KR100524545B1 - 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신장치 - Google Patents

유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신장치 Download PDF

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도다준
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 전체적으로 소형이며 평형 입출력 단자의 배치 자유도를 높인 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 그것들을 구비한 통신장치를 구성하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면, 유전체 블록(1) 내부에, 각각 한쪽의 개구부를 단락부, 다른쪽 개구부 또는 개구부 부근을 개방부로 하는 3개의 여진구멍(2a, 2b, 2c)을 인터디지탈 결합하도록 배치하고, 양측의 여진구멍의 개구부에 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 형성한다. 이 양측의 여진구멍 중 한쪽의 여진구멍(2a)에 결합하는 공진기 구멍(3b)을 형성한다. 이에 따라, 평형 입출력 단자를 구비한 소형의 유전체 필터를 구성한다.

Description

유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신장치{Dielectric filter, dielectric duplexer and communication apparatus}
본 발명은 마이크로파 대역 등에서 사용되는 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 그것들을 구비한 통신장치에 관한 것이다.
종래, 마이크로파 대역 등에 있어서의 필터로서, 유전체 블록의 내부에 내부도체 형성구멍을 형성하고, 외면에 외부도체를 형성한, 1단 또는 복수단의 공진기로 이루어지는 유전체 필터가 구성되고 있다.
이와 같은 유전체 블록을 사용한 유전체 필터는, 유전체 블록의 외면에, 내부도체에 대하여 정전 용량으로 결합하는 입출력 단자를 형성하여 불평형형으로 신호의 입출력을 행하도록 한 것이었다. 그 때문에, 예를 들면 평형 입력형의 증폭 회로 등에 대하여 신호를 제공하기 위해서는, 밸룬(balun)(불평형－평형 변환기)을 사용하여 불평형형의 신호를 평형형의 신호로 변환하고 있었다. 그러나, 이와 같은 구성에서는 밸룬에 의한 삽입 손실이 크다는 것, 밸룬을 회로 기판상에 배치하기 위한 스페이스를 확보할 필요가 있어 소형화할 수 없다는 것 등의 문제가 있었다.
그래서, 본원 출원인은 미리 그것 자체로 평형형으로 신호의 입출력을 행할 수 있도록 한 유전체 필터에 관하여, 일본국 특허출원 평11-314657 및 일본국 특허출원 2000-36302를 출원하고 있다.
종래의 평형 입출력 단자를 구비한 유전체 필터에서는, 유전체 블록에 형성하는 각 공진기의 축 길이가 길기 때문에, 실장 기판에 대한 실장 면적을 크게 하지 않으면 안되었다. 또한, 반파장 공진기의 양 개방단 부근에 평형 입출력 단자를 각각 배치하게 되기 때문에, 평형 입출력 단자 간격의 설계상의 자유도가 낮다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해소하여, 전체적으로 소형이며 평형 입출력 단자의 배치 자유도를 높인 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 그것들을 구비한 통신장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 유전체 블록 내부에, 각각 한쪽의 개구부를 단락부, 다른쪽 개구부 또는 다른쪽 개구부 부근을 개방부로 하는, 순서대로 인터디지탈 결합하는 3개의 여진구멍을 형성하고, 상기 3개의 여진구멍 중 양측의 여진구멍의 개방부에 평형 입출력 단자를 형성하며, 상기 유전체 블록 내부에, 상기 양측의 여진구멍 중 적어도 한쪽의 여진구멍에 결합하는, 한쪽의 개구부를 단락부, 다른쪽 개구부 또는 다른쪽 개구부 부근을 개방부로 하는 공진기 구멍을 형성함으로써 유전체 필터를 구성한다.
이와 같이 상기 3개의 여진구멍 및 그 3개의 여진구멍 중 외측의 적어도 한쪽의 여진구멍에 결합하는 공진기 구멍이 각각 1/4파장으로 실질적으로 동일한 축 길이를 갖게 되어, 전체적으로 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 평형 입출력 단자는 3개의 여진구멍 중 외측의 2개의 여진구멍의 개방부에 형성하기 때문에, 비교적 좁은 범위에 배치할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 구성의 유전체 필터를 제 1 유전체 필터로 하고, 상기 제 1 유전체 필터를 구성한 상기 유전체 블록에, 제 1 유전체 필터를 구성하는 공진기 구멍과는 다른 공진기 구멍에 의한 제 2 유전체 필터, 제 1 및 제 2 유전체 필터에 대하여 공통으로 결합하는 공용 입출력 단자 및 제 2 유전체 필터에 결합하는 입출력 단자를 각각 형성함으로써 유전체 듀플렉서를 구성한다.
