KR100661881B1 - 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기 - Google Patents

스트립 라인 공진기를 구비한 중계기 Download PDF

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KR100661881B1
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장세주
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센티스 주식회사
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Abstract

스커트(Skirt) 특성 및 아이소래이션(isolation) 특성이 향상된 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기에 관한 것으로, 안테나를 중심으로 송신단과 수신단을 구비하고, 상기 수신단으로부터 수신된 RF 신호가 RF 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기로부터의 RF 신호의 스커트 특성을 개선하는 필터 수단, 상기 필터 수단으로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기 및 고전력 증폭기를 경유하여 송신단으로 입력된 후 상기 안테나를 통해 외부로 방사되는 중계기로서, 상기 필터 수단은 기판상에 마련된 다수개의 스트립 라인 타입의 공진기가 전기장(Capacitive) 또는 자기장(Inductive)으로 결합된 밴드 스톱 필터의 조합에 의해 형성되고, 상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터는 각각이 서로 직렬로 연결된 구성을 마련한다.
상기와 같은 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기를 이용하는 것에 의해, 중계기를 소형이고, 저렴하며, 용이하게 제조할 수 있다.
스트립 라인, 공진기, 중계기, 밴드패스, 밴드스톱

Description

스트립 라인 공진기를 구비한 중계기{Repeater having Strip Line Resonators}
도 1은 일반적인 중계기 회로를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 일립틱함수 필터 이론에 따라 제조된 유전체필터를 나타낸 사시도'
도 3a 및 도 3b는 도 2의 유전체필터의 입력단 또는 출력단에서 나타나는 주파수특성을 개략적으로 나타낸 그래프,
도 4는 대한민국 특허출원번호 2005-31222호에 따른 유전체필터를 나타내는 도면,
도 5, 도 6 및 도 7은 패스밴드 양측에서 가파른 기울기의 스커트 주파수 특성(가파른 기울기의 트랜지션부)을 나타내는 도면,
도 8은 밴드 패스 필터의 특성을 나타내는 도면,
도 9는 밴드 스톱 필터의 특성을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 실제 크기의 5-폴 공진기가 전기장(Capacitive)로 결합된 밴드 스톱 필터를 나타내는 도면,
도 11은 도 10에 따른 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면,
도 12는 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 패스 밴드 F1과 F2에 맞도록 각각 하 나씩 주파수를 조정한 경우의 필터 특성을 나타내는 도면,
도 13은 도 12의 특성을 블록도로 나타낸 도면,
도 14는 밴드 패스 필터와 밴드 스톱 필터의 조합을 나타내는 도면,
도 15는 마이크로스트립 밴드스톱필터(BSF)를 구비한 유전체필터를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명에 따른 실시예 2로서 하나의 기판상에 설계된 스트립 라인 필터 조합을 나타낸 도면,
도 17은 9 폴 공진기들이 전기장(Capacitive)로 결합된 스트립 라인 밴드 스톱 필터 두 개가 직렬로 결합된 형태를 나타낸 도면,
도 18은 도 17에 도시된 필터의 특성을 나타낸 도면,
도 19와 도 20은 또 다른 주파수 대역의 두 개의 9-폴 공진기들이 전기장(Capacitive)로 결합된 스트립 라인 밴드 스톱 필터의 형상과 그의 특성을 나타내는 도면,
도 21은 도 17과 도 19의 필터를 다시 직렬로 연결한 형태를 도시한 도면,
도 22는 도 21의 특성을 나타내는 도면,
도 23은 스트립 라인 로우 패스 필터의 형태를 나타낸 도면,
도 24는 스트립 라인 하이 패스 필터의 형태를 나타낸 도면,
도 25는 도 21의 스트립 라인 밴드 스톱 필터에 다시 직렬로 연결한 형상을 나타내는 도면,
도 26은 하이와 로우 쪽의 향상된 스퓨리어스 특성을 나타내는 도면,
도 27은 스트립 라인 듀플렉서 필터를 나타내는 도면,
도 28은 듀플렉서 응답특성을 나타내는 도면,
도 29 및 도 30은 공진기들이 자기장(Inductive)으로 결합된 스트립 라인 공진기의 다른 형상을 나타내는 도면.
본 발명은 스커트(Skirt) 특성 및 아이소래이션(isolation) 특성이 향상된 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기에 관한 것으로, 특히 무선 이동 통신기기에 사용되는 중계기를 위한 스트립 라인 공진기에 관한 것이다.
통신기기에서 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, 주파수대역(패스밴드)의 신호만을 손실 없이 통과시키는 인밴드(In Band) 특성과 나머지 주파수대역을 제거하는 아웃밴드(Out Band) 특성을 모두 만족하는 것이다.
휴대용 통신기기의 듀플렉서 및 중계기 등에 사용되는 필터는 통상 2개 이상의 유전체 공진기(Dielectric Resonators), 예를 들면 특정한 주파수에서 공진하는 동축형공진기(Coaxial Resonator) 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), 스커트 및 스푸리어스 주파수특성(Skirt and Spurious frequency responses)이 결정된다.
그런데, 현재 휴대용 통신을 위해 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 요구하는 한편, 아이소래이션이 낮아지는 것을 요구하고 있다.
즉, 현재, PCS 통신망에서는 -45db/0.625Mhz의 스커트특성과 -80dB 이하의 아이소래이션 특성을 요구하고 있다.
