KR100508568B1 - 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터 - Google Patents

유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터 Download PDF

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KR100508568B1 KR10-2002-0017758A KR20020017758A KR100508568B1 KR 100508568 B1 KR100508568 B1 KR 100508568B1 KR 20020017758 A KR20020017758 A KR 20020017758A KR 100508568 B1 KR100508568 B1 KR 100508568B1
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Abstract

유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에 대해 개시한다. 본 발명의 유전체필터는, 트라이앵글 형태로 구성된 입력단공진기(#1)와, 상기 입력단공진기(#1)에 결합되어 커플링되는 제1 중간공진기(#2)와, 상기 제1 중간공진기(#2)와 커플링됨과 동시에 상기 입력단공진기(#1)와 네가티브 커플링이 이루어지는 제2 중간공진기(#3)로 이루어진 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및 상기 제1 중간공진기(#2)와 상기 제2 중간공진기(#3)를 포함하여 트라이앵글 형태로 구성시키기 위해 상기 제2 중간공진기(#3)와 커플링됨과 동시에 상기 제1 중간공진기(#2)와 네가티브 커플링이 이루어지는 출력단공진기(#4)로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2);로 이루어진다. 듀플렉서 유전체필터는 안테나전극(AE)을 중심으로 대칭되게 결합되게 된다. 본 발명에 따르면, 일렬형태로 결합되어 삽입손실이 증가하는 문제점을 일립틱함수 필터(Elliptic Function Filter) 이론을 적용시켜 해결함으로써 공진기 증가에 따른 삽입손실을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라 공진기수에 비교하여 비교적 컴팩트한 필터의 제조가 가능하다.

Description

유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터{A dielectric filter and duplexer dielectric filter}
본 발명은 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에 관한 것으로, 특히 공진기의 결합 개수에 관계없이 입력단공진기의 역할을 수행하는 공진기와 출력단공진기의 역할을 수행하는 공진기 사이에 일립틱함수 필터 이론에 따라 네가티브 커플링이 이루어질 수 있도록 결합시키는 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 필터의 특성인 밴드폭(Bandwidth), 삽입손실(Insertion loss), 스커트와 스푸리어스 주파수특성(Skirt and Spurious frequency responses)이 결정된다.
기존의 유전체필터는, 진동홀에 내삽된 입력(In) 또는 출력(Out) 프로브(Probe)중에서 어느 하나를 포함하는 입력단공진기 및 출력단공진기와, 상기 입력단공진기와 출력단공진기 사이에 결합되는 중간공진기를 열 또는 행 형태로 연속하여 결합시켜 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 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 스톱밴드공진기(BSR)를 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 커플링이여야 한다. 이에 기존의 문제점이었던 삽입손실을 낮출 수 있었을 뿐만 아니라, 유전체필터의 공진기 구성형태 및 스톱밴드공진기(BSR)의 결합관계 변형을 통해 스커트 주파수특성, 스푸리어스 주파수특성도 향상시킬 수 있었다.
그러면, 종래기술에 대해 살펴보자.
도 1은 일립틱함수 필터 이론에 의한 3-폴 필터의 전자기장 방향 및 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 3개의 공진기(#1, #2, #3)로 구성하되 3개의 공진기(#1, #2, #3)를 트라이앵글 형태로 서로 결합시키고 있다. 이 때, 신호의 입력이 이루어지는 입력단공진기(#1)와 신호의 출력이 이루어지는 출력단공진기(#3)를 서로 결합시키는데, 상기 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 사이의 커플링은 다른 공진기간의 커플링보다 약하게 커플링되어 있다. 도시된 바와 같이, 자기장 형성방향에서 알 수 있듯이 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 사이는 일립틱 네가티브 커플링을 하고 있다. 이 일립틱 네가티브 커플링을 이루기 위해서는 도시된 바와 같이 홀수개의 공진기(#1, #2, #3)로 이루어진 경우에는 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3)를 서로 같은 방향으로 결합시켜야 한다. 이에 따라 자연스럽게 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 사이에 네가티브 일립팁 커플링, -k(1,3)이 이루어지는 것이다.
도 2는 상기한 도 1의 이론에 따라 제조된 일립틱함수 필터의 개략적인 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 3개의 공진기(#1, #2, #3)에서 공진홀(H)에 입력 프로브(Probe)가 삽입된 입력단공진기(#1)와 공진홀(H)에 출력 프로브(Probe)가 삽입된 출력단공진기(#3)를 서로 결합시키고 있다. 여기에, 상기 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3)의 접합면 측면에는 중간공진기(#2)를 접합시키고 있다. 이 때, 상기 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 사이의 커플링에 있어, 다른 공진기간의 커플링보다 약하게 커플링시키기 위해 다른 공진기간에 형성된 아이리스(IRIS)보다 작게 형성시켜 이를 이루고 있다. 또한, 홀수개의 공진기(#1, #2, #3)로 이루어져 있으므로 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3)를 서로 같은 방향으로 결합시켜 자연스럽게 상기 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 사이에 네가티브 일립팁 커플링, -k(1,3)이 이루어지고 있다.
도 3은 상기한 도 1의 이론에 따라 제조된 일체형 일립틱함수 필터의 개략적인 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 공진기(#1, #2, #3)를 일체형으로 형성시키되 입력단전극(IE)이 형성된 입력단공진기(#1)와 출력단전극(OE)이 형성된 출력단공진기(#3)를 서로 인접시키고, 이들 각각에 접하는 중간공진기(#2)가 결합되어 있다. 이들 공진기간의 커플링은 상면에 형성된 커플링전극(CE)을 통해 이루어지며 공진홀(H) 영역에 각각 형성되어 있다. 이외의 측면 및 저면은 모두 공통전극(GE)으로 도포되어 있다. 상기한 도 1 및 도 2에서와 같이 홀수개의 공진기(#1, #2, #3)로 이루어져 있고 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3)가 서로 같은 방향으로 결합되어 있으므로 상기 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 사이에 네가티브 일립팁 커플링, -k(1,3)이 이루어지고 있다.