이 구조에 의해, 평형 입출력 단자에 의해 신호를 입력 또는 출력하는 필터를 구비한, 예를 들면 안테나 공용기로서 이용 기능하게 한다.
또한, 본 발명은 상기 제 2 유전체 필터에 결합하는 입출력 단자 및 상기 공용 입출력 단자 모두를 불평형 입출력 단자로 하여 유전체 듀플렉서를 구성한다.
이 구조에 의해, 평형 입출력 단자에 의해 신호의 입력 또는 출력을 행하는 제 1 필터와, 불평형 입출력 단자에 의해 신호의 출력 또는 입력을 행하는 제 2 필터를 구비하며, 공용 입출력 단자에 의해 신호의 입출력을 불평형으로 행하도록 한, 예를 들면 안테나 공용기로서 이용 가능하게 한다.
또한, 본 발명은 상기 공용 입출력 단자를 상기 구조의 평형 입출력 단자로 하여 유전체 듀플렉서를 구성한다.
이 구조에 의해, 평형 입출력형의 안테나를 직접 사용할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 상기 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서를 구비함으로써 통신장치를 구성한다.
<발명의 실시형태>
제 1 실시형태에 따른 유전체 필터의 구성을 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다.
도 1은 유전체 필터의 외관 사시도, 도 1A 및 도 1B는 모두 동일한 유전체 필터의 외관 사시도이며, 도 1B는 도 1A에 나타낸 상태로부터 수평면 내에 실질적으로 90°우회전시킨 상태를 나타내고 있다. 도 1에서, 참조 부호 1은 실질적으로 직육면체 형상의 유전체 블록이며, 그 한쪽 면으로부터 그것에 대향하는 다른쪽 면에 걸쳐, 참조 부호 2a, 2b, 2c, 3a 및 3b로 나타내는 5개의 구멍을 형성하고 있다. 이들 구멍의 내면에는 각각 전면에 도체막을 형성하고 있다. 이들 구멍 중, 참조 부로 2a, 2b 및 2c는 각각 여진구멍으로서 작용시키고, 참조 부호 3a 및 3b는 공진기 구멍으로서 작용시킨다. 공진기 구멍(3a, 3b)의 한쪽 개구부 부근에는 내부도체의 제거에 의한 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있으며, 이 부분을 개방부로 하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는 여진구멍(2a, 2c)의 개방부가 되는 위치에 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 형성하고 있다. 또한, 유전체 블록(1)의 외면에는 공진기 구멍(3a)의 개방부 부근에 용량성 결합하는 불평형 입출력 단자(5)를 형성하고 있다. 여진구멍(2b)의 한쪽 개구부는 도 1B에 나타내는 바와 같이 개방부로 하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는 평형 입출력 단자(4a, 4b), 불평형 입출력 단자(5) 및 여진구멍(2b)의 개방부 부근을 제외한 영역에 외부도체(6)를 형성하고 있다.
도 2A는 도 1에 나타낸 유전체 필터의 실장면측에서 본 평면도, 도 2B는 그 유전체 필터의 등가 회로도이다. 여진구멍(2a, 2b, 2c)은 그들의 내부직경이 한쪽의 개구부로부터 다른쪽 개구부에 걸쳐 실질적으로 일정한 스트레이트(straight) 구멍이며, 단락부와 개구부의 방향을 번갈아 반전시켜 인터디지탈 결합시키고 있다. 공진기 구멍(3a, 3b)은 내부도체 비형성부(g)를 형성한 개방부를 그것과는 반대측의 단락부보다 내부직경을 크게 한 스텝(step) 구멍으로 하고 있다. 공진기 구멍(3a, 3b)끼리는 단락부 부근에서의 유도성 결합의 크기, 개방부 부근에서의 용량성 결합의 크기 및 내부도체 비형성부(g) 부분에 발생하는 스트레이 용량(stray capacity)의 크기에 따라, 전체적으로 용량성 결합 또는 유도성 결합한다. 불평형 입출력 단자(5)는 공진기 구멍(3a)의 개방 부분 부근에 용량성 결합한다.