한편, 현재 이런 중계기의 상기 스커트 특성 및 셀렉티비티(selectivity) 특성을 만족하기 위해, IF 컨버션 방식을 사용하고 있고, 그에 따라 국부발진기(LO;Local Oscillator)와 믹서를 사용하여, 1800MHz 대역의 주파수를 70MHz 주파수로 다운컨버트한 후, SAW필터를 사용하고 있다. 그러나 SAW필터의 작동 주파수는 대략 70MHz 에서 200MHz로 GSM의 900MHz 나 PCS의 1700MHz보다 매우 낮다. 또 이러한 중계기는 스커트 특성이 우수하지만, 삽입 손실이 -20dB을 넘는 SAW필터의 특성 때문에 여러 단의 증폭기가 연결되어야 하는 단점이 있다. 즉, 장치의 비용이 증가하지만, 현실적으로 다른 대안이 없기 때문에 상기와 같은 IF 구성을 채용하고 있다.
앞으로의 3세대, 4세대, 그리고 위성방송 DMB 방식의 통신에 있어서도 인접 채널과 구별(selectivity)을 확실히 해주기 위해서도 IF 컨버션 방식을 사용하게 될 것으로 예상되고, 이에 따라 비용의 문제는 해결되지 않은 과제로 남아 있을 것으로 예상된다.
본 발명자는 이러한 통신 분야의 비용 문제를 해결하기 위한 연구의 일방안으로, 1800MHz 또는 2600MHz 또는 2000MHz, 800MHz, 900MHz 대의 유전체필터가 무선이동통신이나 위성방송 통신에서 요구하는, 예컨대 -50dB/0.6MHz 또는 -50dB/0.625MHz 섹렉티비티 특성을 만족시키도록 유전체필터의 성능을 개선함으로써, 발진기, 필터, 믹서 및 다수개의 증폭기로 이루어지는 회로가 요구되는 IF컨버션 방식을 디렉터 컨버션 방식으로 대체하려는 연구를 진행하고 있다.
이러한 유전체 필터를 구비한 중계기를 도 1에 따라 설명한다.
도 1은 일반적인 중계기 회로를 개략적으로 나타낸 도면이다. 일반적인 중계기는 안테나(ANT)를 중심으로 양쪽에 구비되는 송신단(Tx)과 수신단(Rx)이 구비되는 2개의 듀플렉서(30,40), 이 듀플렉서 중 하나(30)의 수신단(Rx)으로부터 수신된 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(31), 저잡음 증폭기(31)로부터의 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 다운 컨버트하여 스커트 특성을 개선한 후, 업 컨버트하여 본래의 RF신호로 복구하는 다운 앤드 업 컨버터부(DUC1:down and up converter), 이 다운 앤드 업 컨버터부로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기(32:drive amp) 및 고전력 증폭기(33:high power amp)를 구비하여 구성된다.
여기서, 다운 앤드 업 컨버터부(DUC1)는 저잡음 증폭기(31)로부터 입력된 RF 신호의 스커트 특성을 일차적으로 개선하는 제1 RF SAW필터(34), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 필터(34)를 통과한 신호를 다운 믹싱하여 중간 주파수를 생성하는 제1믹서(35), 이 제1믹서(35)로부터의 신호를 증폭하는 라인 증폭기(36)와 이 라인 증폭기(36)로부터의 중간주파수 신호의 스커트 특성을 개선하는 제2 RF SAW필터(34-1)로 이루어지는 다운컨버터부(38) 및 제2 RF SAW필터(34-1)로부터의 중간주파수 신호를 증폭하는 라인 증폭기(36-1), 증폭된 주파수 신호의 스커트주파수 특성을 개선하는 제3 RF SAW필터(37), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 제3 RF SAW필터(37)로부터의 신호를 업 믹싱하여 본래 크기의 RF신호를 생성하는 제2믹서(35-1)와 이 제2믹서(35-1)에서 업 믹싱된 RF신호의 스커트 특성을 다시 개선하는 제4 RF SAW필터(37-1)로 이루어지는 업 컨버터부(39)를 구비하여 구성된다.
이와 같은 구성에 의해, 한쪽 듀플렉서(30)의 수신단(Rx)에 입력된 특정 RF신호는 저잡음증폭기(31)와 다운 앤드 업 컨버터(DUC1)를 경유하며 스커트특성이 향상되고, 구동증폭기(32) 및 고전력증폭기(33)를 경유하여 본래의 RF신호 크기로 복원되고, 다른쪽 듀플렉서(40)의 송신단(Tx)에 입력된 후 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.
한편, 듀플렉서(40)의 수신단(Rx)으로부터 수신된 RF 신호는 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(41)와 이 저잡음 증폭기(41)로부터의 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 다운 컨버트하여 스커트 특성을 개선한 후, 업 컨버트하여 본래의 RF신호로 복구하는 제2 다운 앤드 업 컨버터부(DUC2:down and up converter), 이 다운 앤드 업 컨버터로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭 기(42:drive amp) 및 고전력 증폭기(43:high power amp)를 경유하여 상기 듀플렉서(30)의 송신단(Tx)에 입력된 후 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.
여기서, 제2다운 앤드 업 컨버터부(DUC2)는 상기된 컨번터(DUC1)와 마찬가지로, 저잡음 증폭기(41)로부터의 주파수 신호의 스커트 특성을 일차적으로 개선하는 제1 RF SAW필터(44), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 필터(44)를 통과한 신호를 다운 믹싱하여 중간 주파수를 생성하는 제1믹서(45), 이 제1믹서(45)로부터의 신호를 증폭하는 라인 증폭기(46)와 이 라인증폭기(46)로부터의 중간주파수 신호의 스커트 특성을 개선하는 제2RF SAW필터(44-1)로 이루어지는 다운 컨버터부(48) 및 상기 제2 RF SAW필터(44-1)로부터의 중간주파수 신호를 증폭하는 라인 증폭기(46-1), 증폭된 주파수 신호의 스커트 주파수특성을 개선하는 제3 RF SAW필터(47), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 제3 RF SAW필터(47)로부터의 신호를 업믹싱하여 본래 크기의 RF신호를 생성하는 제2믹서(45-1)와 이 제2믹서(45-1)에서 업믹싱된 RF신호의 스커트 특성을 개선하는 제4 RF SAW필터(47-1)로 이루어지는 업컨버터부(49)로 구성된다.