한편, 도 3에서와 같이 그 제조상의 용이성 때문에 상면, 즉 일면상에 커플링전극(CE)을 형성시키는 것이 바람직한데, 결합되는 공진기의 개수가 증가함에 따라 결합되는 공진기가 짝수개일 경우에 정방형으로 유전체필터 제작시 다음과 같은 문제점이 발생한다.
도 4는 4-폴 필터의 전자기장 방향 및 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 4개의 공진기(#1, #2, #3, #4)로 구성될 경우에 임의의 공진기중에서 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4)가 결정되는데, 도시된 바와 같이 일단 공진기중에서 신호의 입출력이 이루어지는 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#4)가 결정되면, 그 결합은 #1 →#2 →#3 →#4 순으로 커플링이 이루어지게 된다. 즉, 입력단공진기(#1)는 이웃한 공진기인 #2공진기(#2)와 커플링이 이루지게 되고, #2공진기(#2)는 이웃한 #3공진기(#3)와 커플링이 이루어지게 되고, #3공진기(#3)는 출력단공진기(#4)와 커플링이 이루어진다. 여기서, 입력단공진기(#1)는 커플링관계에서 이웃하지 않는 #3공진기(#3)와 서로 멀리 떨어져 있어서 아이리스(IRIS)나 커플링전극(CE)으로는 커플링되기 어렵고, 출력단공진기(#4)만이 이웃하지 않는 공진기 사이의 커플링이 가능하다. 그런데, 도시된 바와 같이, 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 것이 아니라 포지티브 커플링, k(1,4)이 이루어져 일립틱함수 필터(Elliptic Function Filter; EFF) 이론에 부합하지 않는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위해 본 출원인이 출원한 특허 출원번호 10-2001-0002523에서 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4) 중에서 어느 하나의 공진기(#)를 거꾸로 결합시켜 형성시키고 있다.
도 5는 상기한 도 4의 이론에 따라 제조된 4-폴 필터의 개략적인 평면도이고 도 6은 일체형 4-폴 필터의 개략적인 평면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 입력 프로브(Probe) 또는 출력 프로브(Probe)가 삽입되는 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4)와 포지티브 커플링이 이루어지며, 입력단전극(IE) 또는 출력단전극(OE)이 형성되는 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4)와 포지티브 커플링, k(1,4)이 이루어져 일립틱 네가티브 커플링이 이루어지지 않음을 알 수 있다.
이에 따라, 상기한 바와 같이, 짝수개의 공진기간의 결합에 있어 네가티브 커플링이 이루어지기 위해서는 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4) 중에서 어느 하나의 공진기의 결합방향이 반대로 되어야 한다. 결국, 입력 프로브(Probe) 또는 출력 프로브(Probe)의 삽입 위치가 서로 반대 위치에 형성되어야 하며, 입력단전극(IE)이 도면의 평면상에 형성된다면 출력단전극(OE)은 저면에 형성시켜야만 한다. 이는 특히 도 6의 일체형 유전체필터를 제조시에 제조공정에 있어 일면상에 동일하게 적용할 수 있는 공정을 저해하는 요소로서 작용한다.
이에 따라, 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#4)가 결합하여 삽입손실을 낮출 수 있는 일립틱 네가티브 커플링이 이루어지면서, 공정의 용이함을 실현시키기 위해 본 발명을 제안하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 소정 개수의 공진기를 구비하는 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터에서 입력단공진기의 역할을 수행하는 공진기와 출력단공진기의 역할을 수행하는 공진기 사이에 일립틱함수 필터 이론에 따라 네가티브 커플링이 이루어질 수 있도록 결합시켜 삽입손실을 낮춤과 동시에 입력 프로브(Probe) 또는 출력 프로브(Probe)를 일면상에 형성된 공진홀에 삽입시킬 수 있고, 커플링전극(CE)을 일면상에 형성시켜 제조공정을 용이하게 수행할 수 있는 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 일면상에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어지고, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀(H)을 형성시킨 공진기를 결합시켜 이루어진 유전체필터에 있어서, 신호의 입력이 이루어지는 입력단과 커플링되는 입력단공진기(#1)와, 상기 입력단공진기(#1)에 결합되어 커플링되는 제1 중간공진기(#2)와, 상기 제1 중간공진기(#2)와 커플링됨과 동시에 상기 입력단공진기(#1)와 네가티브 커플링이 이루어지는 제2 중간공진기(#3)로 이루어진 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및 상기 제1 중간공진기(#2)와, 상기 제2 중간공진기(#3)와, 상기 제2 중간공진기(#3)와 커플링됨과 동시에 상기 제1 중간공진기(#2)와 네가티브 커플링이 이루어지는 출력단공진기(#4)로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기에, 상기 제2 중간공진기(#3)와, 상기 출력단공진기(#4)와, 상기 출력단공진기(#4)와 커플링됨과 동시에 상기 제2 중간공진기(#3)와 네가티브 커플링이 이루어져 신호의 출력이 이루어지는 제n 공진기(#n)로 이루어진 제n 일립틱함수 필터(EFFn)를 연속적으로 더 형성시킬 수 있다.
이 때, 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에서 각각 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3), 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4)가 각각 동일한 방향으로 결합되며, 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에 각각 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시키기도 한다.
또한, 상기 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 출력단공진기(#4) 중에서 적어도 어느 하나의 공진기는 나머지 공진기와 비교하여 공진홀(H)의 형태가 서로 상이한 것이 바람직하며, 상기 제1 중간공진기(#2) 또는 제2 중간공진기는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향을 반대로 형성시키기 위해 거꾸로 결합시킬 수도 있다. 여기서, 상기 각각의 공진기가 별도로 제작된 경우에 인접한 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 각 공진기간 접합면에 아이리스(IRIS)를 형성시킨다.
한편, 상기 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4)에 인접시켜 상기 입력단 또는 출력단에 커플링되는 스톱밴드공진기(BSR)를 더 결합시키는 것도 바람직하다.
