KR100764398B1 - Multi-layerd band pass filter - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 적층형 대역 통과 필터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the structure of a conventional stacked band pass filter.
도 2는 도 1에 도시한 필터의 등가회로도이다.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 적층형 대역 통과 필터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of a stacked band pass filter according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시한 필터의 등가회로도이다.FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 필터를 구성하는 부하 커패시터, 및 입출력단과 연결된 공진기를 나타내는 도면이다.5 is a view showing a load capacitor constituting a filter and a resonator connected to an input / output terminal according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 따른 공진기의 임피던스비(R) 및 고임피던스부와 저임피던스부의 상대적 길이(u)에 따른 저지 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating stop frequency characteristics according to the impedance ratio R of the resonator of FIG. 5 and the relative lengths u of the high impedance unit and the low impedance unit.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따라 탭 형태의 입출력 단자가 공진기에 연결되어 그 위치에 따른 영향을 분석하기 위한 도면이다.7 is a view for analyzing the effect of the position of the tab-shaped input and output terminal is connected to the resonator according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 따른 입출력 연결 단자의 변화에 따른 상단대역의 저지 주파수에 대한 저지 특성을 보여주는 그래프이다.8 is a graph illustrating stop characteristics of a stop frequency of an upper band according to a change of an input / output connection terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 부하 커패시터의 용량값을 증가시킴에 따른 상단 대역의 저지 특성 및 저지 주파수를 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing stop characteristics and stop frequencies of the upper band as the capacitance of the load capacitor according to the embodiment of the present invention is increased.
도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 대역통과필터의 저지특성을 보여주는 그래프이다.10 is a graph showing stop characteristics of a band pass filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 적층형 대역 통과 필터에 관한 것으로 더욱 상세하게는 통과대역 이외에서의 저지특성을 개선하고 전체 크기를 줄일 수 있는 적층형 대역 통과 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a stacked band pass filter, and more particularly, to a stacked band pass filter that can reduce the overall size and improve the stop characteristics outside the pass band.
일반적으로, 대역 통과 필터(band pass filter)는 주파수 신호의 입출력을 담당하는 입출력단, 다수의 전극 패턴 및 주파수 선택적 특성을 갖는 다수의 공진기(resonator)의 조합으로 구현된 RF(Radio Frequency) 소자로서, 이동통신 시스템에 사용되는 주파수 신호 중에서 통과 대역내의 주파수 신호만을 통과시키는 필터이다.In general, a band pass filter is a radio frequency (RF) device implemented by a combination of an input / output terminal, a plurality of electrode patterns, and a plurality of resonators having frequency selective characteristics for input and output of a frequency signal. This is a filter that passes only a frequency signal in a pass band among frequency signals used in a mobile communication system.
휴대전화기 등의 무선통신 기기에서는, 소형화, 박형화의 요구가 강하므로, 고밀도로 기판 내에 부품을 내장하는 기술이 요구되며, 이를 위해서 스트립 라인과 같은 전송선을 이용하여 공진기와 커플링을 조정하는 패턴 등을 다층기판 상에서 구현하는 것도 제안되고 있다.In wireless communication devices such as mobile phones, there is a strong demand for miniaturization and thinning. Therefore, a technique for embedding components in a substrate at high density is required. For this purpose, a pattern for adjusting a resonator and a coupling using a transmission line such as a strip line is required. Is also proposed to implement on a multi-layer substrate.