도 1에 따른 이와 같은 구성에 의하면, 중계기는 송신단과 수신단을 각각 구비한 2개의 듀플렉서를 구비하고, 한쪽 수신단(Rx)을 다른쪽 듀플렉서의 송신단(Tx)에 각각 연결하여 구성되며, 송신단과 수신단 연결 회로는 서로 대칭되게 구성되어 있음을 알 수 있다.
한편, 기존의 유전체필터는, 입력단 공진기와 출력단 공진기 사이에 결합되는 중간(결합)공진기를 열 또는 행 형태로 결합하여 이루어진 3-폴 필터를 기본 구 성으로 하고 있다. 또한, 이와 같이 구성된 유전체필터로부터 일측 또는 양측 주파수대역에서 가파른 스커트 특성을 얻기 위해서는 입력단공진기 또는 출력단공진기의 일측 또는 양측에 밴드스톱공진기(BSR)를 결합시키고 있다. 이에 따라 패스밴드의 어느 한쪽에서 가파른 스커트 특성을 얻을 수 있다. 이와 같이 기존의 필터 구성에 의해 인밴드 특성 중 스톱밴드 대역에서의 커트오프 주파수특성은 위에서 밴드스톱공진기를 입력단공진기와 출력단공진기 각각에 하나씩 더 결합하고 있다. 이에 따라, 다수의 공진기를 결합시킴으로 인해 삽입손실이 높아지는 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 본 출원인은 특허 출원번호 10-2001-0002523 "유전체필터 및 듀플렉서 유전체필터"에서, 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. 이때, 일립틱함수 필터(elliptic function filter) 이론이 적용되는데, 이 일립틱함수 필터 이론을 응용하여 일립틱함수 필터를 만들려면, 우선 입력단공진기와 출력단공진기가 서로 결합할 수 있도록 공진기들의 배열이 맞아야 하고, 또한 이들을 결합하는 적당한 결합 방법을 찾아야 한다. 게다가 또 다른 요구조건으로는 입력단공진기와 출력단공진기 사이에 일립틱 커플링은 네가티브 커플링이여야 한다는 것이다. 이는 3개의 공진기를 삼각형으로 결합시킴으로써 이를 만족시킬 수 있었다.
도 2는 일립틱함수 필터 이론에 따라 제조된 유전체필터를 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 트라이앵글 형태의 유전체를 형성시키고, 이 유전 체의 꼭지점 부근에 공진홀(H)을 형성시키되, 3개의 공진홀(H)을 트라이앵글 형태로 일정간격을 갖도록 형성시킨다. 이들 각 공진홀(H) 영역에는 공진기간 커플링을 위해 상면에 커플링전극(CE)을 도포하여 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 영역을 모두 공통전극(GE)으로 도포하여 패터닝한다. 이때, 커플링전극(CE), 공진홀(H)의 내벽 및 공통전극(GE)은 일체로 연결된다. 기능적으로, 입력단 공진기(#1), 중간 공진기(#2), 출력단 공진기(#3)로 이루어져 있으며, 중간 공진기(#2)는 입력단 공진기(#1)와 출력단 공진기(#3) 사이의 일 측면에 결합되어 있다.
한편, 신호의 입출력이 이루어지는 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)이 커플링전극(CE)에 인접되게 형성된다. 이때, 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)은 그 기능에 있어 상보적인 관계로 입력단전극(IE)이 출력단전극(OE)의 기능을 수행할 수 있으며, 이에 연동되어 출력단전극(OE)은 입력단전극(IE)으로서의 기능을 수행하게 된다. 이에 따라, 신호의 입력이 이루어지는 입력단전극(IE)에 인접한 커플링전극(CE) 형성 영역이 입력단공진기(#1) 역할을 수행하게 되며, 출력단전극(OE)에 인접한 커플링전극(CE) 형성 영역이 출력단공진기(#3) 역할을 수행하게 된다. 상기한 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)과 마찬가지로, 입력단공진기(#1) 및 출력단공진기(#3)는 상보적인 기능을 가지고 있으며, 입력단전극(IE) 및 출력단전극(OE)이 신호의 입출력관계에서 어느 하나의 기능을 수행함에 따라 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3)의 기능을 상보적으로 수행하게 된다.
한편, 상기 각 공진기 영역에는 상기한 바와 같이 커플링전극(CE)이 형성되며, 이들 커플링전극(CE)은 서로 이격되어 패터닝되어 있다. 이 때, 일립틱함수 필 터 이론에 따라 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3)가 네가티브 커플링이 이루어질 수 있도록, 즉 다른 공진기 간의 커플링에 비교하여 약하게 커플링될 수 있도록 입력단공진기(#1)와 출력단공진기(#3) 영역에 형성된 커플링전극(CE)간 대향 거리를 멀게하거나 상호 대향 면적을 감소시킨다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 유전체필터의 입력단 또는 출력단에서 나타나는 주파수특성을 개략적으로 나타낸 그래프이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 도 2에서 제시한 3-폴 필터의 주파수특성은 기존의 열 또는 행 형태에 밴드스톱공진기(BSR)가 결합된 필터의 주파수특성과 비교하여 삽입손실이 낮으며, 이와 동시에 패스밴드 양측의 트랜지션 대역중의 일측에서 가파른 스커트 주파수특성(A)을 나타낸다. 한편, 패스밴드의 좌우측에 형성되는 높거나 낮은 트랜지션 주파수 대역의 가파른 스커트 주파수특성(A)은 도 2에서 제시한 공진기를 튜닝함으로써 조정할 수 있다.
