 출력단전극(OE)이 형성되어 있다. 이와 같이, 일체형 유전체필터는 입력단공진기(#1)에 형성된 커플링전극(CE), 매개공진기(#3-1)에 형성된 커플링전극(CE), 출력단공진기(#3-2)에 형성된 커플링전극(CE), 상기 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)와 동시에 결합하는 중간공진기(#2)에 형성된 커플링전극(CE), 스톱밴드공진기(BSR)에 형성된 커플링전극(CE)이 서로 같은 정면에 위치하게 된다. 이로 인해, 이후 진행되는 파우터 프레싱(powder pressing), 전극 패터닝 등의 작업 과정이 매우 단순해지게 되어 공정처리가 용이할 뿐만 아니라 그 회수를 줄일 수 있다.

이와 같이 일체형 유전체필터의 구조에 의해 각 공진기간의 결합은 커플링전극(CE)을 통해 이루어지게 된다. 또한, 입력단공진기(#1)와 매개공진기(#3-1) 사이에 약한 결합, 즉 일립틱 네가티브 결합은 두 공진기 사이의 커플링전극 사이의 거리를 조정하거나 마주보는 면적을 조정함으로써 얻을 수 있다.

이 때, 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)은 입력단공진기(#1) 및 출력단공진기(#3-2)에 형성된 커플링전극(CE)과 각각 별도로 독립되어 인쇄되어 있다. 여기서, 상기 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)이 요각형공진기에 형성될 경우에 상기 요각형공진기에 형성된 커플링전극과 일체형을 형성되는 것이 바람직하고, 상기 입력단전극(IE)과 같이 입력단공진기에 형성된 커플링전극에만 커플링이 이루어질 수도 있고, 출력단전극(OE)과 같이 출력단공진기(#3-2)와 스톱밴드공진기(BSR)에 동시에 커플링이 이루어질 수 있게 형성되기도 하며, 커플링전극과의 결합세기를 조정하기 위해 일자형, 장부촉[장부(丈夫)의 돌기;이음이나 끼움을 할 적에 구멍에 끼우려고 만든 돌기] 끼움형 등의 모양으로 변형될 수 있다. 상기 입력단전극과 출력단전극의 변형은 이하 진행되는 실시예들에 모두 적용될 수 있으며, 듀플렉서 유전체필터에도 동일하게 적용된다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제2 실시예에 대한 제1 응용예로서, 다르게 설계된 공진기를 포함하는 유전체필터를 나타낸 도면이다. 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 제1 응용예에서 제시한 유전체필터와 도 10에서 제시한 유전체필터와 다른점은, 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)에 접합되는 중간공진기(#2)가 다른 공진기와 비교하여 다르게 설계된 공진기라는 것이다. 즉, 입력단공진기(#1), 매개공진기(#3-1), 출력단공진기(#3-2), 스톱밴드공진기(BSR)는 동축형공진기로 이루어져 있고, 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)에 접합되는 중간공진기(#2)는 요각형공진기라는 것이다. 이는 도 9에서 제시한 필터를 적용한 예라 할 수 있다.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 대한 제2 응용예로서, 다르게 설계된 공진기를 포함하는 유전체필터를 나타낸 도면이다. 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)가 요각형공진기로 이루어져 있으며, 중간공진기(#2), 출력단공진기(#3-2) 및 스톱밴드공진기(BSR)는 동축형공진기로 이루어져 있다. 이는 유전체필터를 구성하는 공진기를 임의로 조합할 수 있음을 보여주는 예라고 할 수 있다.

도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 제2 실시예에 대한 변형예로서, 변형된 공진기를 포함하는 일체형 유전체필터의 사시도, 정면도 및 배면도이다. 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 본 변형예에서 제시하는 유전체필터와 도 10에서 제시한 유전체필터와 비교하여 다른점은, 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)에 접하는 중간공진기(#2)가 상기 입력단공진기(#1) 및 매개공진기(#3-1)의 측단면에서부터 테이퍼지게 형성되어 있다는 것이다. 이에 따라, 각 공진기 사이의 결합의 세기를 쉽게 조정할 수 있다. 본 실시예에서는 테이퍼진 경우에 대해 설명하고 있으나, 반원형태로 제작하여 제조공정을 더욱 용이하게 할 수도 있다. 이의 외형은 도 10과 유사하므로 반복 설명은 피한다.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 도 13의 또 다른 응용예로서, 다르게 설계된 공진기를 조합시킨 일체형 유전체필터를 나타낸 정면도들이다. 도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 유전체필터를 구성하는 공진기를 임의로 조합할 수 있음을 보여주는 응용예라 할 수 있다.