도 1은 종래의 적층형 대역 통과 필터의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 적층형 대역 통과 필터의 본체는 세라믹 유전 재료로 형성된 다수의 유전체층(1~5)을 적층함으로써 제조되는데, 제1 유전체층(1)과 제5 유전체층(5)의 상면에는 각각 제1 접지면(6)과 제2 접지면(13)이 구현되고, 제2 유전체층(2)의 상면에는 공진기와 병렬로 연결되어 결합 캐패시터(coupling capacitor) Cc를 구현하기 위한 전극 패턴(11) 및 공진기와 접지 사이에 형성되는 부하 캐패시터(load capacitor) CL를 구현하기 위한 전극 패턴(12a,12b)이 후막 인쇄되고, 제3 유전체층(3)의 상면에는 제1 및 제2 스트립라인 공진기(10a,10b)가 후막 인쇄되고, 제4 유전체층(4)의 상면에는 공진기와 입출력단 사이에 형성되는 입출력 결합 캐패시터 C01을 구현하기 위한 전극 패턴(8a,8b)과 공진기와 접지 사이에 형성되는 부하 캐패시터 CL를 구현하기 위한 전극 패턴(9a,9b)이 인쇄된다.FIG. 1 is a view for explaining the structure of a conventional stacked band pass filter. The main body of the stacked band pass filter is manufactured by stacking a plurality of
그러나, 종래의 적층형 대역 통과 필터에서 사용된 공진기는 동일한 폭을 가지는 일자 형태의 공진기로 λ/4 길이를 전부 사용해야 하기 때문에 주파수가 낮을 수록 구현되는 필터의 전체 부피가 증가되는 문제가 있다.However, since the resonator used in the conventional stacked band pass filter has to use all of lambda / 4 lengths with a linear resonator having the same width, the total volume of the implemented filter increases as the frequency is lowered.
또한, 입출력 단자의 형태가 커패시터 형태로 공진기와 연결된 구조로 되어 있어 다층 구조에서 공정상의 변화, 즉 상/하층 간의 기준이 달라지거나 위치변화에 의해 필터의 삽입손실이 증가하게 되어, 결국 전체 무선통신 시스템의 성능을 저하시키는 결과를 초래할 수 있다In addition, since the input / output terminals have a capacitor-type structure connected to the resonator, the insertion loss of the filter increases due to a change in process, that is, a change between the upper and lower layers or a position change in the multilayer structure. May result in degraded system performance
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단차 임피던스 공진기를 사용하여 고임피던스 부분과 저임피던스 부분의 비를 일정하게 유지함으로써 통과 대역 이외의 부분에서 저지 특성을 개선시킬 수 있고 접지에 연결되는 고임피던스 부분을 민더(Meander) 형태로 구현함으로서 전체 크기를 감소시킬 수 있는 적층형 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a stepped impedance resonator to maintain a constant ratio of the high impedance portion and the low impedance portion to improve the stopping characteristics at portions other than the pass band. By implementing a high impedance part connected to ground in the form of a meander, a stacked band pass filter capable of reducing the overall size is provided.
본 발명의 다른 목적은 입출력부가 직접 공진기에 탭 형태로 연결되도록 함으로서 공진기에서 탭의 위치를 조절하여 감쇄 특성을 개선시킬 수 있는 적층형 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a stacked band pass filter capable of improving the attenuation characteristics by adjusting the position of the tap in the resonator by allowing the input / output unit to be directly connected to the resonator in the form of a tab.
본 발명의 또다른 목적은 공진기의 고임피던스 끝단에 노치용 커패시터를 연결함으로써 하단 대역의 부가성분에 대한 저지특성을 개선하고자 하는 것이다.It is another object of the present invention to improve the rejection characteristics of the additional components of the lower band by connecting a notch capacitor to the high impedance end of the resonator.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 적층형 대역 통과 필터는, 적어도 제1 내지 제5 유전체층이 순차적으로 적층된 세라믹 적층체와; 상기 제1 유전체층 상면에 형성된 상호 대칭형의 제1 및 제2 인덕터 패턴과, 상기 제1 및 제2 인덕터 패턴과 적어도 일부 중첩하여 상기 제2 유전체층에 형성된 상호 대칭형의 제1 및 제2 커패시터 패턴을 갖는 제1 및 제2 공진기와; 상기 제3 유전체층 상면에 형성된 상기 제1 및 제2 공진기의 일단에 각각 전기적으로 용량결합되는 제1 및 제2 부하 커패시터 패턴과; 상기 제3 유전체층 상면에 형성된 상기 제1 및 제2 공진기의 타단에 각각 전기적으로 용량결합되는 제1 및 제2 노치용 커패시터 패턴과; 상기 제4 및 제5 유전체층의 상면에 각각 형성된 제1 및 제2 접지면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 인턱터 패턴은 각각 광폭 라인으로 형성된 저임피던스부 및 상기 저 임피던스부로부터 민더(meander) 타입의 협폭 라인으로 형성된 고임피던스부로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multilayer band pass filter comprising: a ceramic laminate in which at least first to fifth dielectric layers are sequentially stacked; Mutually symmetrical first and second inductor patterns formed on an upper surface of the first dielectric layer and mutually symmetrical first and second capacitor patterns formed on the second dielectric layer at least partially overlapping the first and second inductor patterns; First and second resonators; First and second load capacitor patterns electrically capacitively coupled to one ends of the first and second resonators respectively formed on the third dielectric layer; First and second notch capacitor patterns electrically capacitively coupled to the other ends of the first and second resonators formed on the third dielectric layer, respectively; First and second ground planes formed on upper surfaces of the fourth and fifth dielectric layers, respectively, wherein the first and second inductor patterns each have a low impedance part formed of a wide line and a meander type from the low impedance part. Characterized in that it consists of a high impedance unit formed by a narrow line of.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 적층형 대역 통과 필터의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시한 필터의 등가회로도이다.3 is a view for explaining the structure of the stacked band pass filter according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG.