한편, 패스밴드 양쪽의 스톱밴드에서 모두 가파른 커트오프 주파수특성을 얻기 위해서, 일립틱함수 필터의 공진기 수는 적어도 4개 이상 증가시킬 필요가 있다.
그런데, 이는 유전체필터의 길이가 길어져 삽입손실이 높아지는 단점이 다시 나타나게 된다. 또한, 길이가 길어짐에 따라 콤팩트한 디자인 설계에 한계성에 부딪히게 된다.
한편, 본 출원인이 제안한 상기와 같은 일체형의 유전체필터와 함께, 발진기와 믹서를 사용하여 주파수를 낮춘 다음, SAW필터를 사용함으로써 스커트 특성을 개선할 수도 있으나, 이 또한, 발진기와 믹서 및 SAW필터로 이루어지는 회로구성을 삽입해야 하므로, 삽입 손실이 증가하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점은 상기와 같이 구성된 유전체필터를 안테나전극을 중심으로 양쪽에 결합시킨 듀플렉서 유전체필터를 제조할 경우에도 동일하게 발생된다.
한편, 본 출원인은 유전체필터의 특성을 개선하는 일방안으로, 특허출원번호 10-2003-0074714에서 다수개의 공진기가 유전체에 일체로 형성되는 유전체필터의 일측면에 마이크로스트립 필터를 도포하는 기술내용을 개시하고 있다.
또한 본 출원인에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 중계기 회로에 도 2에 도시된 바와 같은 유전체 필터를 사용하는 기술에 대해 설명한다.
도 4에는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원번호 2005-31222호에 따른 유전체필터가 도 1에 도시된 다운 앤드 업 컨버터(DUC1 및 DUC2)를 치환한 상태가 도시되어 있다. 즉, 도 4에 있어서 유전체필터를 갖춘 중계기는 송신단(Tx)과 수신단(Rx)이 구비되는 2개의 듀플렉서(30,40), 이 듀플렉서 중 한쪽 듀플렉서(30)의 수신단(Rx)으로부터 수신된 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(31), 저잡음 증폭기(31)로부터의 RF 신호의 스커트 특성을 개선하는 유전체필터(DF1), 이 유전체필터(DF1)로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기(32) 및 고전력 증폭기(33)를 구비하여 구성된다.
여기서, 유전체필터(DF1)는 도 3를 참조로 설명한 유전체필터를 사용하고, 도 5, 도 6 및 도 7의 그래프에 나타낸 바와 같이, 패스밴드 양측에서 가파른 기울기의 스커트 주파수 특성(가파른 기울기의 트랜지션부)을 갖게 되므로, 도 1에 도 시된 바와 같은 다운 앤드 업 컨버터(DUC1, DUC2)를 이용하여 RF 신호를 중간 주파수로 다운 컨버트하고, SAW필터를 이용하여 패드 밴드 양측의 스커트 특성을 개선하며, 다시 업컨버트하여 RF신호를 복구하는 동작 및, 이에 따른 회로 구성을 생략할 수 있게 한다.
따라서, 도 4에서 한쪽 듀플렉서(30)의 수신단(Rx)에 입력된 특정 RF 신호는 저잡음증폭기(31), 유전체필터(DF1), 구동증폭기(32) 및 고전력증폭기(33)를 경유하여 다른쪽 듀플렉서(40)의 송신단(Tx)에 입력된 후 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.
한편, 다른쪽 듀플렉서(40)의 수신단(Rx)으로부터 수신된 RF 신호는 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(41), 이 저잡음 증폭기(41)로부터의 RF 신호의 스커트 특성을 개선하는 유전체필터(DF2), 이 유전체필터(DF2)로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기(42) 및 고전력 증폭기(43)를 경유하여 듀플렉서(30)의 송신단(Tx)에 입력된 후 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.
그러나, 상술한 문헌 등에 개시된 기술에 있어서, 중계기 회로의 다운 앤드 업 컨버터에 의해 중계기 자체의 소형화가 어렵고 또한 셀렉티비티 특성 요구를 만족시키지 못한다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 다수개의 스트립 라인 공진기를 이용하여 밴드 패스 밴드특성을 향상시키면 서 스커트 주파수특성을 향상시킬 수 있는 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 삽입손실, 리플, 리턴 손실, 감쇄(스커트), 아이솔레이션 등의 필터특성이 우수한 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기는 안테나를 중심으로 송신단과 수신단을 구비하고, 상기 수신단으로부터 수신된 RF 신호가 RF 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기로부터의 RF 신호의 스커트 특성을 개선하는 필터 수단, 상기 필터 수단으로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기 및 고전력 증폭기를 경유하여 송신단으로 입력된 후 상기 안테나를 통해 외부로 방사되는 중계기로서, 상기 필터 수단은 기판상에 마련된 다수개의 스트립 라인 타입의 공진기가 전기장(Capacitive) 또는 자기장(Inductive)으로 결합된 밴드 스톱 필터의 조합에 의해 형성되고, 상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터는 각각이 서로 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터의 조합에 유전체 밴드 패스 필터(BPF)가 부가된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴 드 스톱 필터의 조합에 유전체 밴드 패스 필터(BPF)와 밴드 스톱 필터가 결합된 유전체 필터가 부가된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터의 조합에 스트립 라인 로우 패스 필터가 결합된 유전체 밴드 패스 필터가 부가된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 기판은 에폭시 기판 또는 테플론 기판인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 필터 수단은 기판상에 겹쳐서 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 필터 수단은 상기 송신단과 수신단에 각각 마련되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 필터 수단은 막대 모양의 전기장(Capacitive) 결합으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 중계기에 있어서, 상기 필터 수단은 "ㄷ" 자 모양 또는 "ㅁ"자의 자기장(Inductive) 결합 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 및 그밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.