그리고, 상기 각 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 상기 공진기들 각각에 형성된 개구된 공진홀(H) 영역의 일면상에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포한다.
구체적으로, 일체로 형성된 공진기로 이루어진 유전체필터는, 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 커플링전극을 일면상에 패터닝하고, 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포하며, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 입력단전극(IE)과 이격된 일측단에 제1 커플링전극이 구비되고, 이 제1 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 입력단공진기(#1)가 형성되고; 상기 제1 커플링전극과 이격된 일단에는 제3 커플링전극이 구비되고, 이 제3 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 제2 중간공진기(#3)가 형성되며; 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이의 측면에 형성되고, 제1 커플링전극과 제3 커플링전극에 이격된 제2 커플링전극이 구비되고, 이 제2 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성된 제1 중간공진기(#2);로 이루어져 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및
상기 제2 커플링전극과 이격된 일단에는 제4 커플링전극이 구비되고, 이 제4 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 출력단공진기(#4)를 형성시키되, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이의 측면에 제2 중간공진기(#3)가 위치할 수 있도록 형성시켜, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 제2 일립틱함수 필터(EFF2);를 일체형으로 형성하고, 상기 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포한다.
이 때, 상기 제1 커플링전극과 제3 커플링전극 사이의 커플링, 상기 제2 커플링전극과 제4 커플링전극 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 제1 커플링전극과 제3 커플링전극 사이, 상기 제2 커플링전극과 제4 커플링전극 사이의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시킨다.
이와 같이 일체형 유전체필터에, 상기 입력단전극(IE) 또는 출력단전극(OE)에 커플링되는 제5 커플링전극을 형성시키고, 이 제5 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기(BSR)를 더 형성시킬 수 있다.
한편, 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 일면상에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어지고, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀(H)을 형성시킨 공진기를 커플링시켜 이루어진 유전체필터에 대해 안테나단을 중심으로 양측으로 대칭되게 결합한 듀플렉서 유전체필터에 적용되는데, 본 발명의 듀플렉서 유전체필터는, 소자와의 신호 입출력을 수행하는 안테나단과 커플링되는 송신측 입력단공진기(#1)와, 상기 송신측 입력단공진기(#1)에 결합되어 커플링되는 송신측 제1 중간공진기(#2)와, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 커플링됨과 동시에 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 네가티브 커플링이 이루어지는 송신측 제2 중간공진기(#3)로 이루어진 송신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와, 상기 송신측 제2 중간공진기(#3)와, 상기 송신측 제2 중간공진기(#3)와 커플링됨과 동시에 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 네가티브 커플링이 이루어져 송신단으로 신호를 송신하는 송신측 출력단공진기(#4)로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2);로 이루어진 제1 유전체필터: 및
상기 안테나단과 커플링되는 수신측 출력단공진기(#1')와, 상기 수신측 출력단공진기(#1')에 결합되어 커플링되는 수신측 제1 중간공진기(#2')와, 상기 수신측 중간공진기(#2')와 커플링됨과 동시에 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 네가티브 커플링이 이루어지는 수신측 제2 중간공진기(#3')로 이루어진 수신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1'); 및 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와, 상기 수신측 제2 중간공진기(#3')와, 상기 수신측 제2 중간공진기(#3')와 커플링됨과 동시에 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 네가티브 커플링이 이루어져 수신단으로 신호를 수신하는 수신측 입력단공진기(#4')로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2');로 이루어진 제2 유전체필터:를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기에, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 제2 중간공진기(#3)와, 상기 송신측 출력단공진기(#4)와, 상기 송신측 출력단공진기(#4)와 커플링됨과 동시에 상기 송신측 제2 중간공진기(#3)와 네가티브 커플링이 이루어져 신호의 출력이 이루어지는 송신측 제n 공진기(#n)로 이루어진 송신측 제n 일립틱함수 필터(EFFn)를 연속적으로 더 형성시키거나, 상기 수신측 제2 중간공진기(#3')와, 상기 수신측 입력단공진기(#4')와, 그리고 상기 수신측 입력단공진기(#4')와 커플링됨과 동시에 상기 수신측 제2 중간공진기(#3')와 네가티브 커플링이 이루어져 신호의 입력이 이루어지는 수신측 제n 공진기(#n')로 이루어진 수신측 제n 일립틱함수 필터(EFFn')를 연속적으로 더 형성시킬 수 있다.
이 때, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3), 송신측 상기 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4)가 동일한 방향으로 결합되거나, 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이에 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3'), 수신측 상기 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4')가 동일한 방향으로 결합된다.
또한, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이, 송신측 상기 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이에 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시키거나, 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이, 수신측 상기 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이에 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시킬 수 있다.
그리고, 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 입력단공진기(#1), 송신측 제1 중간공진기(#2), 송신측 제2 중간공진기(#3), 송신측 출력단공진기(#4) 중에서 적어도 어느 하나의 공진기가 나머지 공진기와 비교하여 공진홀(H)의 형태가 서로 상이하거나, 상기 수신측 출력단공진기(#1'), 수신측 제1 중간공진기(#2'), 수신측 제2 중간공진기(#3'), 수신측 입력단공진기(#4') 중에서 적어도 어느 하나의 공진기가 나머지 공진기와 비교하여 공진홀(H)의 형태가 서로 상이한 것도 바람직하다. 이 때, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송수신측 제1 중간공진기(#2, #2') 또는 송수신측 제2 중간공진기(#3, #3')는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향을 반대로 형성시키기 위해 거꾸로 결합시켜서 이루어질 수도 있다.
여기에, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 출력단공진기(#4) 또는 수신측 입력단공진기(#4')에 인접시켜 송신단 또는 수신단에 커플링되는 송수신측 스톱밴드공진기(BSR, BSR')를 더 결합시킬 수 있다.
한편, 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 도포한다.
