KR100884249B1 - Ｒｆ 필터의 튜닝 볼트 고정 구조 - Google Patents

Abstract

튜닝 볼트 고정 구조 및 이를 이용한 RF 필터가 개시된다. 개시된 RF 필터는 공진기의 홈 내벽에 도포되는 절연층; 튜닝 볼트의 하부 또는 상기 절연층 중 어느 하나에 고정되며 상기 튜닝 볼트 및 절연층에 접속하는 탄성체를 포함하되, 상기 탄성체는 상기 튜닝 볼트의 움직임에 따라 수축 또는 이완된다. 개시된 필터에 의하면, 보다 단순한 구조로 RF 필터의 튜닝 볼트를 자체적으로 고정시킬 수 있으며, 보다 신뢰성 있게 튜닝 볼트를 자체 고정시킬 수 있는 장점이 있다

튜닝, 볼트, 고정, 스프링

Description

ＲＦ 필터의 튜닝 볼트 고정 구조{Locking Structure for Tuning Bolt of RF Filter}

본 발명은 RF 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RF 필터의 튜닝 볼트 고정 구조에 관한 것이다.

RF 필터는 입력되는 주파수 신호 중 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키기 위한 장치로서 다양한 형식으로 구현되고 있다. RF 필터의 대역 통과 주파수는 필터의 인덕턴스 성분 및 캐패시턴스 성분에 의해 정해지며, 필터의 대역 통과 주파수 또는 대역폭을 조절하는 작업을 튜닝이라 한다.

이러한 주파수 튜닝에는 주로 튜닝 볼트가 이용된다. 튜닝 볼트는 RF 필터의상부 커버에서 RF 필터 내부로 관통되어 삽입되는 볼트로서, 조이거나 푸는 방식으로 그 높낮이를 조절하여 주파수 튜닝이 이루어진다.

이러한 튜닝 볼트를 사용하여 튜닝 작업 시, 튜닝 볼트 조절을 통해 튜닝을 완료한 후, 너트 등을 이용하여 튜닝 볼트를 고정시키는 것이 일반적이었다. 그러나, 너트에 의해 튜닝 볼트를 고정시키는 과정에서 튜닝 볼트의 유동으로 인해 그 위치가 미세하게 변하는 문제점이 있었다. 이 경우, 다시 튜닝 볼트를 미세 조절해 야 하는 바, 이는 제작 시간 및 생산 비용을 증가시키는 문제점이 있었으며, 미세 조절 작업을 반복하여야 하는 번거로움이 있었고, 운용 중 진동 등에 취약하여 신뢰성에도 문제가 있었다. .

이러한 문제점을 해결하기 위해, 튜닝 완료 후 별도의 고정 작업 없이 자체적으로 고정 가능하도록 한 튜닝 볼트 고정 구조가 연구되었다.

도 3은 종래의 튜닝 볼트 자체 고정 구조의 일례를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 튜닝 볼트(1)와 결합되는 너트(2)의 하부에 스프링 와셔(3)를 결합시킨 구조가 도시되어 있다.

튜닝 볼트에 의한 튜닝이 완료될 경우, 너트(2)의 하부에 구비된 스피링 와셔(3)는 탄성에 의한 반발력을 제공하며, 이로 인해, 별도의 고정 작업 없이도 튜닝 볼트의 고정이 가능하다.

그러나, 도 3에 도시된 자체 고정 구조는 미세한 크기의 스프링 와셔(3)를 너트(2)에 고정 시켜야 하는 바, 구현이 어려운 문제점이 있으며 튜닝 볼트(1)의 회전 시 스프링 와셔(3)와 커버 바닥과의 마찰력이 튜닝을 방해하는 문제점이 있었다.

도 4는 종래의 또 다른 튜닝 볼트 자체 고정 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 튜닝 볼트의 나사선 부분에 수직인 슬롯(32)과 교차 섹션(34a, 34b)을 형성하며, 튜닝 볼트의 튜닝 완료 시 형성된 슬롯 및 교차 섹션에 의해 자체적으로 고정이 되도록 한다.