본 발명의 적층형 대역 통과 필터는 세라믹 유전체 재료로 이루어진 복수의 유전체층(101a∼101f)을 적층하고 일체로 소성하는 세라믹 적층체 내에, 상호 평행하도록 제1 및 제2단의 공진기(Q1∼Q2)를 배치한 것이다.The stacked band pass filter of the present invention employs the first and second stage resonators Q1 to Q2 so as to be parallel to each other in a ceramic laminate in which a plurality of
제1단의 공진기(Q1)는 유전체층(101d) 상면에 형성된 인덕터 패턴(102a)과, 상기 인덕터 패턴(102a)과 적어도 일부 중첩하여 유전체층(101e)에 형성된 커패시터 패턴(103a)을 갖는다.The first stage resonator Q1 has an
제2단의 공진기(Q2)는 유전체층(101d) 상면에 형성된 인덕터 패턴(102b)과, 상기 인덕터 패턴(102b)과 적어도 일부 중첩하여 유전체층(101e)에 형성된 커패시터 패턴(103b)을 갖는다.The second stage resonator Q2 includes an
상기 인덕터 패턴(102a)과 인덕터 패턴(102b) 및 상기 커패시터 패턴(103a)과 커패시터 패턴(103b)은 상호 대칭형으로 평행하게 배치되어 있다.The
여기서, 상기 커패시터 패턴(103a)과 커패시터 패턴(103b)은 서로 연결되어 용량성 커패시터를 제공하고 있다.Here, the
따라서, 종래에는 공진기간의 간격을 조절하여 통과대역 폭을 결정하였으나, 본 실시예에서는 커패시터 패턴(103a)과 커패시터 패턴(103b)의 커플링(coupling) 정도를 조절하여 통과대역 폭을 결정할 수 있게 된다.Therefore, in the related art, the passband width is determined by adjusting the interval of the resonance period, but in the present embodiment, the passband width can be determined by adjusting the coupling degree of the
특히, 상기 인턱터 패턴들(102a, 102b)은 각각 광폭 라인으로 형성된 저임피던스부 및 상기 저임피던스부로부터 민더(meander) 타입의 협폭 라인으로 형성된 고임피던스부로 구성되어 있다.In particular, the
즉, 제1단의 공진기(Q1)의 인덕턴스(L1)는 광폭 라인으로 형성된 저임피던스부(L1a) 및 상기 저임피던스부(L1a)로부터 민더 타입의 협폭 라인으로 형성된 고임피던스부(L1b)로 구성되어 있다.That is, the inductance L1 of the resonator Q1 of the first stage is composed of a low impedance portion L1a formed of a wide line and a high impedance portion L1b formed of a narrow line of a meander type from the low impedance portion L1a. .
또한, 제2단의 공진기(Q2)의 인덕턴스(L2)는 광폭 라인으로 형성된 저임피던스부(L2a) 및 상기 저임피던스부(L2a)로부터 민더 타입의 협폭 라인으로 형성된 고임피던스부(L2b)로 구성된다.Further, the inductance L2 of the resonator Q2 of the second stage is composed of a low impedance portion L2a formed of a wide line and a high impedance portion L2b formed of a narrow line of a meander type from the low impedance portion L2a.
