KR100546600B1 - 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에 적용되는 기존의 초고주파필터의 튜닝에 쓰이는 나사의 구조를 피치가 서로 다른 이중 나사 구조로 개선하여, 튜닝 나사의 변위를 두 가지로 조절 가능하도록 함으로써 튜닝 작업시의 작업 능률을 높일 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 전자장의 분포를 조정하여 필터의 전달 특성을 변화시키는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 있어서; 상기 필터 튜닝용 나사(1)의 구조를, 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사(1a)와, 상기 외부나사(1a)의 중심부에 형성된 암나사산을 따라 이동하게 되며 외부나사(1a)에 비해 상대적으로 작은 피치를 갖는 내부나사(1b)의 이중나사 구조를 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

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Description

초고주파필터의 필터 튜닝용 나사{screw for tuning filter in Microwave FIlter}

도 1은 종래 구조의 필터 튜닝용 나사가 적용된 초고주파필터의 공진기 일부를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명의 필터 튜닝용 나사가 적용된 기술 장치를 나타낸 초고주파필터의 공진기 일부를 나타낸 단면도

도 3은 도 2의 필터 튜닝용 나사만을 나타낸 종단면도

도 4는 도 2의 필터 튜닝용 나사의 조립전 상태를 나타낸 사시도

도 5는 본 발명의 필터 튜닝용 나사와 종래의 필터 튜닝용 나사의 특성을 비교한 것으로서, 각 나사에 있어서의 나사회전수와 변위와의 관계를 보여주는 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:필터 튜닝용 나사 1a:외부나사

1b:내부나사 1c:드라이버홈

본 발명은 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터 튜닝용 나사를 피치(pitch)가 다른 이중 구조의 나사로 개선하여 튜닝 작업의 작성성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 무선 통신 시스템에서는 할당 받은 주파수 범위 내의 신호만을 사용 가능하기 때문에 정보를 넣어 변조시킨 전파를 필터에 통과시켜서 허가 대역 이외의 신호는 감쇄시키어 안테나를 통해 전파를 공중으로 날려보낸다.

따라서, 초고주파필터는 무선 통신 시스템에는 필요 불가결한 부품이라고 할 수 있다.

이와 같은 중요성에도 불구하고 초고주파필터는 높은 주파수에서 사용함에 따른 필터 부품들의 특성을 수치적으로 정확하게 예측하여 설계하기 힘들기 때문에, 근사적인 설계 이후 튜닝이라는 과정을 거쳐야 한다.

그리고, 필터 특성을 튜닝하는 과정에서 종래의 기술은 필터 구조체에서 전기장 또는 자기장의 세기가 센 곳에 유전체나 금속 재질의 나사를 만들어서 전자장의 분포를 약간 조정하여, 필터의 전달 특성을 미세하게 변화시켜 왔다.

즉, 필터의 설계는 원하는 주파수에서 공진하는 공진기와 이들의 결합 계수를 이용하여 실제 구조물의 크기를 정하는 것인데, 이러한 설계 값들은 공동(空洞;cavity)을 만드는데 쓰는 금속의 전도도가 무한대가 되지 못하고, 도체 표면 및 유전체의 가공에 따른 설계 값과의 오차 및 설계시 사용한 유전체 모델의 불완전함에 따라서 설계한 필터 특성에서 벗어나게 되는데 이를 교정하기 위하여 공진기의 중심 주파수와 공진기 간의 결합계수를 보정할 필요가 있다. 보정 방법으 로는 캐비티 내의 전기장 또는 자기장의 분포를 미세하게 변화시키면 되는데, 여기에 튜닝용 나사를 쓰는 것이 가장 간단한 방법 중에 하나다.

한편, 튜닝용 나사의 이동 변위와 튜닝 정도가 선형적이지 않기 때문에 특정한 변위 전까지는 서서히 변화하다가 특정 점에 도달하면 변화량이 갑자기 커지게 된다. 즉, 나사의 변위(displacement)와 필터 특성의 변화간의 관계는 거의 모든 경우에 비선형적인 형태를 갖게 되어 특정 변위 근처에서 필터 전달 함수의 변화율이 매우 커지게 되어 조절이 곤란하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 기존의 필터 튜닝용 나사(100)는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 나사의 피치를 좁게 만들어서 회전수에 비해 나사의 변위가 작아지도록 하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 필터 튜닝용 나사(100)는 단순히 나사의 피치를 좁게만 만든 구조이므로, 회전수에 비해 나사의 변위가 너무 작아 작업자의 능률을 매우 떨어 뜨리는 단점이 있었다.