고주파에서의 필터는 대략 하이패스필터, 로우패스필터 및 밴드패스필터로 나누어진다.
밴드패스필터는 도 8과 같이, 주파수 대역 f1 과 f2에 있는 신호를 통과시키고 스톱밴드에 있는 신호는 감쇄시키는 역할을 한다. 여기서 감쇄(스커트) 특성을 -ΔS21/Δf로 한다. 중계기의 셀렉티비티 특성이 예를 들면 PCS의 경우 -50dB/1㎒정도이고, 현재 사용되고 있는 유전체 필터 중 PCS 작동주파수에서 감쇄 특성이 대략 -50dB/20㎒ 정도이므로, SAW 필터가 들어간 컨버터 회로을 사용하게 된다.
밴드 스톱 필터는 도 9와 같이 주파수 대역 f1과 f2에 있는 신호를 감쇄하고 그 밖에 있는 신호를 가능한 작은 손실로 통과시키는 역할을 한다.
본 발명은 이 스트립 라인 밴드 스톱(Strip Line Band Stop) 필터의 조합과 스트립 라인 밴드 스톱(Strip Line Band Stop) 필터와 유전체 밴드 패스 필터를 조합하여 중계기의 Rx와 Tx단 모두에서 사용주파수, 예를 들면, PCS의 1700㎒에서 필터 조합의 감쇄(Attenuation) 특성이 중계기 셀렉티비티 특성을 만족할 수 있는 -50dB/1㎒까지 가능함을 시뮬레이션(Simulation)을 통해서 확인했다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명의 설명에 있어서는 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
( 실시예 1)
본 발명에 사용되는 밴드 스톱 필터는 가장 쉽고 저렴하고 신뢰성이 높은 스 트립 라인 타입(Strip Line Type)으로 설계했고, 또한 지금 광범위하게 사용되고 있는 약 약 0.5-1mm 두께의 하기 표1과 같은 기판의 재질로 만들어졌다. 이 재질은 테플론/파이버글라스 (Teflon/Fiber Glass) 콤포짓(Composite)으로 기판재료로 가장 많이 쓰이고 미국의 Military Spec. 인 MIL-P-13949G 를 만족하는 재질이다.
< 표1 > 기판 재질특성
Material Dielectric Constant
Woven PTFE/glass 2.94
Woven PTFE/glass 2.55
Woven PTFE/glass 2.45
Woven PTFE/glass 2.33
Woven PTFE/glass 2.17
Nonwoven PTFE/glass 2.33
Nonwoven PTFE/glass 2.20
Ceramic-filled PTFE/glass 6.0
Ceramic-filled PTFE/glass 10.2
Alumina 9.0 to 10
Pure Teflon 2.1
도 10은 본 발명에 따른 실제 크기의 5-폴 밴드 스톱(5-Pole Band Stop) 필터의 예이고, 도 11은 도 10에 따른 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.
즉, 도 10은 약 1mm 두께의 표 1의 테플론 기판 상에 형성된 5-폴 밴드 스톱 필터의 모양을 나타낸 것이다.
도 10과 도11에서 알 수 있는 바와 같이, 5-폴 밴드 스톱 필터는 1700㎒ 대에서 대략 -110dB/9㎒의 감쇄 특성을 나타내고 있다.
이에 따라 7-폴(Pole) 또는 9-폴 밴드 스톱 필터가 역시 1700MHg의 PCS 작동 주파수에서 충분히 -150dB/9㎒ 까지 갈 것이고 더 나을 수도 충분히 있다는 것을 알 수 있다.
따라서 이 감쇄 값은 대략 -50dB/3㎒로 표시할 수 있다. 이러한 표시는 중계기의 셀렉티비티 특성이 대부분 -50dB/A로 나와 있기 때문에 이에 대응시키는 것이다.
상술한 특성에 따라 -50dB/3㎒ 감쇄 특성의 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 세 개 직렬로 연결하면, 원하는 -50dB/1㎒의 중계기 셀렉티비티 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
물론 필터를 직렬로 연결할 때 서로 간섭을 하지 않도록 충분히 거리를 두고 50Ω 임피던스 라인(Impedance Line)으로 연결해야 된다.
또한, 도 10의 실제 PCB 위에 만들어진 스트립 라인 밴드 스톱 필터의 크기를 보면 적당한 크기의 PCB 양면에 12개 내지 16개 정도를 설계할 수 있음을 알 수 있다.
이하 상술한 바와 같은 사상에 따라 필터를 조합하면 다음과 같다.
먼저 도 8의 밴드 패스 필터의 통과대역 f1-f2를 원하는 대역으로 한다. 이 대역은 주파수 400㎒에서 10G㎓까지 다 포함될 수 있다.
그런데, 중계기 특성 때문에 이 대역의 감쇄, 즉 셀렉티비티 특성은, 예를 들면 PCS의 -50dB/1㎒가 되어야 한다면, 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 이용하여 도 12와 같이 나타낼 수가 있다.
즉, 도 12는 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 패스 밴드 F1과 F2에 맞도록 각각 하나씩 주파수를 조정한 경우의 필터 특성을 나타낸 것으로서, 도 12(a)는 감쇄 특성이 위, 아래 모두 -50dB/3㎒이며, 도 12(b)는 각각 세 개의 밴드 스톱 필터를 위와 아래의 트랜지션 밴드(Transition Band)에 결합했을 경우, 감쇄 특성이 -50dB/1㎒인 것을 나타낸다. 따라서, 총 6개의 BSF가 필요하게 된다.
도 12의 특성을 블록도로 나타내면 도 13(a)와 같다.