이와 같이, 광폭 및 협폭으로 이루어진 단차(step) 임피던스 공진기가 사용 되고 있기 때문에 고임피던스부와 저임피던스부의 비를 일정하게 유지함으로써 통과 대역 이외의 부분에서 저지 특성을 개선시킬 수 있다. 그리고, 고임피던스부가 민더 타입으로 구현되기 때문에 필터의 전체 크기를 줄일 수 있다.As described above, since a step impedance resonator having a wide width and a narrow width is used, the stopping characteristic can be improved in a portion other than the pass band by keeping the ratio of the high impedance portion and the low impedance portion constant. In addition, since the high impedance unit is implemented as a meander type, the overall size of the filter can be reduced.
다시 말해서, 본 발명에 따른 공진기는 신호를 통과시키고자 하는 주파수에 해당하는 λ/4 길이를 동일한 넓이를 갖는 구조가 아닌, 넓은 면적과 좁은 면적을 일정한 길이의 비로 연결하여 제조된다. 일반적으로 동일 넓이를 갖는 공진기로 구성된 필터와 비교하여, 중심주파수를 중심으로 상단대역의 저지 특성이 뛰어나서 추가적인 구조가 불필요한 동시에 좁은 면적의 부분을 민더 형태로 구현할 수 있기 때문에 물리적 크기를 크게 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.In other words, the resonator according to the present invention is manufactured by connecting a wide area and a narrow area at a constant length ratio, not a structure having a same width, λ / 4 length corresponding to a frequency for passing a signal. In general, compared to the filter composed of a resonator having the same width, the stop band of the upper band centered around the center frequency is excellent, so that additional structure is unnecessary and a small area can be realized in the form of a meander, which can greatly reduce the physical size. You can get the effect.
이상의 제1 및 제2단의 공진기(Q1, Q2)는 부하 커패시터(CL1,CL2)에 의해 전기적으로 결합하고 있다. 즉, 공진기(Q1, Q2)의 저임피던스부(L1a,L2a) 선로 끝에는 부하 커패시터(CL1, CL2)를 연결하여 접지(107a)와 연결한다. 부하 커패시터(CL1, CL2)는 유전체층(101c)에 형성되는 부하 커패시터 패턴(105a, 105b)에 의해 구현된다.The resonators Q1 and Q2 of the first and second stages described above are electrically coupled by
이와 같이, 부하 커패시터(CL1, CL2)를 공진기(Q1, Q2)의 저임피던스부(L1a)에 연결하면, 상단 대역의 저지 특성을 개선시킬 수 있는 동시에 λ/4 길이의 공진기 길이를 줄일 수 있게 된다. 즉, 커패시터를 증가시키면 물리적 길이는 감소시키는 대신에 전기적인 길이를 증가시켜 길이를 감소시키는 효과를 얻을 수 있는 것이 다.As such, when the
또한, 공진기(Q1, Q2)의 타단에는 각각 노치용 커패시터(Cn1, Cn2)가 전기적으로 용량결합되어 있다. 노치용 커패시터(Cn1, Cn2)는 유전체층(101e)에 형성되는 노치용 커패시터 패턴(104a, 104b)에 의해 구현된다.In addition, notch capacitors Cn1 and Cn2 are electrically capacitively coupled to the other ends of the resonators Q1 and Q2, respectively. The notch capacitors Cn1 and Cn2 are implemented by the notch capacitor patterns 104a and 104b formed in the
바람직하게, 상기 노치용 커패시터(Cn1, Cn2)는 공진기(Q1, Q2)의 고임피던스부(L1b, L2b)에 각각 연결되고, 제2 접지면(107b)과 접지된다.Preferably, the notch capacitors Cn1 and Cn2 are connected to the high impedance parts L1b and L2b of the resonators Q1 and Q2, respectively, and are grounded to the
이와 같이, 공진기(Q1, Q2)의 고임피던스부(L1b, L2b)에 연결된 노치용 커패시터의 구현은 필터의 하단 대역의 저지 특성을 증가시키기 위한 것이다.As such, the implementation of the notch capacitor connected to the high impedance parts L1b and L2b of the resonators Q1 and Q2 is to increase the stop characteristic of the lower band of the filter.