여진구멍(2a)은 인접하는 공진기 구멍(3b)에 대하여 전자계 결합한다. 나머지 2개의 여진구멍(2b, 2c)은 위상차 180°를 얻기 위한 위상 회로로서 작용한다. 즉, 인접하는 여진구멍 사이는 인터디지탈 결합에 의해, 90°(=π/2)의 위상 결합에 의한 위상차를 얻을 수 있다. 따라서, 평형 입출력 단자(4a, 4c)의 위상차는 180°이다. 또한, 3개의 여진구멍(2a, 2b, 2c) 사이는 각각 인터디지탈 결합한 매우 광대역의 필터로 볼 수 있기 때문에, 제 1 여진구멍(2a)과 제 3 여진구멍(2c) 사이의 삽입 손실 차이는 매우 적다. 따라서, 평형 입출력 단자(4a, 4c) 사이의 진폭차도 매우 적다.
도 3은 상기 유전체 필터에 있어서의 평형 입출력 단자(4a－4c) 사이의 위상차 및 진폭차의 특성을 나타내는 도면이다. 이와 같이, 중심 주파수 2140MHz를 중심으로 하여 ±50MHz의 광대역에 걸쳐 위상차가 ±15°이내가 되고, 또한 진폭차에 대해서도 ±1dB이내가 된다. 이와 같이 우수한 평형 특성을 얻을 수 있다.
도 4는 제 2 실시형태에 따른 유전체 필터의 사시도이다. 도 1에 나타낸 유전체 필터와 달리, 공진기 구멍(3a, 3b)의 한쪽 개구부에 외부도체(6)를 형성하지 않고, 그 부분을 개방부(개방단)로 하고 있다. 그 외의 부분의 구조는 도 1에 나타낸 것과 동일하다. 이와 같이 한쪽의 개구부를 개방단면으로 한 공진기 구멍을 구비한 유전체 필터에 있어서도, 전체적으로 소형화를 도모할 수 있으며, 한 방향으로 평형 입출력 단자를 꺼낼 수 있다.
도 5는 제 3 실시형태에 따른 유전체 필터의 사시도이다. 도 1 및 도 4에 나타낸 유전체 필터와 달리, 공진기 구멍(3a, 3b)의 개방부측이 되는 개구부에, 내부도체에 각각 전기적으로 통하는 전극(7a, 7b)을 형성하고, 이들을 외부도체(6)로부터 분리(절연)시키고 있다. 이 구조에 의해, 전극(7a, 7b)과 그 주변의 외부도체(6) 사이에 스트레이 용량을 발생시키고 있다.
이와 같은 구조라 하더라도 마찬가지로, 전체적으로 소형화를 도모할 수 있으며, 한 방향으로 평형 입출력 단자를 꺼낼 수 있다.
도 6은 제 4 실시형태에 따른 유전체 필터의, 실장면측에서 본 평면도이다. 도 1, 도 4 및 도 5에 나타낸 유전체 필터와 달리, 공진기 구멍(3a, 3b)의 양 단면에 외부도체를 형성하고, 그 한쪽의 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있다. 이 구조에 의해, 내부도체 비형성부(g)를 공진기의 개방부로 하고, 내부도체 비형성부에 스트레이 용량을 발생시키고 있다. 또한, 공진기 구멍(3a)에 결합하는 여진구멍(12)을 배치하고, 그 단부에 불평형 입출력 단자(14)를 형성하고 있다. 이 구조에 의해, 여진구멍에 의해 외부 결합을 취하도록 한 불평형 입출력 단자에 의해 신호의 입출력을 행하도록 한다.
이와 같은 구조라 하더라도 마찬가지로, 전체적으로 소형화를 도모할 수 있으며, 한 방향으로 평형 입출력 단자를 꺼낼 수 있다.
또한, 이상으로 나타낸 각 실시형태 이외에도, 예를 들면 도 4에 나타낸 개구면에, 인접하는 공진기 구멍끼리를 용량성 결합시키기 위한 결합용 전극을 형성한 구조로 해도 된다.
이상으로 나타낸 구조의 각 유전체 필터에 있어서, 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 입력 단자, 불평형 입출력 단자(5)를 출력 단자로서 사용해도 되고, 반대로 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 출력 단자, 불평형 입출력 단자(5)를 입력 단자로서 사용해도 된다.
