KR100715379B1 - 결합형 필터 - Google Patents

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Abstract

유전체 필터의 고유특성을 확보할 수 있는 결합형 필터를 제공한다. 상기 결합형 필터는, 필터; 및 상기 필터와 입력단 사이 및 상기 필터와 출력단 사이 중 적어도 어느 하나에 구비된 아이솔레이터를 포함한다. 또한, 상기 결합형 필터는 메인 필터; 및 상기 메인 필터와 출력단 사이에 구비된 서브 필터를 포함할 수 있다.
필터, 아이솔레이터, 결합, 유전체 필터

Description

결합형 필터{COMBINATION TYPE FILTER}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터의 구성을 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터의 구성을 보이는 블록도.
도 3는 본 발명의 제3 실시예에 따른 메인 필터-서브 필터 결합형 필터의 구성을 보이는 블록도.
도 4a 내지 도 4c는 각각 도 1에 보이는 아이솔레이터 결합형 필터가 PCB 상에 구현된 상태를 보이는 정면도, 평면도 및 배면도.
도 5a 내지 도 5c는 각각 도 2에 보이는 아이솔레이터 결합형 필터가 PCB 상에 구현된 상태를 보이는 정면도, 평면도 및 배면도.
도 6는 본 발명의 도 2에 보이는 아이솔레이터 결합형 필터가 PCB 상에 구현된 상태를 보이는 예시 사진.
도 7a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 필터의 구성을 보이는 사시도.
도 7b는 도 7a의 A-A'선을 따른 단면도.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 필터의 구성을 보이는 사시도.
본 발명은 통신기기에 관한 것으로, 특히 아이솔레이터(isolator) 결합형 필터에 관한 것이다.
일반적인 무선통신장치는 필터, 전력증폭기, 아이솔레이터 및 안테나로 구성된다. 예로서, 필터를 통과한 소정 주파수 대역의 신호는 전력증폭기를 거쳐 증폭된 후 안테나를 통해서 송신된다.
필터는 입력된 여러 주파수 성분 중 원하는 주파수만을 통과시키고 나머지는 감쇄시키기 위한 것으로서, 해당 주파수만을 선택하기 위해 특정 주파수에 에너지가 집중되는 공진 특성을 이용하는 소자이다. 휴대 전화 등의 무선 통신기기의 소형화 및 경량화에 따라, 무선 통신기기 내에 실장되는 유전체 필터의 크기 역시 점차 감소되고 있는 추세이다.
유전체 필터는 주파수를 통과시킬 수 있도록 구현된 공진홀(resonance hole), 인턱터(inductor) 및 캐패시터(capacitor)가 조합되어 이루어진 소자이다. 이러한 구성을 갖는 유전체 필터가 통신 시스템 내에 구비될 경우, 증폭기(amplifier)의 출력에 의한 영향으로 인해 필터의 고유한 특성인 삽입손실, 평탄도, 반사손실, 감쇄 등에 영향을 받는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 유전체 필터의 고유특성을 확보할 수 있는, 결합형 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 아이솔레이터 결합형 필터는, 필터; 및 상기 필터와 입력단 사이 및 상기 필터와 출력단 사이 중 적어도 어느 하나에 구비된 아이솔레이터를 포함한다.