구체적으로, 일체로 형성된 공진기로 이루어진 듀플렉서 유전체필터는, 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 커플링전극을 일면상에 패터닝하고, 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포하며, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 안테나전극(AE)과 이격된 일측에 송신측 제1 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제1 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 송신측 입력단공진기(#1)가 형성되고; 상기 송신측 제1 커플링전극과 이격된 일단에는 송신측 제3 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제3 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 송신측 제2 중간공진기(#3)가 형성되며; 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이의 측면에 형성되고, 송신측 제1 커플링전극과 송신측 제3 커플링전극에 이격된 송신측 제2 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제2 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성된 송신측 제1 중간공진기(#2);로 이루어져 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 송신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및 상기 송신측 제2 커플링전극과 이격된 일단에는 송신측 제4 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제4 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖고 송신단전극(TE)과 커플링되는 송신측 출력단공진기(#4)를 형성시키되, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이의 측면에 송신측 제2 중간공진기(#3)가 위치할 수 있도록 형성시켜, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 송신측 제2 일립틱함수 필터(EFF2);를 일체형으로 형성한 제1 유전체필터: 및
공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 커플링전극을 일면상에 패터닝하고, 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포하며, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 안테나전극(AE)과 이격된 타측에 수신측 제1 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제1 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 수신측 출력단공진기(#1')가 형성되고; 상기 수신측 제1 커플링전극과 이격된 일단에는 수신측 제3 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제3 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 수신측 제2 중간공진기(#3')가 형성되며; 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이의 측면에 형성되고, 수신측 제1 커플링전극과 수신측 제3 커플링전극에 이격된 수신측 제2 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제2 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성된 수신측 제1 중간공진기(#2');로 이루어져 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 수신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1'); 및 상기 수신측 제2 커플링전극과 이격된 일단에는 수신측 제4 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제4 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖고 수신단전극(RE)과 커플링되는 수신측 입력단공진기(#4')를 형성시키되, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이의 측면에 수신측 제2 중간공진기(#3')가 위치할 수 있도록 형성시켜, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 수신측 제2 일립틱함수 필터(EFF2');를 일체형으로 형성한 제2 유전체필터:로 이루어지되, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터는 그 일측단 즉, 송신측 제1 커플링전극과 수신측 제1 커플링전극이 서로 접하도록 일체형으로 형성되고, 그 접합부에는 안테나전극(AE)이 구비되어 이루어진다.
이 때, 상기 송수신측 제1 커플링전극과 송수신측 제3 커플링전극 사이의 커플링, 상기 송수신측 제2 커플링전극과 송수신측 제4 커플링전극 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 송수신측 제1 커플링전극과 송수신측 제3 커플링전극 사이, 상기 송수신측 제2 커플링전극과 송수신측 제4 커플링전극 사이의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시킨다.
여기에, 상기 송신단전극(TE) 또는 수신단전극(RE)에 커플링되는 제5 커플링전극을 형성시키고, 이 제5 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기(BSR, BSR')를 더 형성시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예로서, 일립틱함수 필터 이론에 따라 형성된 4-폴 필터의 전자기장 방향 및 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 종래 도 4의 #2공진기(#2)와 #3공진기(#3)를 결합시키고 있으며, 이에 따라 이웃하지 않게 되는 #1을 신호의 입력이 이루어지는 입력단공진기(#1)의 역할을 수행하게 하고, #4를 신호의 출력이 이루어지는 출력단공진기(#4)의 역할을 수행하게 하고 있다. 즉, 기존 도 4와 비교하여 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#4)의 위치가 변형되었음을 알 수 있다. 물론, 신호의 입출력 관계에 따라 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#4)의 기능은 상호 교환된 기능을 수행하게 된다.
이에 따라, 4개의 공진기(#1, #2, #3, #4) 중에서 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3)가 제1 일립틱함수 필터(EFF1)를 형성하며, 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 출력단공진기(#4)가 제2 일립틱함수 필터(EFF2)를 형성하게 된다. 여기서, 상기 제1 중간공진기(#2)는 제2 일립틱함수 필터(EFF2)의 입력단공진기 역할을 수행하게 되고, 제2 중간공진기(#3)는 제1 일립틱함수 필터(EFF1)의 출력단공진기의 역할을 수행하게 된다. 이에 따라, 상기 입력단공진기(#1)와 제1 중간공진기(#2)는 자연스럽게 네가티브 커플링이 이루어지게 되고, 제2 중간공진기(#3)와 출력단공진기(#4) 사이에도 자연스럽게 네가티브 커플링이 이루어지게 된다.
이는 이웃하는 공진기가 변화됨으로써 공진기의 결합관계가 #1 →#2 →#3 →#4 순으로 커플링이 이루어지게 되어 기존의 도 4의 커플링순서와 서로 다르게 되어 나타나는 결과라고 할 수 있다. 자기장 형성방향에서 알 수 있듯이 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3), 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이는 각각 일립틱 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4)을 하고 있다. 이에 따라 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이의 커플링, 상기 제1 중간공진기(#1)와 출력단공진기(#4) 사이의 커플링은 다른 공진기간의 커플링보다 약하게 커플링되어 지게 된다.
도 8a 및 도 8b는 상기한 도 7의 이론에 따라 제조된 4-폴 필터의 개략적인 평면도 및 사시도이다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 각각 공진홀(H)을 형성시킨 공진기 4개를 결합시키되, 입력 프로브(Probe)가 삽입되는 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3)를 결합시키고, 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3)의 접합면 일측에 제1 중간공진기(#2)를 형성시킨다. 그리고, 제1 중간공진기(#2)와 제2 중간공진기(#3)가 동시에 결합하며, 신호의 출력이 이루어지는 출력 프로브(Probe)가 형성된 출력단공진기(#4)가 형성되어 있다. 이들 각 공진기는 아이리스(IRIS)를 통해 커플링이 이루어지는데, 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3), 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4)에서 약한 커플링이 이루어지기 위해서 다른 공진기간 아이리스(IRIS)보다 작은 크기의 아이리스(IRIS)를 통해 커플링이 이루어지고 있다. 결국, 전자기장 방향 및 아이리스(IRIS)를 통해 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3), 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에서 각각 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4)이 이루어지게 된다.