도 4와 같이 튜닝 볼트의 나사선 파트의 형성을 변경하여 튜닝 볼트를 자체 고정하는 방식은 튜닝 볼트의 세공이 복잡해지며 또한 자체 고정의 신뢰도가 높지 않은 문제점이 있었다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 보다 단순한 구조로 RF 필터의 튜닝 볼트를 자체적으로 고정시킬 수 있는 튜닝 볼트 고정 구조 및 RF 필터를 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 보다 신뢰성 있게 튜닝 볼트를 자체 고정시킬 수 있는 튜닝 볼트 고정 구조 및 RF 필터를 제안하고자 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 공진기의 홈 내벽에 도포되는 절연층; 튜닝 볼트의 하부 또는 상기 절연층 중 어느 하나에 고정되며 상기 튜닝 볼트 및 절연층에 접속하는 탄성체를 포함하되, 상기 탄성체는 상기 튜닝 볼트의 움직임에 따라 수축 또는 이완되는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터가 제공된다.

상기 탄성체는 상기 튜닝 볼트의 튜닝 완료 시 상기 튜닝 볼트에 탄성에 의한 반발력을 제공한다.

상기 탄성체는 스프링을 포함하고 상기 절연층은 테프론 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 공진기의 홈 내벽에 도포되는 절연층; 튜닝 볼트의 하부에서 연장되는 연결 바; 상기 연결바에 결합되는 가압 플레이트; 상기 가압 플레이트 또는 상기 절연층 중 어느 하나에 고정되며, 상기 가압 플레이의 움 직임에 따라 수축 또는 이완되는 탄성체를 포함하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 튜닝 볼트의 하부에 결합되는 탄성체, 상기 탄성체의 하부에 결합되며 상기 탄성체가 공진기에 전기적으로 접촉하는 것을 방지하는 절연 부재를 포함하되, 상기 탄성체는 상기 튜닝 볼트의 움직임에 따라 수축 되는 이완되는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 튜닝 볼트의 하부에서 연장되는 연결 바; 상기 연결바에 결합되는 가압 플레이트; 상기 가압 플레이트의 하부에 결합되며 상기 가압 플레이의 움직임에 따라 수축 또는 이완되는 탄성체; 및 상기 탄성체의 하부에 결합되어 상기 탄성체가 공진기에 전기적으로 접촉하는 것을 방지하는 절연 부재를 포함하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터가 제공된다.

본 발명은 보다 단순한 구조로 RF 필터의 튜닝 볼트를 자체적으로 고정시킬 수 있으며, 보다 신뢰성 있게 튜닝 볼트를 자체 고정시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조 및 이를 이용한 RF 필터를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 튜닝 볼트의 고정 구조를 설명하기에 앞서 RF 필터 및 RF 필터의 튜닝에 대해 먼저 살펴보기로 한다.

도 1은 일반적인 RF 필터의 분리 사시도를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 RF 필터는 하우징(110), 공진기(120), 커버(160) 및 다수의 튜닝 볼트(170, 171)를 포함한다.

금속 하우징에는 입력 커넥터(113) 및 출력 커넥터(111)가 결합되며, 입력 커넥터(113)로는 RF 신호가 인가되고, 출력 커넥터로는 필터에 의해 필터링된 RF 신호가 출력된다. 입력 커넥터 및 출력 커넥터의 위치는 필터의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

RF 필터에는 다수의 캐비티를 형성하기 위한 월이 구비되며, 각각의 캐비티에 공진기가 구비된다. 캐비티의 한 면에는 RF 신호의 커플링을 위한 커플링 윈도우가 형성되며, 커플링 윈도우를 통해 공진기에서 다른 공진기로 RF 신호가 커플링된다.

RF 필터의 커버에는 다수의 나사홀이 형성된다. 나사홀은 하우징(110)에 구비되는 공진기(120)의 위치에 상응하여 형성된다. 나사홀은 커플링 윈도우의 위치에 상응하여 형성될 수도 있다.

각각의 나사홀에는 튜닝 볼트가 결합되며, 튜닝 볼트는 나사홀을 통해 RF 필터의 내부로 관통되어 삽입된다. 튜닝 볼트 중 공진기의 위치에 상응하는 튜닝 L트는 공진 주파수의 튜닝에 주로 이용되며, 커플링 윈도우 위치에 상응하는 튜닝 볼트는 대역폭 튜닝에 주로 이용된다.