도 13(a)는 여섯 개의 스트립 라인 밴드 스톱 필터 조합의 결선으로서, F3-F1 밴드 스톱 필터 3개, F2-F4 밴드 스톱 필터 3개의 조합 필터이다.
이런 필터조합의 특성은 중계기의 셀렉티비티 특성, 예를 들면 PCS의 -50dB/1㎒는 만족시킬 수 있지만, 패스 밴드 밖의 스퓨리어스(Spurious) 신호를 효율적으로 제거하지 못하는 단점이 있다.
도 13(b)는 도 13(a)의 밴드 스톱 필터(BSF) 조합에 유전체 밴드 패스(Band Pass) 필터(BPF)를 부가한 경우를 나타낸 도면이다.
이 경우에는 패스 밴드의 감쇄(스커트) 특성도 향상되고 스퓨리어스 특성도 향상된다.
도 13(c)는 도 13(a)의 밴드 스톱 필터(BSF) 조합에 유전체 밴드 패스 필터(BPF)와 밴드 스톱 필터가 결합된 유전체 필터를 하나 더 조합한 경우를 나타낸 도면이다.
도 13(c)에 사용된 밴드 패스 필터와 밴드 스톱 필터의 조합은 본 출원인이 출원한 대한민국 특허 출원번호 2005-31222호에 상세히 기재되어 있으며, 도 14와 같다.
도 14에 있어서, 일체형 유전체필터는 제1일립틱함수 필터(10)와 제2일립틱함수 필터(20)로 이루어지고, 이 제1 일립틱함수 필터(10)와 제2 일립틱함수 필터(20) 각각은 유전체를 일체로 형성시켜 대략 직사각형의 몸체를 만들고, 이 일체로 형성된 유전체에 공진홀(H)을 형성시키며, 3개의 공진홀(H)을 일립틱함수 필터 이론에 따라 트라이앵글 형태로 일정간격을 갖고 모두 횡방향으로 형성된다. 이들 각 공진홀(H) 영역에는 공진기간 커플링을 위해 상면에 커플링전극(CE)을 패터닝하고, 상기 패터닝된 부분을 제외한 유전체의 모든 측면을 공통전극(GE)으로 도포한다. 그리고, 제1 일립틱함수 필터(10)와 제2 일립틱함수 필터(20)를 결합시켜 일체형으로 제조한다. 즉, 제1일립틱함수 필터(10)에는 입력단공진기(#1), 중간공진기(#2), 중간 공진기(#3)가 형성되며, 제2 일립틱함수 필터(20)에는 중간 공진기(#4), 중간 공진기(#5), 출력단공진기(#6)가 형성되어 있고, 입력단공진기(#1)와 중간공진기(#3) 사이 및 공진기(#4)와 출력단공진기(#6) 사이에는 네가티브 일립틱 커플링, -k(1,3),-k(4,6)이 이루어지며, 입출력단 공진기(#1,#6)는 상보적인 구성이다.
이에 따라, 제1일립틱함수 필터(10)와 제2일립틱함수 필터(20)로 이루어지는 유전체필터(밴드패스필터)가 형성된 것이다.
도 13(c)의 경우는 패스 밴드의 감쇄 특성이 도 13(b) 경우보다 더 향상된다.
도 13(d)는 도 13(a)의 스트립 라인 밴드 스톱 필터조합에 스트립 라인 로우 패스(Strip Line Low Pass) 필터가 결합된 유전체 밴드 패스 필터가 하나 더해진 경우를 나타낸 도면이다.
도 13(d)에 사용된 스트립 라인 로우 패스(Strip Line Low Pass) 필터가 결합된 유전체 밴드 패스 필터의 조합은 본 출원인이 출원한 대한민국 특허 출원번호 2005-31222호에 상세히 기재되어 있으며, 도 15와 같다.
도 15는 마이크로스트립 밴드스톱필터(BSF)를 구비한 유전체필터를 나타낸 도면으로, 그 밖의 구성은 상기 도 14의 구성과 동일하고, 입력단 또는 출력단 중 한쪽 단만을 밴드스톱필터(BSF)로 구성하고, 다른쪽 단은 마이크로스트립 필터(로우패스필터:LPF)로 구성하고 있다. 즉, 마이크로스트립 필터(로우패스필터)는 예를 들어 입력임피던스 50Ω이 3단계의 C-L-C필터를 거쳐 출력임피던스 50Ω으로 출력되는 3-셋션 로우패스필터 또는 예를 들어 입력임피던스 50Ω이 5단계의 C-L-C-L-C필터를 거쳐 출력임피던스 50Ω으로 출력되는 5-셋션 로우패스필터로 구성한다. 필요에 따라서는 다수의 셋션으로 로우패스필터를 구성할 수도 있다.
이 경우에는 패스 밴드의 감쇄 특성이 도 13(b)의 정도이지만, 스퓨리어스 특성이 월등히 향상된 경우이다.
지금까지의 설명은 패스 밴드의 위와 아래 스커트 주파수(감쇄 주파수)에 맞도록 각각 3개씩, 총 6개의 스트립 라인 밴드 스톱 필터(도 11)을 사용한 경우이다.
그러나 이 개수는 줄어들 수도 있고 늘어날 수도 있다. 그리고 RX 경우만 고려했으므로 도 4의 중계기의 RX와 TX를 모두 완성하려면, 모두 12개의 도 11의 밴드 스톱 필터가 소요되고 이는 콤포짓 테프론 기판에 용이하게 형성할 수 있다.
또한 PCB 기판 외에 다른 기판들도 스트립 라인 밴드 스톱 필터에 사용될 수도 있다. 예를 들면 열팽창계수가 우수한 테프론이나 Kass Fiher Embeded Polymer 기판 등을 사용하여도 좋다.