또한, 상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 결합형 필터는, 메인 필터; 및 상기 메인 필터와 출력단 사이에 구비된 서브 필터를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(100)는 필터(F), 그 일단이 상기 필터(F)에 연결되고 그 타단이 출력단(O) 에 연결되는 제1 아이솔레이터(isolator)(I1) 및 그 일단이 상기 필터(F)에 연결되고 그 타단이 입력단(I)에 연결되는 제2 아이솔레이터(I2)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 출력단(O)과 필터(F) 사이에 제1 아이솔레이터(I1)를 구비하고, 필터(F)와 입력단(I) 사이에 제2 아이솔레이터 (I2)를 구비하는 경우를 보이고 있지만, 상기 제1 및 제2 아이솔레이터(I1, I2) 중 어느 하나만이 아이솔레이터 결합형 필터(100)에 구비될 수도 있다. 상기 출력단(O) 및 입력단(I)은 각각 아이솔레이터 결합형 필터(100) 외부의 증폭기(amplifier)를 통하여 송/수신 안테나(antenna)에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(100)는 출력단(O)과 필터(F) 사이 또는 입력단(I)과 필터(F) 사이에 아이솔레이터(I1, I2)를 구비함으로써, 임피던스 매칭(impedance matching)을 향상시킬 수 있으 며 통신기기의 동작을 안정화시킬 수 있다. 즉, 상기 출력단(O)과 필터(F) 사이에 구비된 제1 아이솔레이터(I1)는 필터(F)에서 출력단(O) 쪽으로 출력되는 순방향 신호가 역방향인 입력단(I)으로 전달되지 않도록 한다. 상기 입력단(I)과 필터(F) 사이에 구비된 제2 아이솔레이터(I2)는 입력단에서 필터(11)로 전달되는 신호가 역방향인 입력단(I) 쪽으로 전달되지 않도록 한다. 이와 같이 제1 아이솔레이터(I1) 및 제2 아이솔레이터(I2)는 순방향으로는 감쇠없이 신호를 전달하고, 역방향으로는 신호를 거의 전달하지 않는 일방통행적인 소자로써 역할하여, 신호 진행방향의 역방향으로부터 유입되는 반사파 신호를 차단시켜 전송 일그러짐을 줄일 수 있고, 동작을 안정화시킬 수 있다.
도 2에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(200)는 메인 필터(main filter)(F1), 그 일단이 상기 메인 필터(F)에 연결되고 그 타단이 출력단(O)에 연결되는 제1 아이솔레이터(I1), 그 일단이 상기 메인 필터(F1)에 연결되고 그 타단이 입력단(I)에 연결되는 제2 아이솔레이터(I2) 및 상기 메인 필터(F1)와 상기 제1 아이솔레이터(I1) 사이에 구비된 서브 필터(sub-filter)(F2)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 아이솔레이터(I1, I2) 중 어느 하나만이 아이솔레이터 결합형 필터(200)에 구비될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(200)는 출력단(O)과 서브필터(F2) 사이 및 입력단(I)과 메인필터(F1) 사이에 각각 제1 및 제2 아이솔레이터(I1, I2)를 구비함으로써, 전술한 발명의 제1 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(100)와 마찬가지로 통신기기의 동작을 안정화시킬 수 있으며 임피던스 매칭을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 아이솔레이터 결합형 필터(200)는 메인 필터(F1와 출력단(O) 사이에 서브 필터(F2)를 구비함으로써 메인 필터(F1)의 고유특성을 향상시키고, 아울러 메인 필터(F1)로부터 전달되는 리플(ripple)을 제거할 수 있다.
한편, 도 3에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따라 메인 필터 (F1) 및 그 일단이 상기 메인 필터(F)에 연결되고 그 타단이 출력단(O)에 연결되는 서브 필터(F2)로 이루어지는 결합형 필터(300)를 구현하여 메인 필터(F1)의 고유특성을 향상시키고 메인 필터(F1)로부터 전달되는 리플 제거 효과를 얻을 수도 있다.
도 4a 내지 도 4c 그리고 도 5a 내지 도 5c에 보이는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(100, 200)는 인쇄회로기판(print circuit board, 이하 PCB라 함) 상에 구현될 수 있다.
즉, 도 4a 내지 도 4c에 보이는 바와 같이 회로 패턴(circuit pattern)이 형성된 인쇄회로 기판(PCB) 상에 필터(F), 필터(F)와 출력단(O) 사이에 제1 아이솔레이터(I1), 필터(F)와 입력단(I) 사이에 제2 아이솔레이터(I2)를 각각 납땜 등의 방법으로 실장시켜 도 1에 보이는 아이솔레이터 결합형 필터(100)를 구현할 수 있다.