또한, 2개의 공진기 구멍(3a, 3b)을 유전체 블록에 형성하여 2단의 공진기로 이루어지는 대역 통과형의 필터를 구성하였으나, 단일의 공진기 구멍을 형성하여 그것을 3개의 여진구멍 중 외측의 한쪽의 여진구멍에 결합시키고, 또한 불평형 입출력 단자와 용량성 결합하도록 해도 된다.
다음으로, 제 5 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 구성을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
도 7은 유전체 듀플렉서의 외관 사시도이고, 도 8은 그 실장면측에서 본 평면도이다. 실질적으로 직육면체 형상의 유전체 블록(1)에는, 그 한쪽 면으로부터 그것에 대향하는 다른쪽 면에 걸쳐, 참조 부호 2a∼2c, 3a∼3c, 8a∼8c 및 9로 나타내는 10개의 구멍을 형성하고 있다. 이들 구멍 중, 참조 부호 2a∼2c 및 9는 여진구멍, 참조 부호 3a∼3c 및 8a∼8c는 공진기 구멍으로서 작용한다. 각 여진구멍(2a∼2c, 9)의 내면에는 내부도체를 형성하고 있다. 또한, 각 공진기 구멍(3a∼3c, 8a∼8c)의 내면에는 내부도체를 형성하고, 한쪽의 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는 입출력 단자가 되는 부분을 제외하고 외부도체(6)를 형성하고 있다. 여진구멍(2a∼2c) 및 평형 입출력 단자(4a, 4c) 부분의 구성은 상기 각 실시형태에서 나타낸 유전체 필터의 것과 동일하다. 공진기 구멍(3a∼3c)은 한쪽의 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고, 개방부측을 단락부측보다 그 내부직경을 넓게 한 스텝 구멍으로 하고 있다. 이 3개의 공진기 구멍에 의해 3단의 공진기를 구성하고 있다. 참조 부호 8a∼8c로 나타내는 3개의 공진기 구멍도 마찬가지로 3단의 공진기를 구성하고 있다. 참조 부호 9로 나타내는 구멍은 여진구멍이며, 그 개방부에 불평형 입출력 단자(11)를 형성하고 있다. 또 하나의 불평형 입출력 단자(10)는 공진기 구멍(8a)의 개방부 부근에 용량성 결합하는 위치에 형성하고 있다.
상기 불평형 입출력 단자(10)를 송신 신호 입력 단자, 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 수신 신호 출력 단자로 하고, 불평형 입출력 단자(11)를 안테나 단자로서 사용하면, 이 유전체 듀플렉서는 안테나 공용기로서 작용한다.
다음으로, 제 6 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 구성을 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.
제 5 실시형태에 나타낸 유전체 듀플렉서에서는 공용 입출력 단자로서 불평형 입출력 단자를 형성하였으나, 본 제 6 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서는 공용 입출력 단자를 평형 입출력 단자로 하고, 그 양측에 인접하여 각기 다른 공진기를 각각 배치한 것이다.
도 9는 유전체 듀플렉서의 외관 사시도이고, 도 10은 그 실장면측에서 본 평면도이다. 실질적으로 직육면체 형상의 유전체 블록(1)에는 그 한쪽 면으로부터 그것에 대향하는 다른쪽 면에 걸쳐, 참조 부호 2a∼2c, 3a∼3c, 8a∼8c 및 9로 나타내는 10개의 구멍을 형성하고 있다. 이들 구멍 중, 참조 부호 2a∼2c 및 9는 여진구멍, 참조 부호 3a∼3c 및 8a∼8c는 공진기 구멍으로서 작용한다. 각 여진구멍(2a, 2c, 9)의 내면에는 내부도체를 형성하고 있다. 또한, 각 공진기 구멍(3a∼3c, 8a∼8c)의 내면 및 여진구멍(2b)의 내면에는 내부도체를 형성하고, 한쪽의 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있다.
유전체 블록(1)의 외면에는 입출력 단자가 되는 부분을 제외하고 외부도체(6)를 형성하고 있다. 여진구멍(2a∼2c) 및 평형 입출력 단자(4a, 4c) 부분의 구성은 상기 각 실시형태에서 나타낸 유전체 필터의 것과 실질적으로 동일하다. 단, 본 예에서는 여진구멍(2b)을, 그 개방부측이 단락부측보다 내부직경이 넓은 스텝 구멍으로 하고 있다. 또한, 여진구멍(2b)의 한쪽 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있다. 이와 같이, 여진구멍을 스텝 구멍으로 해도 되고, 여진구멍의 내부에서 내부도체를 개방시킨 구조여도 된다.