도 9a 및 도 9b는 상기한 도 7의 이론에 따라 제조된 일체형 4-폴 필터의 개략적인 평면도 및 사시도이다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 그 내부를 유전체로 충전시켜 일체형으로 형성시키고, 이 유전체에 공진홀(H)을 형성시킨다. 이 때, 이 공진홀(H)은 입력단전극(IE)이 형성되는 영역과, 제1 중간공진기(#2) 영역 및 제2 중간공진기(#3) 영역이 트라이앵글 형태가 되도록 공진홀(H)을 형성시킨다. 이와 동시에 제1 중간공진기(#2) 영역, 제2 중간공진기(#3) 영역, 출력단전극(OE)이 형성되는 영역이 트라이앵글 형태가 되도록 공진홀(H)을 형성시킨다. 그리고, 이들 공진홀(H) 영역의 일면, 즉 상면상에 커플링전극(CE)을 형성시키고, 측면 및 저면은 공통전극(GE)으로 도포시켜 유전체필터를 완성한다. 이에 따라, 입력단전극(IE)이 형성된 영역이 입력단공진기(#1)의 기능을 수행하게 되고, 출력단전극(OE)이 형성된 영역이 출력단공진기(#4)의 기능을 수행하게 된다. 또한, 일립틱함수 필터 이론에 따라 제조됨에 따라 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3), 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4)가 각각 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4)이 이루어지게 된다. 한편, 이들 네가티브 커플링이 이루어지게 하는 또 다른 방법으로는 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시켜 이를 조절하거나, 커플링전극(CE)간의 거리를 조절하여 이를 조절할 수 있다.
이하에서 설명되는 도면은, 상기한 사시도에서 커플링전극(CE)이 형성된 부분이 명확하게 드러나는 평면도만으로 충분한 설명이 가능할 뿐만 아니라 평면도를 통해 전체적인 외관을 유추할 수 있으므로 평면도만 도시하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 대한 제1 응용례로서, 일체형 5-폴 필터의 개략적인 평면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 도 9에 비교하여 공진기가 하나 더 결합되어 있으며, 공진기가 하나 더 늘어남에 따라 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)이 유전체필터의 일측면에 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 제3 중간공진기(#4), 출력단공진기(#5)로 이루어져 있으며, 일립틱함수 필터 이론에 따라 3군데 영역에서 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4), -k(3,5)이 이루어지고 있다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 대한 제2 응용례로서, 일체형 6-폴 필터의 개략적인 평면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 도 10에 비교하여 공진기가 하나 더 결합되어 있으며, 공진기가 하나 더 늘어남에 따라 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)이 유전체필터의 서로 다른 일면에 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 제3 중간공진기(#4), 제4 중간공진기(#5), 출력단공진기(#6)로 이루어져 있으며, 일립틱함수 필터 이론에 따라 4군데 영역에서 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4), -k(3,5), -k(4,6)이 이루어지고 있다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 대한 제3 응용례로서, 일체형 7-폴 필터의 개략적인 평면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 도 11에 비교하여 공진기가 하나 더 결합되어 있으며, 공진기가 하나 더 늘어남에 따라 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)이 유전체필터의 일측면에 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 제3 중간공진기(#4), 제4 중간공진기(#5), 제5 중간공진기(#6), 출력단공진기(#7)로 이루어져 있으며, 일립틱함수 필터 이론에 따라 5군데 영역에서 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4), -k(3,5), -k(4,6), -k(5,7)이 이루어지고 있다.
기존에 공진기의 확장시 종방향 또는 횡방향으로 일렬로 결합시켜 유전체필터를 형성하였을 경우에 비해서 상기한 도 10, 도 11, 도 12에서와 같이 컴팩트하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 일렬 결합에 의한 삽입손실을 일립틱함수 필터 이론에 맞게 결합되어 있으므로 삽입손실을 최소화시킬 수 있음을 짐작할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 대해 다른 공진기를 결합시킨 경우의 예를 나타낸 도면이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 도 9b와 비교하여 출력단공진기(#4)가 요각형공진기로 대체되어 있음을 알 수 있다. 동축형공진기로 형성된 유전체필터에서 어느 하나의 공진기를 요각형공진기로 대체하여 결합시킴으로써 스푸리어스 주파수특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 제1 중간공진기(#2) 또는 제2 중간공진기(#3)의 커플링방향을 반대로 하여 스푸리어스 주파수특성을 향상시킬 수도 있다.