또한, 도 5a 내지 도 5c에 보이는 바와 같이 인쇄회로 기판(PCB) 상에 메인 필터(F1), 서브 필터(F2), 서브필터(F2)와 출력단(O) 사이에 제1 아이솔레이터(I1), 메인 필터(F1)와 입력단(I) 사이에 제2 아이솔레이터(I2)를 각각 납땜 등의 방법으로 실장시켜 도 2에 보이는 아이솔레이터 결합형 필터(200)를 구현할 수 있다.
도 6은 전술한 본 발명의 제2 실시예에 따라 PCB 상에 구현된 아이솔레이터 결합형 필터(200)를 보이고 있다.
본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 아이솔레이터 결합형 필터(100, 200)의 상기 필터(F) 및 메인 필터(F1)는 각각 LPF(low pass filter), HPF(high pass filter), BPF(band pass filter) 중 어느 하나로서 역할하는 유전체 필터로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따라 아이솔레이터 결합형 필터(100,200) 및 메인필터-서브필터 결합형 필터(300)의 상기 필터(F) 및 메인 필터(F1)는, 도 7a 및 도 7b에 보이는 바와 같은 유전체 필터(30)로 구현될 수 있다. 유전체 필터(30)는 유전체 블록(31), 유전체 블록(31)의 마주보는 상부면(32) 및 하부면(33) 사이에 형성된 적어도 하나의 공진홀(34), 하부면(33)을 제외한 유전체 블록(31)의 외주면을 덮는 제1 전도막(35) 및 공진홀(34)의 내벽 상에 형성되며 상부면(32)에서 제1 전도막(35)과 연결되는 제2 전도막(36), 하부면(33) 상에 형성되어 상기 제2 전도막(46)과 연결되는 다수의 전극(도시하지 않음)을 포함한다.
아이솔레이터 결합형 필터(200) 및 메인필터-서브필터 결합형 필터(300)의 상기 서브 필터(F2)는 LPF(low pass filter), HPF(high pass filter), BPF(band pass filter)로 이루어질 수 있다. 상기 서브 필터(F2) 역시 도 7a 및 도 7b에 보이는 형태의 유전체 필터로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 상기 메인 필터(F1)은 10개의 공진홀로 이루어지고, 서브 필터(F2)는 4개의 공진홀로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에 따라, 상기 아이솔레이터 결합형 필터(100, 200) 및 메인필터-서브필터 결합형 필터(300)의 상기 필터(F) 및 메인 필터(F1)는 송수신 분리형 필터 즉, 안테나 공용 필터인 듀플렉서(duplexer)로 이루어질 수 있다. 듀플렉서(50)는 도 8에 보이는 바와 같이, 유전체 블록(51), 유전체 블록(51)의 마주보는 상부면(52) 및 하부면(53) 사이에 형성되며 송신측 필터를 구성하는 적어도 하나의 송신측 필터(54a, 54b)와 수신측 필터를 구성하는 적어도 하나의 수신측 필터(54c, 54d)로 이루어지는 다수의 공진홀(54a 내지 54c), 하부면(53)을 제외한 유전체 블록(51)의 외주면을 덮는 제1 전도막(55), 상기 공진홀(54)의 내벽 상에 형성되며 상부면(52)에서 제1 전도막(55)과 연결되는 제2 전도막(56) 그리고 송신측 필터를 구성하는 첫번째 공진홀(54a) 및 수신측 필터를 구성하는 마지막 공진홀(54d)에 각각 삽입되는 입출력 단자용 전극(57a, 57b)을 포함한다. 또한, 상기 입출력 단자용 전극(57a, 57b)과 공진홀(54) 사이의 용량성 결합(capacitive coupling)을 위한 원통형 유전체(58a, 58b)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 상세히 기술하였다. 그러나, 상세한 설명 및 본발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