이하, 듀플렉서 유전체필터에 대해 설명한다. 이 듀플렉서 유전체필터의 설명에 있어서, 상기 제1 실시예에서 제시한 유전체필터를 응용하여 각각의 공진기가 접합된 형태에서부터 설명하여야 하지만, 가장 바람직하고 그 제작의 용이성 등을 고려하여 일체형 듀플렉서 유전체필터에 대해서만 설명하기로 한다. 물론, 상기한 실시예에서 사용된 유전체필터가 듀플렉서 유전체필터에 모두 응용될 수 있음은 주지의 사실이다. 또한, 본 발명의 듀플렉서 유전체필터는 상기한 유전체필터가 대칭적으로 형성되어 있는 상태이므로 그 참조부호의 설명에 있어서, 상기한 유전체필터의 참조부호에 (참조부호')가 대칭되는 유전체필터에 첨가되어 있는 것으로 가정하여 이들을 서로 구분하기로 하고, 이 참조부호는 필요시에만 표기하기로 한다.

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제3 실시예로서, 제2 실시예에서 제시한 일체형 유전체필터를 응용한 일체형 듀플렉서 유전체필터를 나타낸 도면이다. 도 15a 내지 도 15c를 참조하면, 본 실시예에서 제시한 일체형 듀플렉서 유전체필터는, 상기 제2 실시예에서 제시한 유전체필터 두 개를 대칭되게 일체형으로 결합시킨 형태로 되어 있다. 이 때, 상기 유전체필터 두 개가 결합됨에 따라 결합되는 접합면에는 인접한 커플링전극(CE) 사이에 안테나전극(AE)을 형성시키고 있다. 이에 따라, 상기 안테나전극을 중심으로 일측에는 송신단전극(TE)이 형성되고, 상기 일측이 송신단전극으로 정의됨에 따라 연동되어 타측에는 수신단전극(RE)이 형성되게 되어 있다.

본 제3 실시예에서 제시한 듀플렉서 유전체필터 역시, 그 특성상 정면에 커플링전극(CE)이 모두 형성되게 되며, 이에 따라 그 상면, 측면, 저면 및 배면은 공통전극(GE)으로 도포되게 된다.

도 16은 도 15에서 제시한 듀플렉서 유전체필터의 주파수특성을 나타낸 그래프이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 송신주파수 대역 및 수신주파수 대역 각각에서 패스밴드 양쪽의 트랜지션 밴드에서 높은 비율로 커트오프 감소폭이 기존 커트오프 감소폭과 뚜렷한 차이를 보이고 있다. 이를 통해 더욱 가파른 경사를 갖는 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있다. 이것은 입력단공진기(#1), 중간공진기(#2), 매개공진기(#3-1)를 통해 패스밴드 한쪽의 트랜지션 밴드에서 가파른 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있고, 상기 스톱밴드공진기(BSR)를 통해 다른 한쪽의 트랜지션 밴드의 더욱 가파른 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있으며, 상기 감쇄폭증대공진기군(#3)을 통해 커프오프 주파수특성의 더욱 가파른 경사각을 얻을 수 있다.

도 17a 내지 도 17d는 본 발명의 제3 실시예에 대한 응용예로서, 서로 다르게 설계된 공진기를 포함하는 일체형 듀플렉서 유전체필터와, 송수신단전극 및 안테나전극의 변형된 예를 나타낸 도면이다. 도 17a는 안테나전극과 결합하는 공진기(#1, #1')가 다른 공진기와 비교하여 다르게 설계되어 있고, 도 17b는 안테나전극(CㆍAE)과 이 안테나전극(CㆍAE)과 결합하는 공진기에 형성된 커플링전극(CㆍAE)이 일체형으로 형성된 경우이고, 도 17c은 도 17a에서 다른 영역의 공진기(#3-2, #3-2')에 다르게 설계된 공진기를 적용한 경우이고, 도 17d는 안테나전극(AE)과 결합하는 양측에 형성된 공진기들이 서로 일체형으로 커플링전극(CE')을 형성시키고 있고, 안테나전극(AE)은 이에 별도로 분리되어 있다.