이하, 듀플렉서 유전체필터에 대해 설명한다. 이 듀플렉서 유전체필터의 설명에 있어서, 상기 도 8a 및 도 8b에서 제시한 유전체필터를 응용하여 각각의 공진기가 접합된 형태에서부터 설명하여야 하지만, 가장 바람직하고 그 제작의 용이성 등을 고려하여 도 9a 및 도 9b에서 제시한 일체형 유전체필터를 이용한 일체형 듀플렉서 유전체필터에서부터 설명하기로 한다. 물론, 상기한 도 8a 및 도 8b에서 제시한 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') 형태로 이들을 서로 구분하기로 한다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 의한 일체형 듀플렉서 유전체필터의 개략적인 평면도이다. 도 14에서 제시하는 일체형 듀플렉서 유전체필터는, 상기 도 9a 및 도 9b에서 제시한 일체형 4-폴 유전체필터 2개를 대칭되게 일체형으로 결합시키되, 안테나전극(AE)을 중심으로 각 유전체필터에서 신호의 입출력이 이루어지는 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#1')를 서로 인접하게 결합시키고 이들 결합된 영역에 안테나전극(AE)을 형성시킨다. 즉, 유전체필터의 결합에 따라 인접된 커플링전극(CE) 사이에 안테나전극(AE)이 형성되게 된다. 이에 따라, 상기 안테나전극(AE)을 중심으로 일측에는 송신단(Tx)이 형성되고, 상기 일측이 송신단(Tx)으로 정의됨에 따라 연동되어 타측에는 수신단(Rx)이 형성되게 된다. 송신단(Tx)에는 안테나전극(AE)과 인접한 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 송신단전극(TE)과 인접한 출력단공진기(#4)로 이루어지며, 수신단(Rx)은 안테나전극(AE)과 인접한 출력단공진기(#1'), 제1 중간공진기(#2'), 제2 중간공진기(#3'), 수신단전극(RE)과 인접한 입력단공진기(#4')로 이루어지게 된다. 여기서 제시한 듀플렉서 유전체필터 역시, 일립틱함수 필터 이론에 따라 송신단(Tx) 및 수신단(Rx)이 구성되므로 그 특성상 정면에 커플링전극(CE)이 모두 형성되게 되며, 이에 따라 그 상면, 측면, 저면 및 배면은 공통전극(GE)으로 도포되게 된다. 또한, 송신단전극(TE) 및 수신단전극(RE)이 동일 측면상에 형성되게 된다. 송신단(Tx) 및 수신단(Rx) 각각에 일립틱함수 필터(EFF, EFF')로 구성됨에 따라 4개의 영역에서 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4), -k(1',3'), -k(2',4')이 이루어지게 된다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 대한 제1 응용례로서, 일체형 듀플렉서 유전체필터의 개략적인 평면도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상기한 도 10에서 제시한 유전체필터 2개를 안테나전극(AE)을 중심으로 대칭되게 일체형으로 결합시키고 있다. 송신단(Tx)에는 안테나전극(AE)과 인접한 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 제3 중간공진기(#4), 송신단전극(TE)과 인접한 출력단공진기(#5)로 이루어지며, 수신단(Rx)은 안테나전극(AE)과 인접한 출력단공진기(#1'), 제1 중간공진기(#2'), 제2 중간공진기(#3'), 제3 중간공진기(#4'), 수신단전극(RE)과 인접한 입력단공진기(#5')로 이루어지게 된다. 송신단(Tx) 및 수신단(Rx) 각각이 일립틱함수 필터로 구성됨에 따라 6개의 영역에서 네가티브 커플링, -k(1,3), -k(2,4), -k(3,5), -k(1',3'), -k(2',4'), -k(3',5')이 이루어지게 된다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예로서, 스톱밴드공진기가 결합된 유전체필터의 평면도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 도 9에서 제시한 유전체필터에 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시키고 있다. 본 제3 실시예에서는 스톱밴드공진기(BSR)를 출력단전극(OE)에 인접시켜 결합시키고 있다. 물론, 입력단공진기(#1)에도 결합시킬 수 있음은 주지의 사실이다. 이는 유전체필터로부터 일측 또는 양측 주파수대역에서 가파른 스커트 주파수특성을 얻기 위해서는 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4)의 일측 또는 양측에 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시키는 것이다. 이에 따라 패스밴드의 어느 한쪽에서만 가파른 스커트 주파수특성을 얻을 수 있다.
기존에 4개의 공진기가 일렬 형태로 결합된 상태에 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시킨 경우와 비교하여 본 제3 실시예에서는 일립틱함수 필터 이론에 따라 제작된 유전체필터를 형성시켜 스톱밴드공진기(BSR)를 접합시키므로 삽입손실이 상대적으로 크게 낮아지는 효과를 얻을 수 있다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 대한 제1 응용례로서, 2개의 스톱밴드공진기가 결합된 유전체필터를 나타낸 평면도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#4) 각각에 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시킴으로써 패스밴드 양측에서 스커트 주파수특성을 얻을 수 있다. 한편, 이 유전체필터의 튜닝에 의해 한쪽에서 스커트 주파수특성이 나타나도록 하여 더욱 가파른 기울기를 갖게 함으로써 인접한 대역폭에 영향을 최소화할 수 있을 것이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예로서, 스톱밴드공진기가 결합된 듀플렉서 유전체필터의 평면도이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 도 14에서 제시한 듀플렉서 유전체필터에 송신단(Tx) 및 수신단(Rx) 각각에 송신단전극(TE) 및 수신단전극(RE)에 인접하게 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시키고 있다. 이하, 도 14의 구성과 유사하므로 중복설명은 생략한다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예의 제1 응용례로서, 스톱밴드공진기가 결합된 듀플렉서 유전체필터의 평면도이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 도 15에서 제시한 듀플렉서 유전체필터에 송신단(Tx) 및 수신단(Rx) 각각에 송신단전극(TE) 및 수신단전극(RE)에 인접하게 스톱밴드공진기(BSR)를 결합시키고 있다. 이하, 도 15의 구성과 유사하므로 중복설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터는, 일렬형태로 결합되어 삽입손실이 증가하는 문제점을 일립틱함수 필터 이론을 적용시켜 해결함으로써 공진기 증가에 따른 삽입손실을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라 공진기수에 비교하여 비교적 컴팩트한 필터의 제조가 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.