즉, 고임피던스부에 커패시터를 연결하고 끝단을 접지와 연결한 구조로 공진기와 커패시터의 관계가 후술되는 식 6을 만족하는 주파수(Ws)에서 공진이 발생하여 저지 특성을 개선시킬 수 있는 것이다.In other words, the capacitor is connected to the high impedance part and the end is connected to the ground, so that the resonance occurs at the frequency (Ws) that satisfies
상기 적층체(100)의 최상의 유전체층(101a)과 최하의 유전체층(101f) 상면에는 각각 제1 및 제2 접지면(107a, 107b)이 형성된다. 여기서, 제1 접지면(107a)은 부하 커패시터(CL1, CL2)의 일단과 연결되고 제2 접지면(107b)은 고임피던스부(L1b, L2b)의 일단과 연결된다.First and
상기 제1 및 제2 공진기(Q1, Q2)의 일단에는 각각 유전체층(101a) 상면에 형성되는 입출력단 전극(108a, 108b)과 연결되는 탭 형태의 입출력 단자(106a, 106b)가 마련되어 있다. 여기서, 입출력단 전극(108a, 108b)은 제1 접지면(107a)의 일부 를 "ㅁ"형태로 제거하여 제1 접지면(107a)과 절연시켜 형성된다.One end of each of the first and second resonators Q1 and Q2 is provided with tab-type input /
이와 같이, 입출력부가 종래와 같이 커패시터로 연결되지 않고 직접 공진기에 탭 형태로 연결되기 때문에 공진기에서 탭의 위치를 조절하여 감쇄 특성을 개선시킬 수 있게 된다. 다시 말해서, 공진기에 직접 연결된 입출력 부분을 탭 형태로 구현하여 그 위치에 따라 상단 대역의 부수특성을 저지할 수 있는 주파수를 결정할 수 있으며 상단 대역의 저지 특성을 개선시킬 수 있다.As described above, since the input / output unit is directly connected to the resonator in the form of a tab instead of a capacitor, the attenuation characteristics can be improved by adjusting the position of the tab in the resonator. In other words, by implementing the input and output portion directly connected to the resonator in the form of a tab can determine the frequency that can block the incident characteristics of the upper band according to the position and can improve the blocking characteristics of the upper band.
상기 다수의 유전체층은 저온동시소성(LTCC) 기판으로 제조되는 것이 바람직하다.The plurality of dielectric layers is preferably made of a low temperature cofired (LTCC) substrate.
또한, 유전체층(101a)과 유전체층(101c) 사이에는 두께 유지를 위해 패턴이 인쇄되지 않은 적어도 하나의 유전체층(101b)이 추가적으로 삽입될 수 있다. 도시되어 있지 않지만, 유전체층(101e)과 유전체층(101f) 사이에도 두께 유지를 위해 패턴이 인쇄되지 않은 적어도 하나의 유전체층이 추가적으로 삽입될 수 있다.In addition, at least one
이러한 본 발명의 실시형태에 따른 필터에서, 상기 공진기(Q1, Q2)는 하나의 λ/4 공진기로 동작한다.In the filter according to this embodiment of the present invention, the resonators Q1 and Q2 operate as one λ / 4 resonator.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 필터를 구성하는 부하 커패시터(CL1), 및 입출력단과 연결된 공진기(Q1)를 나타내고, 도 6은 도 5에 따른 공진기의 임피던스비(R) 및 고임피던스부와 저임피던스부의 상대적 길이(u)에 따른 저지 주파수 특성을 나타낸다.FIG. 5 shows a
도 6을 참조하면, 임피던스비(R)와 상대적 길이(u)를 조정하면 저지 주파수 특성이 개선됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the stopping frequency characteristics are improved by adjusting the impedance ratio R and the relative length u.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 따라 탭 형태의 입출력 단자가 공진기에 연결되어 그 위치에 따른 영향을 분석하기 위한 도면이다.7 is a view for analyzing the effect of the position of the tab-shaped input and output terminal is connected to the resonator according to an embodiment of the present invention.