이는 듀플렉서 유전체필터를 구성하는 공진기를 조합하는 경우에 대해 임의로 조정할 수 있음을 보여주는 예라 할 수 있다. 또한, 송수신단전극 및 안테나전극과 커플링전극과의 변형된 결합형태를 보여주는 예라 할 수 있다.

도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 제3 실시예에 대한 변형예로서, 제2 실시예의 변형예에서 제시한 일체형 유전체필터를 응용한 일체형 듀플렉서 유전체필터를나타낸 도면이다. 도 18a 및 도 18c를 참조하면, 본 변형예는 상기한 제2 실시예에 대한 변형예에서 제시한 유전체필터 두 개를 안테나전극을 중심으로 대칭되게 일체형으로 결합시킨 형태로 되어 있다. 이하, 제3 실시예에 대한 응용예가 모두 적용되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 대한 응용예로서, 서로 다르게 설계된 공진기를 포함하는 일체형 듀플렉서 유전체필터와, 송수신단전극 및 안테나전극의 변형된 예를 나타낸 도면이다. 도 19a 내지 도 19d는, 변형된 듀플렉서 유전체필터를 구성하는 공진기에 대해 임의로 조합할 수 있음을 보여주는 예라 할 수 있으며, 송수신단전극 및 안테나전극과 커플링전극과의 변형된 결합형태를 보여주는 예라 할 수 있다. 이는 상기한 도 17에 적용되므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 20은 본 발명의 제3 실시예에 대한 또 다른 변형예로서, 중간공진기의 변형된 형태를 조합시킨 일체형 듀플렉서 유전체필터의 사시도이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 중간공진기의 모양이 직사각기둥 및 마름모기둥 형태를 하고 있으며 이들이 조합되어 있음을 알 수 있다.

도 21은 본 발명의 제4 실시예에 의한 일체형 듀플렉서 유전체필터를 나타낸 사시도이다. 도 21에 도시된 바와 같이, 감쇄폭증대공진기군(#3)이 제1 매개공진기(#3-1), 제2 매개공진기(#3-2), 출력단공진기(#3-3)로 이루어져 있다. 즉, 매개공진기가 하나 더 늘어났음을 알 수 있다. 이는 트랜지션밴드에서 더욱 가파른 경사각을 갖는 스커트 주파수특성을 얻을 수 있음을 짐작할 수 있다. 여기서,상기 매개공진기의 개수는 본 실시예에서 제시한 개수에 한정되지 않으며, 이를 응용하여 임의의 매개공진기를 갖는 유전체필터에 모두 적용됨은 미루어 짐작할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에 따르면, 가파른 경사각을 갖는 커트오프 주파수특성을 얻을 수 있으므로 인접대역의 간섭을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 해당 대역폭에서의 효율적 이용이 가능하다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

Claims (24)

1. 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀(H)을 갖는 공진기로 이루어진 유전체필터에 있어서,

   신호의 입력이 이루어지는 입력단과 커플링되는 입력단공진기(#1);

   상기 입력단공진기(#1)에 결합되어 커플링되는 중간공진기(#2);

   상기 입력단공진기(#1) 및 중간공진기(#2)와 결합되어 커플링되며, 커트오프 주파수에서의 감쇄폭을 증대시키기 위해 적어도 두 개 이상의 공진기가 연속적으로 결합되어 신호의 출력이 이루어지는 출력단과 커플링되는 감쇄폭증대공진기군(#3); 및

   상기 감쇄폭증대공진기군(#3)과 결합되며, 상기 출력단과 커플링되는 스톱밴드공진기(BSR)

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감쇄폭증대공진기군(#3)은,

   상기 입력단공진기(#1) 및 중간공진기(#2)와 결합하여 커플링되는 제1 매개공진기(#3-1);

   상기 제1 매개공진기(#3-1) 및 출력단과 결합하여 커플링되는 출력단공진기; 및

   상기 제1 매개공진기(#3-1)와 출력단공진기 사이에 형성되어 커플링되며, 선택적으로 마련되는 적어도 하나 이상의 제2 매개공진기

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 입력단공진기(#1)와 제1 매개공진기(#3-1) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 입력단공진기(#1)와 제1 매개공진기(#3-1)가 동일한 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 유전체필터.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 입력단공진기(#1), 중간공진기(#2), 감쇄폭증대공진기군(#3), 스톱밴드공진기(BSR)에서 적어도 어느 하나의 공진기는 나머지 공진기와 비교하여 공진홀(H)의 형태가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 유전체필터.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 중간공진기(#2)는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향이 반대 방향인 것을 특징으로 하는 유전체필터.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 공진기가 별도로 제작된 경우에 인접한 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 각 공진기간 접합면에 아이리스(IRIS)를 형성시킨 것을 특징으로 하는 유전체필터.
8. 제 1 항에 있어서,