( 실시예 2)
실시예 2에서는 예를 들면 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 9-폴(9-Pole)이나 11-폴(11-Pole)로 설계하여 감쇄 특성이 -50dB/1㎒이상 얻을 수 있으며, 중계기의 RX와 TX에 각각 2개씩 총 4개의 스트립 라인 밴드 스톱 필터만 필요한 경우를 설명한다.
즉, 도 8의 ①의 특성을 위해서 11-폴 이상의 스트립 라인 밴드 스톱 필터가 사용되고, ②의 패스 밴드 특성은 스트립 라인 밴드 패스 필터를 사용하고, ③의 감쇄 특성은 ①과 비슷하게 역시 11-폴 이상의 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 사용하며, ④의 스퓨리어스 특성은 스트립 라인 로우 패스 필터로 구성한다.
도 16은 본 발명에 따른 실시예 2로서 하나의 기판상에 설계된 스트립 라인 필터 조합을 나타낸 도면이다.
도 16에 따른 필터의 조합은 하나의 기판에 스트립 라인 필터 형태로 설계되 고, 4개의 각각 역할이 다른 필터들이 결합하여 최종 특성이 도 8과 같이 원하는 필터가 된다는 구성된다.
이 실시예 2에 의하면 가격이 훨씬 저렴해지고 양산이 용이하지만, 밴드 패스를 위해 유전체 필터를 사용했을 때보다는 패스 밴드의 삽입손실이 조금 클 수도 있다. 그러나 이러한 문제는 약간의 증폭으로 쉽게 회복할 수 있다.
물론 도 4의 RX와 TX를 위해서는 도 16의 필터조합이 2개 필요하다.
( 실시예 3 )
본 발명의 실시예3에 따른 특징은 스트립 라인 필터를 기판 위에 겹쳐서 형성하는 것이다. 이는 필터의 총 크기, 나아가서는 중계기의 크기를 줄이는데 매우 효과적이다.
도 17은 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터 두 개가 직렬로 결합된 형태를 나타낸 도면이고, 도 18은 도 17에 도시된 필터의 특성을 나타낸 도면이다.
이 실시예3에 있어서는 실시예1의 두 개의 각각 다른 밴드 스톱 필터로 밴드 패스, 즉 패스 밴드를 얻는 방법으로 Rx, Tx 및 듀플렉서 패스 밴드를 얻고, 높은 주파수 대역(즉 2f0 이상)에서의 스퓨리어스 특성은 스트립 라인 로우 패스 필터를 다시 직렬로 연결하고, 또 낮은 주파수 대역에서의 스퓨리어스 특성은 스트립 라인 하이 패스 필터를 연결하여 향상시키는 방법을 응용했다.
또한 도 17의 형태는 9-폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 두 개 직렬로 연결 하여 원하는 감쇄(스커트) 특성을 얻었지만 필터 하나로도 설계에 따라 가능하고, 두 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 겹쳐서 설계해도 원하는 특성을 얻을 수 있다.
따라서 이 실시예에 의하면 필터의 크기를 줄일 수 있고, 기판(에폭시 또는 테프론)을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.
즉, 두 종류의 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 응용하여 밴드 패스 필터를 설계하면, 패스 밴드의 삽입 손실은 양 스톱 밴드의 밴드 스톱 필터의 폴 수가 많으면 많을수록 작아지고, 스커트 특성이 좋아진다.
이는 밴드 스톱 필터의 리플렉션 원리로 작동하기 때문이다.
이 실시예3은 밴드 스톱 필터의 작동원리를 응용하여 원하는 주파수와 밴드폭, 감쇄(스커트) 특성, 리턴 손실, 인서션 손실의 밴드 패스 필터나 듀플렉서 필터를 설계할 수 있게 한다.
도 18은 도 17의 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터의 특성을 나타낸 도면이고, 도 18의 오른쪽 1.84㎓를 도 22의 밴드 패스 필터에 응용한다.
도 19와 도 20은 또 다른 주파수 대역의 두 개의 9-폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터의 형상과 그의 특성을 나타내는 도면이다. 즉 도 19는 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터의 형태를 나타내는 도면이고, 도 20은 도 19의 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터 특성을 나타내는 도면이다.
도 21은 스트립 라인 PCS Tx용 밴드 패스 필터로서 (a)는 Tx 1.84㎓ 사이드 스커트 특성(도 17)을 위한 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 패스 필터이고, (b)는 Tx 1.87㎓ 사이드 스커트 특성(도 19)을 위한 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 패스 필터의 형태를 나타낸 도면이고, 도 22는 PCS Tx 밴드 패스 필터 특성( 1.84 ~ 1.87 ㎓)을 나타내는 도면이다.
즉, 도 21은 도 17과 도 19의 필터를 다시 직렬로 연결한 형태를 도시한 것이고, 이와 같이 겹쳐서 설계해도 도 22와 같이 원하는 필터특성을 얻을 수 있다.
도 22에서 알 수 있는 바와 같이, 두 그룹의 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 응용, 즉 직렬로 연결하여 패스 밴드, 1.84㎓ ~ 1.87㎓에서 감쇄(스커트) 특성 30㎒ 를 얻은 결과이다.
도 22에서 특징은 다음과 같다.
(1) 1.84㎓쪽과 1.87㎓쪽의 감쇄(스커트) 특성이 모두 원래 설계한 값으로서 약 30dB/10㎒로 나온다.
(2) 패스 밴드 삽입 손실이 약 0.2dB로 매우 우수하다.
(3) 패스 밴드 리플 특성이 약 0.1dB로 매우 우수하다.
(4) 패스 밴드 리턴 손실이 약 20dB로 패스 밴드 전 구간에서 고르게 우수하다.
이는 모두 본 발명에 따라 새로운 개념으로 원하는 패스 밴드 필터를 구현했기 때문이다.