즉, 기존 튜닝용 나사(100)는 나사의 피치가 너무 작고 일정하기 때문에 튜닝에 민감한 위치에 도달하기까지 나사를 매우 많이 회전시켜야 하므로 작업자의 노동량이 늘어나게 되어 튜닝 시간이 길어지게 되는 등 작업 능률을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 문제점은 필터 튜닝 작업을 기계화 하기에는 아직 어려운 난관이 많이 있어 숙련자의 수작업에 의존해야 한다는 현재 사실에 기인한다.

참고적으로, 도 1에서 부호100은 필터 튜닝용 나사이고, 부호300은 유전체이 며, 부호400은 유전체(300)가 위치하는 캐비티를 형성하는 금속재질의 육면체로서, 종래 필터 튜닝용 나사(100)를 이용하여 필터의 특성을 조정하는 모습을 나타낸 것이다.

부언컨대, 도 1은 도체로 만든 공동(cavity)에 유전체 공진기가 들어 있는 형태의 유전체 공진기 필터(dielectric resonator filter)로서, 유전체 공진기는 저 손실 및 고유전율을 가진 유전체를 이용하여 높은 Q(Quality factor)를 갖는 필터를 만들 수 있게 하는 부품이다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 무선통신 시스템에 적용되는 기존의 초고주파필터의 튜닝에 쓰이는 나사의 구조를 피치가 서로 다른 이중 나사 구조로 개선하여, 튜닝용 나사의 변위를 두 가지로 조절 가능 하도록 함으로써 튜닝 작업시의 작업 능률을 높일 수 있도록 한 초고주파필터의 필터 튜닝 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자장의 분포를 조정하여 필터의 전달 특성을 변화시키는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 있어서; 필터 튜닝용 나사의 구조를 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사와, 상기 외부나사의 중심부에 형성된 암나사산을 따라 이동하게 되며 상기 외부나사에 비해 상대적으로 작은 피치를 갖는 내부나사의 이중나사 구조로 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 대해 첨부도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세 히 설명하면 다음과 같다. 설명에 앞서, 종래 기술에서와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호 및 명칭을 부여하고 그 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 필터 튜닝용 나사가 적용된 기술 장치를 나타낸 초고주파필터의 공진기 일부를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 필터 튜닝용 나사만을 나타낸 종단면도이다.

그리고, 도 4는 도 2의 필터 튜닝용 나사의 조립전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명 및 종래 필터 튜닝용 나사에 있어서의 나사회전수와 변위와의 관계를 보여주는 그래프이다.

본 발명은 전자장의 분포를 조정하여 필터의 전달 특성을 변화시키는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 있어서; 상기 필터 튜닝용 나사(1)의 구조를, 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사(1a)와, 상기 외부나사(1a)의 중심부에 형성된 암나사산을 따라 이동하게 되며 외부나사(1a)에 비해 상대적으로 작은 피치를 갖는 내부나사(1b)의 이중나사 구조를 갖도록 한 것이다.

이 때, 상기 내부나사(1b)의 피치는 기존 필터 튜닝용 나사(100)의 미세 피치를 따르도록 함이 바람직하며, 상기 외부나사(1a)의 피치와 내부나사(1b)의 피치는 작업성을 고려하여 적절히 설계될 수 있는 것이다.

한편, 상기 외부나사(1a) 및 내부나사(1b)의 나사머리부에는 드라이브홈(1a-1)(1b-1)을 각각 형성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이중 구조의 필터 튜닝용 나사(1)는 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사(1a)의 중심 부분에 구멍을 내고 내주면 상에 나사 산을 낸 구조로서, 외부나사(1a)는 피치를 크게 하여 회전수에 따른 변위량이 커지게 한 것이고, 내부나사(1b)는 피치를 외부나사(1a)의 나사산보다 좁게 내어서 회전에 따른 변위를 미세하게 한 것이다.

한편, 각 나사(1a)(1b)의 나사머리부에는 일자형의 드라이버홈(1a-1)(1b-1)을 내어 드라이버로 나사를 회전시킬 수 있도록 한다.