공진기 구멍(3a∼3c)은 한쪽의 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고, 개방부측을 단락부측보다 그 내부직경을 넓게 한 스텝 구멍으로 하고 있다. 이 3개의 공진기 구멍 중, 참조 부호 3a 및 3b는 서로 결합한 2단의 공진기로서 작용한다. 또한, 공진기 구멍(3c)은 트랩 공진기로서 작용한다.
참조 부호 8a∼8c로 나타내는 3개의 공진기 구멍은 마찬가지로 하여 3단의 공진기로서 작용한다. 참조 부호 9로 나타내는 구멍은 여진구멍이며, 그 개방부에 불평형 입출력 단자(11)를 형성하고 있다. 또 하나의 불평형 입출력 단자(10)는 공진기 구멍(8a)의 개방부 부근에 용량성 결합하는 위치에 형성하고 있다.
상기 불평형 입출력 단자(10)를 송신 신호 입력 단자, 불평형 입출력 단자(11)를 수신 신호 출력 단자, 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 안테나 단자로서 사용하면, 이 유전체 듀플렉서는 안테나 공용기로서 작용한다.
이와 같이, 안테나 단자를 평형 입출력 단자로 함으로써, 평형형으로 신호의 입출력을 행하는 안테나를 직접 접속할 수 있다. 그 결과, 듀플렉서의 외부에 불평형－평형 변환기를 형성할 필요가 없으며, 전체적으로 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 제 5 및 제 6 실시형태에서는 공진기 구멍의 개구부 부근에 내부도체 비형성부를 형성함으로써 개방부를 구성하였으나, 도 4에 나타낸 바와 같이 공진기 구멍의 한쪽 개구부를 개방단면으로 해도 되고, 도 5에 나타낸 바와 같이 공진기 구멍의 한쪽 개구면에 있어서 외부도체와의 사이에 스트레이 용량을 발생시키도록 전극을 형성해도 된다. 또한, 공진기 구멍의 개구면에, 인접하는 공진기 구멍끼리를 용량성 결합시키기 위한 결합용 전극을 형성해도 된다.
다음으로, 제 7 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 구성을 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11A는 정면도, 도 11B는 저면도, 도 11C는 후면도, 도 11D는 좌측면도이다.
실질적으로 직육면체 형상의 유전체 블록(1)에는 그 한쪽 면으로부터 그것에 대향하는 다른쪽 면에 걸쳐, 참조 부호 2a∼2c, 3a∼3c, 8a∼8c 및 9로 나타내는 10개의 구멍을 형성하고 있다. 이들 구멍 중, 참조 부호 2a∼2c 및 9는 여진구멍, 참조 부호 3a∼3c 및 8a∼8c는 공진기 구멍으로서 작용한다. 여진구멍(2a∼2c, 9)의 내면 및 공진기 구멍(3a∼3c, 8a∼8c)의 내면에는 각각 내부도체를 형성하고 있다. 공진기 구멍(3a∼3c, 8a∼8c)의 한쪽 개구부 부근에는 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있다. 또한, 3개 나란히 배열된 여진구멍 중, 중앙의 여진구멍(2b)의 개구부 부근에 내부도체 비형성부(g)를 형성하고 있다. 유전체 블록(1)의 외면에는 입출력 단자(4a, 4c, 10, 11)와 외부도체(6)를 형성하고 있다.
제 5 실시형태의 경우와 마찬가지로, 상기 불평형 입출력 단자(10)를 송신 신호 입력 단자, 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 수신 신호 출력 단자로 하고, 불평형 입출력 단자(11)를 안테나 단자로서 사용하면, 이 유전체 듀플렉서는 안테나 공용기로서 작용한다.
제 5 실시형태와 다른 것은, 평형 입출력을 위한 3개의 여진구멍(2a, 2b, 2c) 중, 중앙의 여진구멍(2b)의 구조이다. 이들 3개의 여진구멍의 전기 길이를 각각 동일하게 하기 위하여, 중앙의 여진구멍(2b)을 스텝 구조이며 또한 내부도체 비형성부(g)를 내부직경이 큰 쪽의 개구부 부근에 형성하고 있다. 즉, 여진구멍(2b)의 스텝 위치, 내부직경, 내부도체 비형성부(g)의 위치, 내부도체 비형성부(g)의 갭(gap) 폭 등에 의해 여진구멍(2b)의 내부도체의 전기 길이를 여진구멍(2a, 2c)의 내부도체의 전기 길이에 맞추고 있다.