   그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)에 내삽된 프로브를 갖는 입력단공진기(#1)가 구비되고;

   이 입력단공진기(#1)의 공진홀(H)에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 적어도 하나 이상의 매개공진기와, 이 매개공진기의 공진홀(H)에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)에 프로브를 갖는 출력단공진기로 이루어진 감쇄폭증대공진기군(#3)이 접하여 구비되고;

   출력단공진기의 공진홀(H)에 평행한 일측면에는 그 중앙부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기(BSR)가 접하여 구비되며; 그리고

   상기 매개공진기와 입력단공진기(#1) 사이의 접촉부 상면에는 그 중심부에 종방향으로 형성한 공진홀(H)이 평행하게 구비되도록 적층된 중간공진기(#2)를 형성한 것을 특징으로 하는 유전체필터.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 각 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 공진기들 각각에 형성된 개구된 공진홀(H) 영역에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 일체형으로 형성된 유전체 일면에, 입력단공진기(#1)에 입력단전극(IE) 및 제1 커플링전극을 형성시키고, 중간공진기(#2)에 상기 제1 커플링전극과 커플링되는 제2 커플링전극을 형성시키며, 감쇄폭증대공진기군(#3)에 상기 제1 커플링전극 및 제2 커플링전극과 동시에 커플링되며 연속적인 커플링이 이루어질 수 있도록 적어도 2개 이상을 연속적으로 배열한 제3 커플링전극군 및 상기 제3 커플링전극군의 마지막 커플링전극과 커플링되는 출력단전극(OE)을 형성시키고, 상기 스톱밴드공진기(BSR)에 상기 출력단전극(OE)과 커플링되는 제4 커플링전극을 형성시키고, 상기 각 공진기의 커플링전극이 형성된 일면을 제외한 측면 및 저면은 공통전극으로 도포시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
11. 제 10 항에 있어서,

    그 내부에 충전된 유전체의 일단부에 제1 커플링전극이 구비되고, 이 제1 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성되며, 제1 커플링전극과 이격된 유전체의 하단부에는 입력단전극(IE)이 구비되어 있는 입력단공진기(#1)가 형성되고;

    이 입력단공진기(#1)의 일단에는 제3 커플링전극군중 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 매개공진기와, 상기 매개공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 다른 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성되며, 이 커플링전극과 이격된 유전체의 일측에는 출력단전극(OE)이 커플링전극에 인접하게 구비되어 있는 출력단공진기로 이루어진 감쇄폭증대공진기군(#3)이 일체형으로 형성되고;

    출력단공진기의 출력단전극(OE)과 이격된 일측단에는 제4 커플링전극이 구비되고, 이 제4 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성된 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기(BSR)가 일체형으로 형성되며;

    입력단공진기(#1)와 매개공진기 사이의 상면에 형성되고, 그 일면에는 제2 커플링전극이 구비되며, 이 제2 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 중간공진기(#2)를 형성한 것을 특징으로 하는 유전체필터.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 커플링전극과, 상기 제3 커플링전극군중에서 제1 커플링전극에 인접한 커플링전극간의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 제1 커플링전극과 상기 제3 커플링전극군의 커플링전극 간의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 중간공진기(#2)의 제2 커플링전극과 결합하는 입력단공진기(#1)의 제1 커플링전극 및 감쇄폭증대공진기군(#3)에 형성된 커플링전극과의 결합력을 조절하기 위해, 상기 제2 커플링전극은 상기 제1 커플링전극과 감쇄폭증대공진기군(#3)의 커플링전극의 대향면 형성영역을 모두 포함하는 대향면을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체필터.
14. 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀을 갖는 공진기로 이루어진 유전체필터를 안테나단을 중심으로 양측으로 대칭되게 결합한 듀플렉서 유전체필터에 있어서,

    소자와의 신호 입출력을 수행하는 안테나단과 커플링되는 송신측 입력단공진기;

    상기 송신측 입력단공진기에 결합되어 커플링되는 송신측 중간공진기;