도 1은 일립틱함수 필터 이론에 의한 3-폴 필터의 전자기장 방향 및 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 상기한 도 1의 이론에 따라 제조된 일립틱함수 필터의 개략적인 평면도,
도 3은 상기한 도 1의 이론에 따라 제조된 일체형 일립틱함수 필터의 개략적인 평면도,
도 4는 4-폴 필터의 전자기장 방향 및 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 상기한 도 4의 이론에 따라 제조된 4-폴 필터의 개략적인 평면도,
도 6은 일체형 4-폴 필터의 개략적인 평면도,
도 7은 본 발명의 제1 실시예로서, 일립틱함수 필터 이론에 따라 형성된 4-폴 필터의 전자기장 방향 및 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면,
도 8a 및 도 8b는 상기한 도 7의 이론에 따라 제조된 4-폴 필터의 개략적인 평면도 및 사시도,
도 9a 및 도 9b는 상기한 도 7의 이론에 따라 제조된 일체형 4-폴 필터의 개략적인 평면도 및 사시도,
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 대한 제1 응용례로서, 일체형 5-폴 필터의 개략적인 평면도,
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 대한 제2 응용례로서, 일체형 6-폴 필터의 개략적인 평면도,
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 대한 제3 응용례로서, 일체형 7-폴 필터의 개략적인 평면도,
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 대해 다른 공진기를 결합시킨 경우의 예를 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 의한 일체형 듀플렉서 유전체필터의 개략적인 평면도,
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 대한 제1 응용례로서, 일체형 듀플렉서 유전체필터의 개략적인 평면도,
도 16은 본 발명의 제3 실시예로서, 스톱밴드공진기가 결합된 유전체필터의 평면도,
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 대한 제1 응용례로서, 2개의 스톱밴드공진기가 결합된 유전체필터를 나타낸 평면도,
도 18은 본 발명의 제4 실시예로서, 스톱밴드공진기가 결합된 듀플렉서 유전체필터의 평면도,
도 19는 본 발명의 제4 실시예의 제1 응용례로서, 스톱밴드공진기가 결합된 듀플렉서 유전체필터의 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
#1, #1', #2, #2', #3, #3', #4, #4', #5, #5', #6, #7 : 공진기
BSR : 스톱밴드공진기 GE : 공통전극
CE : 커플링전극 IE : 입력단전극
OE : 출력단전극 AE : 안테나전극
TE : 송신단전극 RE : 수신단전극

Claims (23)

  1. 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 일면상에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어지고,
    상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀(H)을 형성시킨 공진기를 결합시켜 이루어진 유전체필터에 있어서,
    신호의 입력이 이루어지는 입력단과 커플링되는 입력단공진기(#1)와,
    상기 입력단공진기(#1)에 결합되어 커플링되는 제1 중간공진기(#2)와,
    상기 제1 중간공진기(#2)와 커플링됨과 동시에 상기 입력단공진기(#1)와 네가티브 커플링이 이루어지는 제2 중간공진기(#3)로 이루어진 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및
    상기 제1 중간공진기(#2)와,
    상기 제2 중간공진기(#3)와,
    상기 제2 중간공진기(#3)와 커플링됨과 동시에 상기 제1 중간공진기(#2)와 네가티브 커플링이 이루어지는 출력단공진기(#4)로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2)를 포함하여 이루어지고;
    상기 입력단공진기(#1) 또는 출력단공진기(#4)에 인접시켜 상기 입력단 또는 출력단에 커플링되는 스톱밴드공진기(BSR)를 더 결합시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에서 각각 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3), 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4)가 각각 동일한 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 유전체필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에 각각 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 입력단공진기(#1), 제1 중간공진기(#2), 제2 중간공진기(#3), 출력단공진기(#4) 중에서 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 제1 중간공진기(#2) 또는 제2 중간공진기는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향을 반대로 형성시키기 위해 거꾸로 결합시켜서 이루어진 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. 삭제
  9. 삭제
  10. 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 커플링전극을 일면상에 패터닝하고, 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포하며,
    상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 입력단전극(IE)과 이격된 일측단에 제1 커플링전극이 구비되고, 이 제1 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 입력단공진기(#1)가 형성되고; 상기 제1 커플링전극과 이격된 일단에는 제3 커플링전극이 구비되고, 이 제3 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 제2 중간공진기(#3)가 형성되며; 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이의 측면에 형성되고, 제1 커플링전극과 제3 커플링전극에 이격된 제2 커플링전극이 구비되고, 이 제2 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성된 제1 중간공진기(#2);로 이루어져 상기 입력단공진기(#1)와 제2 중간공진기(#3) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및
    상기 제2 커플링전극과 이격된 일단에는 제4 커플링전극이 구비되고, 이 제4 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 출력단공진기(#4)를 형성시키되, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이의 측면에 제2 중간공진기(#3)가 위치할 수 있도록 형성시켜, 상기 제1 중간공진기(#2)와 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 제2 일립틱함수 필터(EFF2)를 일체형으로 형성하고;
    상기 입력단전극(IE) 또는 출력단전극(OE)에 커플링되는 제5 커플링전극을 형성시키고, 이 제5 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기(BSR)를 더 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 커플링전극과 제3 커플링전극 사이의 커플링, 상기 제2 커플링전극과 제4 커플링전극 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 제1 커플링전극과 제3 커플링전극 사이, 상기 제2 커플링전극과 제4 커플링전극 사이의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체필터.