다만 이런 경우에 고주파와 저주파 영역에서의 스퓨리어스 특성이 문제가 될 수도 있다. 그래서 도 23과 도 24에 도시된 스트립 라인 로우 패스 필터와 스트 립 라인 하이 패스 필터를 적용시킨다.
도 23(a)는 스트립 라인 로우 패스 필터의 형태를 나타낸 도면이고 도 23(b)는 그 특성을 나타낸 도면이다. 또 도 24(a)는 스트립 라인 하이 패스 필터의 형태를 나타낸 도면이고, 도 24(b)는 그 특성을 나타낸 도면이다.
도 23(a)에 도시된 스트립 라인 로우 패스 필터와 도 24(a)에 도시된 스트립 라인 하이 패스 필터를 도 21의 스트립 라인 밴드 스톱 필터에 다시 직렬로 연결한 형상이 도 25이고, 도 26에서는 하이와 로우 쪽의 향상된 스퓨리어스 특성을 보여준다. 이때도 역시 모두 겹쳐서 설계해도 된다. 도 25는 (2 x 9 폴)(a) + (2 x 9 폴)(b) 스트립 라인 밴드 스톱 필터로 구성된 밴드 패스 필터 및 스트립 라인 로우 패스 필터(c)와 스트립 라인 하이 패스 필터(d)가 결합된 모양을 나타내는 도면이고, 도 26은 도 25의 특성을 나타내는 도면이다.
또한 본 발명에 따른 듀플렉스 필터는 도 21의 형태의 필터를 원하는 패스 밴드를 얻을 수 있도록 설계한 다음, 도 27과 같이 연결하면 모든 특성, 즉 삽입손실, 리플, 감쇄, 리턴 손실, 그리고 RX와 TX 아이솔레이션 이 월등히 우수한 필터를 설계할 수 있다.
도 27은 스트립 라인 듀플렉서 필터를 나타내는 도면으로서, (a)는 RX 1.75㎓ 사이드 스커트 특성을 위한 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터이고, (b)는 RX 1.77㎓ 사이드 스커트 특성을 위한 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터이고, (c)는 TX 1.84㎓ 사이드 스커트 특성을 위한 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터이 며, (d)는 TX 1.87㎓ 사이드 스커트 특성을 위한 2 x 9 폴 스트립 라인 밴드 스톱 필터를 나타낸다. 도 28은 듀플렉서 응답특성이 RX -> 1.75 ~ 1.77㎓이고, TX -> 1.84 ~ 1.87㎓인 PCS 밴드를 나타내는 도면이다.
즉 본 발명에 있어서는 스퓨리어스 특성은 필요에 따라 상술한 바와 같은 도 23과 도 24의 로우 앤 하이 하이 패스 필터를 연결하면 된다. 이들 필터에 사용되는 기판은 마이크로웨이브 회로용 에폭시와 테프론으로 설명하였지만, 필요에 따라 다른 재료도 응용 가능하다.
즉 본 발명에 있어서는 두 종류의 밴드 스톱 필터로 패스 밴드 특성을 얻었으므로 밴드 패스 필터를 전혀 사용하지 않는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 상기 실시예에 있어서는 필터의 예로서 스트립 라인 공진기의 결합 방법을 전기(Capacitive)방법으로 된 예로서 공진기가 모두 막대 모양으로 되어 있는 구조에 대해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스트립 라인 공진기를 자기(Inductive)방법으로 결합하면, 온도 특성이 우수해진다. 즉, 공진기 모양을 도 29에 도시된 바와 같이,"ㄷ" 자 모양 또는 도 30에 도시된 바와 같이 "ㅁ"자 모양으로 해도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기에 의하면, 두 종류의 밴드 스톱 필터를 응용하여 원하는 패스 밴드를 설계할 수 있으므로, 중계기의 삽입손실, 리플, 리턴 손실, 감쇄(스커트), 아이솔레이션이 우수하다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 스트립 라인 공진기를 구비한 중계기에 의하면, 중계기를 소형이고, 저렴하며, 용이하게 제조할 수 있다는 효과도 얻어진다

Claims (9)

  1. 안테나를 중심으로 송신단과 수신단을 구비하고, 상기 수신단으로부터 수신된 RF 신호가 RF 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기로부터의 RF 신호의 스커트 특성을 개선하는 필터 수단, 상기 필터 수단으로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기 및 고전력 증폭기를 경유하여 송신단으로 입력된 후 상기 안테나를 통해 외부로 방사되는 중계기로서,
    상기 필터 수단은 기판상에 마련된 다수개의 스트립 라인 타입의 공진기가 전기장(Capacitive) 또는 자기장(Inductive)으로 결합된 밴드 스톱 필터의 조합에 의해 형성되고,
    상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터는 각각이 서로 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 중계기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터의 조합에 유전체 밴드 패스 필터(BPF)가 부가된 것을 특징으로 하는 중계기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터의 조합에 유전체 밴드 패스 필터(BPF)와 밴드 스톱 필터가 결합된 유전체 필터가 부가된 것을 특징으로 하 는 중계기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 스트립 라인 타입의 밴드 스톱 필터의 조합에 스트립 라인 로우 패스 필터가 결합된 유전체 밴드 패스 필터가 부가된 것을 특징으로 하는 중계기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 에폭시 기판 또는 테플론 기판인 것을 특징으로 하는 중계기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 필터 수단은 기판상에 겹쳐서 형성된 것을 특징으로 하는 중계기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 필터 수단은 상기 송신단과 수신단에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 중계기.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 수단은 막대 모양의 전기장(Capacitive) 결합으로 형성된 것을 특징으로 하는 중계기.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 수단은 "ㄷ" 자 모양 또는 "ㅁ"자 모양의 자기장(Inductive) 결합으로 형성된 것을 특징으로 하는 중계기.
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