    상기 송신측 입력단공진기 및 송신측 중간공진기와 결합되어 커플링되며, 커트오프 주파수에서의 감쇄폭을 증대시키기 위해 적어도 두 개 이상의 공진기를 연속적으로 결합되어 신호의 출력이 이루어지는 송신측 출력단과 커플링되는 송신측 감쇄폭증대공진기군;

    상기 송신측 감쇄폭증대공진기군과 결합되며, 상기 송신측 출력단과 커플링되는 송신측 스톱밴드공진기로 이루어진 제1 유전체필터: 및

    상기 안테나단과 커플링되는 수신측 출력단공진기;

    상기 수신측 출력단공진기에 결합되어 커플링되는 수신측 중간공진기;

    상기 수신측 출력단공진기 및 수신측 중간공진기와 결합되어 커플링되며, 커트오프 주파수에서의 감쇄폭을 증대시키기 위해 적어도 두 개 이상의 공진기를 연속적으로 결합되어 신호의 출력이 이루어지는 수신측 입력단과 커플링되는 수신측 감쇄폭증대공진기군;

    상기 수신측 감쇄폭증대공진기군과 결합되어 상기 수신측 입력단과 커플링되는 수신측 스톱밴드공진기로 이루어진 제2 유전체필터:

    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 송신측 및 수신측 감쇄폭증대공진기군은,

    상기 송신측 입력단공진기와 송신측 중간공진기가 결합하고, 수신측 출력단공진기와 수신측 중간공진기가 결합하여 커플링되는 송신측 제1 매개공진기 및 수신측 제1 매개공진기;

    상기 송신측 제1 매개공진기 및 송신측 출력단이 결합하고, 상기 수신측 제1 매개공진기와 수신측 입력단이 결합하여 커플링되는 송신측 출력단공진기 및 수신측 입력단공진기; 및

    상기 송신측 제1 매개공진기와 송신측 출력단공진기 사이에 형성되고, 상기 수신측 제1 매개공진기와 수신측 입력단공진기 사이에 형성되어 커플링되며, 선택적으로 마련되는 적어도 하나 이상의 송신측 제2 매개공진기 및 수신측 제2 매개공진기

    로 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해,상기 송신측 입력단공진기와 송신측 제1 매개공진기 사이, 상기 수신측 출력단공진기와 수신측 제1 매개공진기 사이에서 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 송신측 입력단공진기와 송신측 제1 매개공진기, 상기 수신측 출력단공진기와 수신측 제1 매개공진기가 동일한 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
17. 삭제
18. 제 14 항에 있어서, 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송수신측 입력단공진기, 송수신측 중간공진기, 송수신측 감쇄폭증대공진기군, 송수신측 스톱밴드공진기에서 적어도 어느 하나의 공진기는 나머지 공진기와 공진홀의 형태가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
19. 제 14 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송수신측 중간공진기는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향이 반대 방향인 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
20. 제 14 항에 있어서, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터에 대해, 상기 각 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 공진기들 각각에 형성된 개구된 공진홀 영역에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 일체형으로 형성된 각 공진기의 일면에, 송신측 입력단공진기에 제1 커플링전극을 형성시키고, 상기 송신측 중간공진기에 제1 커플링전극과 결합하는 제2 커플링전극을 형성시키며, 송신측 감쇄폭증대공진기군에 상기 제1 커플링전극 및 제2 커플링전극과 동시에 커플링되며 연속적인 커플링이 이루어질 수 있도록 적어도 2개 이상을 연속적으로 배열한 제3 커플링전극군 및 상기 제3 커플링전극군의 마지막 커플링전극과 커플링되는 송신단전극(TE)을 형성시키고, 상기 송신측 스톱밴드공진기에 상기 송신단전극(TE)과 커플링되는 제4 커플링전극을 형성시키고;

    상기 커플링전극이 형성된 동일면에, 수신측 출력단공진기에 제5 커플링전극을 형성시키고, 상기 수신측 중간공진기에 제5 커플링전극과 결합하는 제6 커플링전극을 형성시키며, 수신측 감쇄폭증대공진기군에 상기 제5 커플링전극 및 제6 커플링전극과 동시에 커플링되며 연속적인 커플링이 이루어질 수 있도록 적어도 2개이상을 연속적으로 배열한 제7 커플링전극군 및 상기 제7 커플링전극군의 마지막 커플링전극과 커플링되는 수신단전극(RE)을 형성시키고, 상기 수신측 스톱밴드공진기에 상기 수신단전극(RE)과 커플링되는 제8 커플링전극을 형성시키고;