양호한 평형 특성(특히 위상차가 180도가 되는 특성)을 얻기 위하여, 3개의 여진구멍의 내부도체 각각의 전기 길이가 동일한 것, 또한 여진구멍에 의한 공진 주파수(여진구멍의 내부도체를 1/4파장 선로로서 본 경우의 공진 주파수)가 입출력을 행하는 신호의 주파수 대역폭의 중심 주파수인 것이 바람직하다. 본 예에서는 평형 입출력 단자(4a, 4c)를 수신 신호 출력 단자로서 사용하기 때문에, 수신 주파수 대역의 중심 주파수에 맞춘다.
상기 중앙의 여진구멍(2b)의 내부도체 비형성부(g)의 형성 위치 및 갭 폭을 변화시키면, 도 3A에 나타낸 위상차의 평형 특성을 나타내는 특성 직선의 기울기가 실질적으로 일정한 채 위상차 0도가 되는 주파수가 변화한다. 즉 특성 직선이 상하로 변위한다. 그래서, 원하는 주파수에서 위상차가 0도가 되도록, 여진구멍(2b)의 내부도체 비형성부(g)의 형성 위치 및 갭 폭을 조정하면 된다.
본 예에서는 듀플렉서의 수신 신호 출력 단자에 대하여 나타내었으나, 단체(單體)의 필터인 경우는, 여진구멍에 의한 상기 공진 주파수가 통과 대역폭의 중심 주파수에 실질적으로 일치하도록 설정하면 된다. 또한, 듀플렉서의 안테나 단자에 적용하는 경우에는, 여진구멍에 의한 상기 공진 주파수가 송신 주파수와 수신 주파수의 실질적으로 중간의 주파수가 되도록 설정하면 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는 3개의 여진구멍을 모두 스트레이트 구멍으로 하며, 중앙의 여진구멍의 개방단면에 전극을 부가한 구조에 대하여 설명하였으나, 3개의 여진구멍 각각의 전기 길이를 실질적으로 동일하게 하기 위해서는, 그 개방단면에 부가한 전극 면적을 작게 하던지, 부가 전극을 없애면 된다. 또한, 개방단면에 접하는 위치에 내부도체 비형성부를 형성하고, 그 내부도체 비형성부에서 내부도체를 개방시키면 된다. 또한, 내부도체 비형성부를 여진구멍의 개구부로부터 깊이 들어간 위치에 형성해도 된다.
상기 평형 특성의 진폭차를 개선하기 위해서는, 여진구멍의 배열 피치(여진구멍 사이의 간격), 여진구멍의 내부직경 등을 변화시켜 여진구멍 사이의 결합을 조정한다. 통상은 결합을 강하게 하여, 진폭차를 작게 한다. 이와 같은 설계는 요구되는 특성, 요구되는 유전체 블록의 외형 형상에 따라 3개의 여진구멍의 위치, 형상 및 칫수를 설정함으로써 행한다.
다음으로, 제 8 실시형태에 따른 통신장치의 구성을 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12에서 ANT는 송수신 안테나, DPX는 듀플렉서, BPFa, BPFb는 각각 대역 통과 필터, AMPa, AMPb는 각각 증폭 회로, MIXa, MIXb는 각각 믹서, OSC는 오실레이터(oscillator), SYN은 주파수 신시사이저이다. 상기 듀플렉서(DPX)로서, 제 5 또는 제 6 실시형태에서 나타낸 듀플렉서를 사용한다. 또한, 대역 통과 필터(BPFa, BPFb)로서, 제 1∼제 4 실시형태에서 나타낸 필터를 사용한다.
MIXa는 송신 중간 주파 신호(IF)와, SYN으로부터 출력된 신호를 혼합하고, BPFa는 MIXa로부터의 혼합 출력 신호 중 송신 주파수 대역만을 통과시키며, AMPa는 이것을 전력 증폭하여 DPX를 통하여 ANT로부터 송신한다. AMPb는 DPX로부터 추출한 수신 신호를 증폭한다. BPFb는 AMPb로부터 출력되는 수신 신호 중 수신 주파수 대역만을 통과시킨다. MIXb는 SYN으로부터 출력된 주파수 신호와 수신 신호를 믹싱하여 수신 중간 주파 신호(IF)를 출력한다.