따라서, 튜닝 작업시, 먼저 외부나사(1a)를 돌려 필터 튜닝을 대략적으로 하고, 이어 내부나사(1b)를 돌려 미세한 튜닝을 하여 작업을 마무리하면 된다.

한편, 도 5는 본 발명에서 제시한 이중 구조의 필터 튜닝용 나사(1)와 기존의 필터 튜닝용 나사의 회전수와 변위와의 관계를 나타낸 그래프로서, 튜닝을 시작하여 필터 튜닝을 마칠 때까지의 나사 회전수와 변위와의 관계를 나타낸 것이다.

그래프를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 필터 튜닝용 나사(1)가 적용되면, 외부나사(1a)를 이용하는 구간에서는 적은 회전수에도 변위량이 많아지므로 작업속도는 빨라지면서도 작업자의 작업량은 훨씬 줄어들게 된다.

그리고, 상대적으로 피치가 매우 작은 내부나사(1b)를 이용하는 구간에서는 미세한 튜닝 작업도 할 수 있는 장점이 있다.

여기서 작업성을 높다는 것은 나사 두개가 1조로 되어 있는 이중 구조에 의하여, 나사 산의 거리(즉, 피치)를 두 가지로 할 수 있어, 대략적인 필터 튜닝은 나사 산의 거리가 큰 것을 이용하여서 빠르게 수행하고, 미세한 튜닝은 나사 산의 거리가 좁은 것을 이용하여 수행하기 때문에 필터의 튜닝 작업 시간이 전체적으로 줄어 든다는 것을 의미한다.

한편, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는한, 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능하다.

즉, 예를 들어, 전술한 실시예에서와는 달리, 상기 외부나사(1a)의 나사머리부는 육각형등 다각형 구조를 이루게 할 수 있다. 이 경우에는 외부나사(1a)를 회전시키고자 할 때에는 드라이버가 아닌 스패너등의 다른 공구를 이용하면 된다.

그리고, 전술한 실시예에서와는 달리, 상기 내부나사(1b)의 나사머리부 중심부에 다각형홈을 형성할 수도 있다. 이 경우에는 내부나사(1b)를 회전시키고자 할 때에는 드라이버가 아닌 육모렌치등의 공구를 이용하면 된다.

요컨대, 본 발명은 초고주파필터를 제작하는데 필요한 튜닝 과정을 효율적으로 할 수 있는 수단을 제공한 것으로서, 작업의 생산성을 높이려면 나사의 피치를 크게 만들어야 하고, 정밀한 튜닝을 위해서는 피치를 작게 만들어야 한다는 상반된 두 가지 조건을 모두 만족시키게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 초고주파필터 튜닝용 나사의 구조를 개선하여 상기 초고주파필터를 제작하는데 필요한 튜닝 과정을 효율적으로 할 수 있도록 한 것이다.

즉, 기존의 경우에는 작업의 생산성을 높이려면 나사의 피치를 크게 만들어야 하고, 정밀한 튜닝을 위해서는 피치를 작게 만들어야 한다는 상반된 두 가지 조건을 만족 시키지 못하여 숙련된 작업자의 경우에도 필터 튜닝의 생산성을 향상하 기 힘들었다.

그러나, 본 발명에서 제시한 바에 따르면, 필터 튜닝 작업시 대략적인 튜닝 과정과 미세 튜닝과정에 따라 서로 다른 피치를 갖는 나사가 적용됨으로써 생산성과 정밀함 두 가지를 모두 만족 시키는 것이 가능해지게 된다.

Claims (4)

1. 전자장의 분포를 조정하여 필터의 전달 특성을 변화시키는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 있어서;

   상기 필터 튜닝용 나사의 구조를,

   외부나사와,

   상기 외부나사의 중심부에 형성된 암나사산을 따라 이동하고 상기 외부나사의 피치보다 상대적으로 작은 피치를 갖는 내부나사의 이중 나사 구조로 한 것을 특징으로 하는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부나사 및 내부나사의 나사머리부에는 드라이브홈이 각각 형성됨을 특징으로 하는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부나사의 나사머리부는 다각형 구조를 이루게 됨을 특징으로 하는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부나사의 나사머리부 중심부에 다각형홈이 형성됨을 특징으로 하는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사.

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