    상기 제1 커플링전극과 제5 커플링전극 사이에 안테나전극(AE)을 형성시키고;

    상기 일면에 대해 그 측면 및 저면은 공통전극으로 도포시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
22. 제 21 항에 있어서,

    그 내부에 충전된 유전체의 일단부에 제1 커플링전극이 구비되고, 이 제1 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 제1 커플링전극과 이격된 유전체의 하단부에는 송신측 입력단전극이 구비되어 있는 송신측 입력단공진기가 형성되고;

    이 송신측 입력단공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 송신측 매개공진기와, 상기 송신측 매개공진기의 일단에는 제3 커플링전극군중 다른 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 이 커플링전극과 이격된 유전체의 일측에는 송신측 출력단전극이 커플링전극에 인접하게 구비되어 있는 송신측 출력단공진기로 이루어진 송신측 감쇄폭증대공진기군이 일체형으로 형성되고;

    송신측 출력단공진기의 출력단전극과 이격된 일측단에는 제4 커플링전극이 구비되고, 이 제4 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성된 공진홀을 갖는 송신측 스톱밴드공진기가 일체형으로 형성되며;

    송신측 입력단공진기와 송신측 매개공진기 사이의 상면에 형성되고, 그 일면에는 제2 커플링전극이 구비되며, 이 제2 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 송신측 중간공진기를 형성한 제1 유전체필터:

    그 내부에 충전된 유전체의 일단부에 제5 커플링전극이 구비되고, 이 제5 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 제5 커플링전극과 이격된 유전체의 하단부에는 수신측 출력단전극이 구비되어 있는 수신측 출력단공진기가 형성되고;

    이 수신측 출력단공진기의 일단에는 제7 커플링전극군중 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 수신측 매개공진기와, 상기 수신측 매개공진기의 일단에는 제7 커플링전극군중 다른 하나의 커플링전극이 구비되고, 이 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀이 형성되며, 이 커플링전극과 이격된 유전체의 일측에는 수신측 입력단전극이 커플링전극에 인접하게 구비되어 있는 수신측 입력단공진기로 이루어진 수신측 감쇄폭증대공진기군이 일체형으로 형성되고;

    수신측 입력단공진기의 수신측 입력단전극과 이격된 일측단에는 제8 커플링전극이 구비되고, 이 제8 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성된 공진홀을 갖는 수신측 스톱밴드공진기가 일체형으로 형성되며;

    수신측 출력단공진기와 수신측 매개공진기 사이의 상면에 형성되고, 그 일면에는 제6 커플링전극이 구비되며, 이 제6 커플링전극의 중앙부에는 종방향으로 형성한 공진홀을 갖는 수신측 중간공진기를 형성한 제2 유전체필터:로 이루어지되,

    상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터는 그 일측단 즉, 제1 커플링전극과 제5 커플링전극이 서로 접하도록 일체형으로 형성되고, 그 접합부에는 안테나전극(AE)이 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 제1 커플링전극과, 제3 커플링전극군중에서 상기 제1 커플링전극에 인접한 커플링전극 사이, 제5 커플링전극과, 제7 커플링전극군중에서 상기 제5 커플링전극에 인접한 커플링전극 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 제1 커플링전극과 상기 제3 커플링전극군의 커플링전극 간, 제5 커플링전극과 제7 커플링전극군의 커플링전극 간의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
24. 제 21 항에 있어서, 송신측 중간공진기의 제2 커플링전극에 결합하는 송신측 입력단공진기의 제1 커플링전극 및 송신측 감쇄폭증대공진기군에 형성된 커플링전극과의 결합력을 조절하기 위해, 상기 제2 커플링전극은 상기 제1 커플링전극과 감쇄폭증대공진기군의 커플링전극 대향면 형성영역을 모두 포함하는 대향면을 갖음과동시에, 상기 수신측 중간공진기의 제6 커플링전극과 수신측 출력단공진기의 제5 커플링전극 및 수신측 감쇄폭증대공진기군에 형성된 커플링전극과의 결합력을 조절하기 위해, 상기 제6 커플링전극은 상기 제5 커플링전극과 감쇄폭증대공진기군의 커플링전극 대향면 형성영역을 모두 포함하는 대향면을 갖는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.