본 발명에 따르면, 3개의 여진구멍 및 그 양측의 여진구멍 중 적어도 한쪽의 여진구멍에 결합하는 공진기 구멍이 각각 1/4파장으로 실질적으로 동일한 축 길이를 갖게 되어, 전체적으로 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 평형 입출력 단자는 상기 양측의 여진구멍의 개방부에 형성하기 때문에, 비교적 좁은 범위에 배치할 수 있다.
또한, 본 발명의 유전체 듀플렉서에 따르면, 평형 입출력 단자에 의해 신호를 입력 또는 출력하는 필터를 구비한, 예를 들면 안테나 공용기로서 이용 가능해지며, 평형 입력형의 증폭 회로 등을 불평형－평형 변환기를 개재하지 않고, 직접 접속 가능해져서, 전체적으로 더욱 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 유전체 듀플렉서에 따르면, 상기 제 2 유전체 필터에 결합하는 입출력 단자 및 공용 입출력 단자 모두를 불평형 입출력 단자로 함으로써, 평형 입출력 단자에 의해 신호의 입력 또는 출력을 행하는 제 1 필터와, 불평형 입출력 단자에 의해 신호의 출력 또는 입력을 행하는 제 2 필터를 구비하며, 안테나 신호를 불평형으로 입출력할 수 있게 되어, 소형의 안테나 공용기로서 이용 가능해진다.
또한, 본 발명의 유전체 듀플렉서에 따르면, 공용 입출력 단자를 평형 입출력 단자로 함으로써, 평형 입출력형의 안테나를 직접 사용할 수 있게 되어, 전체의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 소형의 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서를 사용하며, 또한 불평형－평형 변환기가 불필요해지기 때문에, 전체적으로 소형의 통신장치를 구성할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 유전체 필터의 외관 사시도이다.
도 2는 상기 유전체 필터의 평면도 및 등가 회로도이다.
도 3은 상기 유전체 필터의 평형 입출력 단자의 평형 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 제 2 실시형태에 따른 유전체 필터의 사시도이다.
도 5는 제 3 실시형태에 따른 유전체 필터의 사시도이다.
도 6은 제 4 실시형태에 따른 유전체 필터의 평면도이다.
도 7은 제 5 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 사시도이다.
도 8은 제 5 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 평면도이다.
도 9는 제 6 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 사시도이다.
도 10은 제 6 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 평면도이다.
도 11은 제 7 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 4면도이다.
도 12는 제 8 실시형태에 따른 통신장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
1 : 유전체 블록 2 : 여진구멍
3 : 공진기 구멍 4 : 평형 입출력 단자
5 : 불평형 입출력 단자 6 : 외부도체
7 : 전극 8 : 공진기 구멍
9 : 여진구멍 10, 11 : 불평형 입출력 단자
12 : 여진구멍 14 : 불평형 입출력 단자
g : 내부도체 비형성부

Claims (5)

  1. 유전체 블록 내부에, 각각 한쪽의 개구부를 단락부, 다른쪽 개구부 또는 다른쪽 개구부 부근을 개방부로 하는, 순서대로 인터디지탈 결합하는 3개의 여진구멍을 형성하고, 상기 3개의 여진구멍 중 양측의 여진구멍의 개방부에 평형 입출력 단자를 형성하며,
    상기 유전체 블록 내부에, 상기 양측의 여진구멍 중 적어도 한쪽의 여진구멍에 결합하는, 한쪽의 개구부를 단락부, 다른쪽 개구부 또는 다른쪽 개구부 부근을 개방부로 하는 공진기 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  2. 제 1 항에 기재된 유전체 필터를 제 1 유전체 필터로 하고, 상기 제 1 유전체 필터를 구성한 상기 유전체 블록에, 제 1 유전체 필터를 구성하는 공진기 구멍과는 다른 공진기 구멍에 의한 제 2 유전체 필터, 제 1 및 제 2 유전체 필터에 대하여 공통으로 결합하는 공용 입출력 단자 및 제 2 유전체 필터에 결합하는 입출력 단자를 각각 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 유전체 필터에 결합하는 입출력 단자 및 상기 공용 입출력 단자 모두를 불평형 입출력 단자로 한 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 공용 입출력 단자를 상기 평형 입출력 단자로 한 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
  5. 제 1 항에 기재된 유전체 필터 또는 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 유전체 듀플렉서를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신장치.
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