전술한 바와 같은 아이솔레이터 결합형 필터를 이용함에 따라 신호 진행방향의 역방향으로부터 유입되는 반사파 신호를 차단시켜 전송 일그러짐을 줄일 수 있고, 동작을 안정화시킬 수 있다. 아울러, 메인 필터 이외에 서브 필터를 구현함에 따라 리플을 감소시킬 수 있어 통신기기의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 필터;
    그 일단이 상기 필터에 연결되고 그 타단이 출력단에 연결되는 제1 아이솔레이터; 및
    그 일단이 상기 필터에 연결되고 그 타단이 입력단에 연결되는 제2 아이솔레이터
    를 포함하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 아이솔레이터와 상기 필터 사이에 구비된 서브 필터를 더 포함하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터는 LPF(low pass filter), HPF(high pass filter), BPF(band pass filter) 중 어느 하나로서 역할하는 유전체 필터인 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터 및 상기 서브 필터는 각각,
    유전체 블록;
    상기 유전체 블록의 마주보는 상부면 및 하부면 사이에 형성된 적어도 하나의 공진홀;
    상기 하부면을 제외한 상기 유전체 블록의 외주면을 덮는 제1 전도막; 및
    상기 공진홀의 내벽 상에 형성되며 상기 상부면에서 상기 제1 전도막과 연결되는 제2 전도막을 포함하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브 필터의 공진홀 수는 상기 필터의 공진홀 수 보다 적은 아이솔레이터 결합형 필터.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터는 듀플렉서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 듀플렉서는,
    유전체 블록;
    상기 유전체 블록의 마주보는 상부면 및 하부면 사이에 형성되며 송신측 필터를 구성하는 적어도 하나의 송신측 공진홀과 수신측 필터를 구성하는 적어도 하나의 수신측 공진홀을 포함하는 이루어지는 다수의 공진홀;
    상기 하부면을 제외한 상기 유전체 블록의 외주면을 덮는 제1 전도막;
    상기 공진홀의 내벽 상에 형성되며 상기 상부면에서 상기 제1 전도막과 연결되는 제2 전도막; 및
    상기 송신측 필터의 최단 공진홀 및 상기 수신측 필터의 최단 공진홀에 각각 삽입되는 입출력 단자용 전극을 포함하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 입출력 단자용 전극과 상기 공진홀 사이에 삽입되는 원통형 유전체를 더 포함하는 아이솔레이터 결합형 필터.
  11. 듀플렉서; 및
    상기 듀플렉서와 출력단 사이에 구비된 서브 필터를 포함하되,
    상기 듀플렉서는,
    유전체 블록;
    상기 유전체 블록의 마주보는 상부면 및 하부면 사이에 형성되며 송신측 필터를 구성하는 적어도 하나의 송신측 공진홀과 수신측 필터를 구성하는 적어도 하나의 수신측 공진홀을 포함하는 이루어지는 다수의 공진홀;
    상기 하부면을 제외한 상기 유전체 블록의 외주면을 덮는 제1 전도막;
    상기 공진홀의 내벽 상에 형성되며 상기 상부면에서 상기 제1 전도막과 연결되는 제2 전도막;
    상기 송신측 필터의 최단 공진홀 및 수신측 필터의 최단 공진홀에 각각 삽입되는 입출력 단자용 전극; 및
    상기 입출력 단자용 전극과 상기 공진홀 사이에 삽입되는 원통형 유전체
    를 포함하는 결합형 필터.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 서브 필터는,
    상기 유전체 블록의 마주보는 상부면 및 하부면 사이에 형성된 적어도 하나의 공진홀을 포함하는 결합형 필터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 서브 필터의 공진홀 수는 상기 듀플렉서의 공진홀 수 보다 적은 결합형 필터.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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