  12. 삭제
  13. 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 일면상에 커플링전극을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 공통전극으로 도포하여서 이루어지고,
    상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 관통된 동축형 또는 일측 개구된 요각형의 공진홀(H)을 형성시킨 공진기를 커플링시켜 이루어진 유전체필터에 대해 안테나단을 중심으로 양측으로 대칭되게 결합한 듀플렉서 유전체필터에 있어서,
    소자와의 신호 입출력을 수행하는 안테나단과 커플링되는 송신측 입력단공진기(#1)와, 상기 송신측 입력단공진기(#1)에 결합되어 커플링되는 송신측 제1 중간공진기(#2)와, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 커플링됨과 동시에 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 네가티브 커플링이 이루어지는 송신측 제2 중간공진기(#3)로 이루어진 송신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와, 상기 송신측 제2 중간공진기(#3)와, 상기 송신측 제2 중간공진기(#3)와 커플링됨과 동시에 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 네가티브 커플링이 이루어져 송신단으로 신호를 송신하는 송신측 출력단공진기(#4)로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2);로 이루어진 제1 유전체필터: 및
    상기 안테나단과 커플링되는 수신측 출력단공진기(#1')와, 상기 수신측 출력단공진기(#1')에 결합되어 커플링되는 수신측 제1 중간공진기(#2')와, 상기 수신측 중간공진기(#2')와 커플링됨과 동시에 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 네가티브 커플링이 이루어지는 수신측 제2 중간공진기(#3')로 이루어진 수신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1'); 및 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와, 상기 수신측 제2 중간공진기(#3')와, 상기 수신측 제2 중간공진기(#3')와 커플링됨과 동시에 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 네가티브 커플링이 이루어져 수신단으로 신호를 수신하는 수신측 입력단공진기(#4')로 이루어진 제2 일립틱함수 필터(EFF2');로 이루어진 제2 유전체필터:를 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송신측 출력단공진기(#4) 또는 수신측 입력단공진기(#4')에 인접시켜 송신단 또는 수신단에 커플링되는 송수신측 스톱밴드공진기(BSR, BSR')를 더 결합시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해,
    상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3), 송신측 상기 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4)가 동일한 방향으로 결합되거나,
    상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이에 네가티브 커플링이 이루어지도록 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3'), 수신측 상기 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4')가 동일한 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해,
    상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이, 송신측 상기 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이에 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시키거나,
    상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링과 비교하여 약하게 커플링되도록 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이, 수신측 상기 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이에 인덕터 커플링 홈(ICH)을 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  17. 제 13 항에 있어서, 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해,
    상기 송신측 입력단공진기(#1), 송신측 제1 중간공진기(#2), 송신측 제2 중간공진기(#3), 송신측 출력단공진기(#4) 중에서 적어도 어느 하나의 공진기가 나머지 공진기와 비교하여 공진홀(H)의 형태가 서로 상이하거나,
    상기 수신측 출력단공진기(#1'), 수신측 제1 중간공진기(#2'), 수신측 제2 중간공진기(#3'), 수신측 입력단공진기(#4') 중에서 적어도 어느 하나의 공진기가 나머지 공진기와 비교하여 공진홀(H)의 형태가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  18. 제 13 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터 각각에 대해, 상기 송수신측 제1 중간공진기(#2, #2') 또는 송수신측 제2 중간공진기(#3, #3')는 나머지 공진기와 비교하여 커플링 방향을 반대로 형성시키기 위해 거꾸로 결합시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 커플링전극을 일면상에 패터닝하고, 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포하며, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 안테나전극(AE)과 이격된 일측에 송신측 제1 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제1 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 송신측 입력단공진기(#1)가 형성되고; 상기 송신측 제1 커플링전극과 이격된 일단에는 송신측 제3 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제3 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 송신측 제2 중간공진기(#3)가 형성되며; 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이의 측면에 형성되고, 송신측 제1 커플링전극과 송신측 제3 커플링전극에 이격된 송신측 제2 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제2 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성된 송신측 제1 중간공진기(#2);로 이루어져 상기 송신측 입력단공진기(#1)와 송신측 제2 중간공진기(#3) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 송신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1); 및 상기 송신측 제2 커플링전극과 이격된 일단에는 송신측 제4 커플링전극이 구비되고, 이 송신측 제4 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖고 송신단전극(TE)과 커플링되는 송신측 출력단공진기(#4)를 형성시키되, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이의 측면에 송신측 제2 중간공진기(#3)가 위치할 수 있도록 형성시켜, 상기 송신측 제1 중간공진기(#2)와 송신측 출력단공진기(#4) 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 송신측 제2 일립틱함수 필터(EFF2);를 일체형으로 형성한 제1 유전체필터: 및
    공진기의 유전체를 일체형으로 형성할 경우에 상기 각 공진기간 커플링이 이루어질 수 있도록 커플링전극을 일면상에 패터닝하고, 공진홀을 포함한 측면 및 저면은 공통전극을 도포하며, 상기 패터닝된 커플링전극 및 공통전극의 내부에 충전된 유전체에 안테나전극(AE)과 이격된 타측에 수신측 제1 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제1 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 수신측 출력단공진기(#1')가 형성되고; 상기 수신측 제1 커플링전극과 이격된 일단에는 수신측 제3 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제3 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 수신측 제2 중간공진기(#3')가 형성되며; 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이의 측면에 형성되고, 수신측 제1 커플링전극과 수신측 제3 커플링전극에 이격된 수신측 제2 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제2 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)이 형성된 수신측 제1 중간공진기(#2');로 이루어져 상기 수신측 출력단공진기(#1')와 수신측 제2 중간공진기(#3') 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 수신측 제1 일립틱함수 필터(EFF1'); 및 상기 수신측 제2 커플링전극과 이격된 일단에는 수신측 제4 커플링전극이 구비되고, 이 수신측 제4 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖고 수신단전극(RE)과 커플링되는 수신측 입력단공진기(#4')를 형성시키되, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이의 측면에 수신측 제2 중간공진기(#3')가 위치할 수 있도록 형성시켜, 상기 수신측 제1 중간공진기(#2')와 수신측 입력단공진기(#4') 사이에 네가티브 커플링이 이루어지는 수신측 제2 일립틱함수 필터(EFF2')를 일체형으로 형성한 제2 유전체필터로 이루어지되,
    상기 제1 유전체필터 및 제2 유전체필터는 그 일측단 즉, 송신측 제1 커플링전극과 수신측 제1 커플링전극이 서로 접하도록 일체형으로 형성되고, 그 접합부에는 안테나전극(AE)이 구비되어 이루어지고,
    상기 송신단전극(TE) 또는 수신단전극(RE)에 커플링되는 제5 커플링전극을 형성시키고, 이 제5 커플링전극의 중앙부에는 횡방향으로 형성한 공진홀(H)을 갖는 스톱밴드공진기(BSR, BSR')를 더 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 송수신측 제1 커플링전극과 송수신측 제3 커플링전극 사이의 커플링, 상기 송수신측 제2 커플링전극과 송수신측 제4 커플링전극 사이의 커플링이 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링되도록 다른 공진기 간에 형성된 커플링전극간 대향 거리에 비교하여 상기 송수신측 제1 커플링전극과 송수신측 제3 커플링전극 사이, 상기 송수신측 제2 커플링전극과 송수신측 제4 커플링전극 사이의 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 듀플렉서 유전체필터.
  23. 삭제
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