도 7에서, Za와 Zb는 탭 위치에서 각 부하 커패시터를 바라보는 입력 임피던스를 나타내고, 탭의 위치는 전체 길이 L에서 저임피던스부의 끝단으로부터 떨어진 거리 d로 결정된다. d를 변화시킴에 따라 탭의 위치가 바뀌어 그로 인해 상단 대역의 저지 특성이 결정된다.In Fig. 7, Za and Zb represent the input impedances facing each load capacitor at the tap position, and the position of the tap is determined by the distance d away from the end of the low impedance portion at the entire length L. By changing d, the position of the tap changes, thereby determining the stopping characteristics of the upper band.
(1) (One)
(2) (2)
식 1과 식 2는 각각 입력 임피던스 Za와 Zb를 구한 것으로, 여기서 v는 전파 속도(wave velocity)이고 w는 각 주파수이다. 입력 임피던스(Za 또는 Zb)가 0이 되면 상단 대역에 저지 특성이 나타나고, 그 저지 주파수(fp)는 다음 식 3 및 식 4에 의해 정해진다. 여기서, N은 N은 0,1,2..와 같은 정수를 의미한다.
(3) (3)
(4) (4)
도 8은 본 발명의 일실시형태에 따른 입출력 연결 단자의 변화에 따른 상단대역의 저지 주파수(fp)에 대한 저지 특성을 보여주고 있는데, 특히 d의 값을 점차 증가시켰을 때마다 나타나는 저지대역의 감쇄 특성을 보여준다. 도 7에서, (a) 그래프는 d의 값이 가장 클 때이며, (c) 그래프의 경우가 가장 작을 때이다.FIG. 8 illustrates a stop characteristic of a stop frequency (fp) of an upper band according to a change of an input / output connection terminal according to an exemplary embodiment of the present invention. In particular, the stop band attenuation that appears every time the value of d is gradually increased. Show characteristics In FIG. 7, (a) the graph is when d is the largest value, and (c) the graph is when it is the smallest.
도 8을 참조하면, 저지 대역의 특성은 변하여도 통과대역의 삽입손실에는 영향이 없음을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the insertion loss of the pass band is not affected even if the characteristic of the stop band is changed.
본 발명에서 구현된 부하 커패시터는 다단 공진기의 저임피던스 부분과 연결되어 공진기의 물리적 길이를 감소 시키는 역할을 하는 동시에 상단 대역의 저지 특성을 개선시킨다. The load capacitor implemented in the present invention is connected to the low impedance part of the multi-stage resonator to reduce the physical length of the resonator and to improve the stop band characteristic of the upper band.
하기의 식 5는 상단대역의 특정 주파수에 대해서 저지를 하기 위한 CL 값을 계산할 수 있는 식이다. Equation 5 below is a formula that can calculate the CL value for blocking for a specific frequency of the upper band.
(5) (5)
상기 식5에서, θr에 해당하는 공진기의 물리적 길이 값과 CL과의 상관 관계를 알 수 있다.In Equation 5, the correlation between the physical length of the resonator corresponding to θr and C L can be seen.
그러나, CL을 크게 하면 할수록 부하 커패시터의 임피던스가 작아져 많은 신호가 빠져나간다. 그로 인해, 입력되는 신호의 삽입손실이 증가하게 되어 전체 무선 통신 시스템의 성능이 떨어지게 된다.However, the larger C L , the smaller the impedance of the load capacitor, and more signals are lost. As a result, the insertion loss of the input signal is increased, thereby degrading the performance of the entire wireless communication system.
따라서, 본 발명에서는 상단 대역의 저지 특성 및 물리적 길이를 결정하는 CL의 값과 삽입손실 사이에 최적의 값을 실험을 통해 결정하였고, 부족한 저지 특성은 위에서 기술된 입출력 단자의 위치를 조정하여 특정 주파수의 저지 특성을 개선시키고 있다.Therefore, in the present invention, the optimal value between the insertion loss and the value of C L , which determines the stop characteristics and the physical length of the upper band, was determined through experiments. The stopping characteristics of the frequency are improved.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 부하 커패시터의 용량값을 증가시킴에 따른 상단 대역의 저지 특성 및 저지 주파수를 보여 주고 있다.Figure 9 shows the stop characteristics and the stop frequency of the upper band as increasing the capacitance value of the load capacitor according to an embodiment of the present invention.
도 9에서, (d)의 경우가 가장 용량이 큰 값으로 저지 주파수가 중심 주파수와 가까운 값을 나타내고 있으나, 삽입손실과 반사손실의 값이 나빠지고 있음을 나타낸다. 따라서, 본 발명에서 제안하고 있는 바와 같이, 부하 커패시터의 용량값의 효과는 탭 형태의 입출력 단자의 위치에 의해 함께 보상해 주어야 한다.In FIG. 9, the case of (d) shows the largest capacitance and the stop frequency is close to the center frequency, but the insertion loss and the return loss are worse. Therefore, as proposed in the present invention, the effect of the capacitance value of the load capacitor should be compensated together by the position of the input-output terminal in the form of a tab.
최종적으로, 본 발명에서는 하단 대역의 저지 특성을 증가시키기 위해 공진기의 고임피던스부에 연결된 노치용 커패시터를 제공하고 있는데, 고임피던스부에 커패시터를 연결하고 끝단을 접지와 연결한 구조로 공진기와 커패시터의 관계가 아래의 식 6을 만족하는 주파수(Ws)에서 공진이 발생하도록 함으로써 필터의 저지 특성을 개선시킬 수 있게 된다.Finally, the present invention provides a notch capacitor connected to the high impedance part of the resonator in order to increase the stop characteristic of the lower band, and the relationship between the resonator and the capacitor in a structure in which the capacitor is connected to the high impedance part and the end is connected to ground. The resonance characteristic of the filter can be improved by causing resonance to occur at a frequency
(6) (6)
도 10은 본 발명의 일실시형태에 따른 대역통과필터의 저지특성을 보여주는 그래프이다.10 is a graph showing stop characteristics of a band pass filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, (g)의 경우는 탭 형태의 입출력 단자의 위치와 적당한 부하커패시터 용량값으로 구현되는 상단 대역의 저지 특성을 나타내고 있으며, (h)의 경우는 노치용 커패시터의 용량 값으로 구현되는 하단 대역의 저지 특성을 나타내고 있다.Referring to FIG. 10, (g) shows the stop characteristic of the upper band implemented by the position of the tab-type input / output terminal and an appropriate load capacitor capacity value, and (h) shows the capacitance value of the notch capacitor. The stop characteristics of the lower band are shown.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 단차 임피던스 공진기를 사용하여 고임피던스 부분과 저임피던스 부분의 비를 일정하게 유지함으로써, 즉 고임피던스 부와 저임피던스부의 임피던스 비, 각 부분의 상대적 길이에 따른 고조파 감쇄 특성을 개선시켜서 통과 대역 이외의 부분에서 저지 특성을 개선시킬 수 있고, 접지에 연결되는 고임피던스 부분을 민더 형태로 구현함으로서 전체 크기를 감소시킬 수 있다.As described above, in the present invention, by using a stepped impedance resonator, the ratio between the high impedance portion and the low impedance portion is kept constant, that is, the impedance ratio of the high impedance portion and the low impedance portion, and the harmonic attenuation characteristics according to the relative length of each portion are improved. In this case, the rejection characteristics may be improved at parts other than the pass band, and the overall size may be reduced by implementing the high impedance part connected to the ground in the form of a meander.
또한, 본 발명에서는 입출력부가 직접 공진기에 탭 형태로 연결되도록 함으로서 공진기에서 탭의 위치를 조절하여 감쇄 특성을 개선시킬 수 있으며, 노치용 커패시터의 용량 값으로 구현되는 하단 대역의 저지 특성을 개선시킬 수 있다.In addition, in the present invention, the input / output unit is directly connected to the resonator in the form of a tab, thereby adjusting the position of the tap in the resonator to improve the attenuation characteristic, and to improve the stop characteristic of the lower band implemented by the capacitance value of the notch capacitor. .
또한, 본 발명의 적층형 대역 통과 필터는 구현하고자 하는 시스템 모듈 내에 내장하여 그 위에 능동소자나 수동소자 등을 실장하여 제작할 수 있으며, 이를 통해 전체 시스템의 크기를 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the stacked band pass filter of the present invention may be built in a system module to be implemented to mount an active device or a passive device thereon, thereby reducing the size of the entire system.
Claims (5)
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