RF 신호는 입력 커넥터(113)를 통해 RF 필터 내부로 입력되며, RF 신호는 입력 커넥터와 인접한 공진기에 커플링을 통해 제공된다. 입력 커넥터와 공진기가 동선에 의해 연결되는 경우 유도성 커플링에 의해 RF 신호가 제공될 수 있다.

각각의 캐비티 및 공진기 조합은 전자 회로에서 병렬 LC 공진회로로 작용한다. RF 신호가 입력 커넥터에 인가될 때, 동선에 전류가 흐르면서 자계 에너지가 형성된다. 자계 에너지는 병렬 LC 공진회로로 동작하는 캐비티 및 공진기 조합에 제공되며, 공진회로에 전달된 자계 에너지 중 LC 공진 주파수에 상응하는 주파수 에너지는 인접한 다음의 캐비티 공진기 조합에 전달되며, 그 외의 주파수 에너지는 접지로 유도된다.

전술한 바와 같이, 공진기에서 다른 공진기로의 주파수 에너지 전달은 유도성 또는 용량성 커플링에 의해 이루어지며, 커플링 윈도우가 커플링이 가능하도록 한다.

상술한 바와 같은 과정을 통해 공진 주파수에 상응하는 주파수 에너지가 LC 공진회로에 커플링되면서, 미리 설정된 주파수에 상응하는 주파수 신호만이 출력 커넥터에 출력된다.

도 2는 종래의 일반적인 RF 필터 중 하나의 캐비티의 단면도를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 튜닝 볼트(170)는 이를 조이거나 풀어주는 과정을 통해 공진기(120)와의 위치 관계가 변동된다. 이때, 튜닝 볼트(170)와 공진기 사이의 거리 차에 상응하여 캐패시턴스가 형성된다.

필터의 공진 주파수는 LC 공진회로의 L 및 C 값에 의해 결정되며, 구체적인 수식은 다음의 수학식 1과 같다.

또한, 캐패시턴스는 다음의 수학식 2에 의해 결정된다.

위 수학식2에서, ε은 유전율이고, S는 단면적이며, d는 거리를 의미한다.

즉, 튜닝 볼트와 공진기 사이의 거리가 길어질수록 캐패시턴스가 작아지고, 거리가 짧아질수록 캐패시턴스가 커진다.

이와 같이, 튜닝 볼트와 공진기 사이의 거리를 조절하여 캐패시턴스를 조절함으로써 필터의 공진 주파수를 튜닝할 수 있다.

종래 기술에서 살펴본 바와 같이, 공진기와 튜닝 볼트 사이의 거리는 튜닝에 있어 중요한 요소이나, 너트 등으로 튜닝 볼트를 고정시키는 과정에서 튜닝 볼트의 위치가 미세하게 변화되는 문제점이 있었다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, RF 필터의 각각의 캐비티에는 공진기(500)가 구비되며, 공진기 위치에 상응하여 튜닝 볼트(502)가 캐비티 내부로 관통된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 튜닝 볼트의 하부에는 탄성체가 결합되며, 상기 탄성체로 스프링(504)이 이용될 수 있다.

공진기(500)에는 원통형의 홈이 형성되며, 상기 홈 내부로 튜닝 볼트가 삽입된다. 상기 홈의 내벽에는 유전체 재질의 절연층(506)이 도포된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유전체 재질은 테프론 재질일 수 있다. RF 필터에는 동작 시 높은 온도의 열이 발생하므로 이를 견딜 수 있는 테프론 재질이 사용되는 것이 바람직하나, 유전체 절연층이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 재질의 유전체 재질이 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

도 5에는 원통형의 공진기가 도시되어 있으나, 공진기의 형상은 다양하게 변경될 수 있으며, 예를 들어 디스크에 원통형이 결합된 공진기가 사용될 수도 있을 것이다.

상기 스프링(504)은 튜닝 볼트의 하부가 아닌 절연층에 고정 설치될 수도 있다. 즉, 스프링(504)은 튜닝 볼트(500) 또는 절연층(506)에 선택적으로 고정될 수 있으며, 어느 구성 요소에 고정이 되더라도 스프링(504)은 다른 구성 요소에 접촉할 수 있는 길이를 가지는 것이 바람직하다.

절연층(506)은 스프링(504)과 공진기(500)가 전기적으로 단락되는 것을 방지한다. 스프링 재질로 금속 재질이 사용될 수 있고 공진기의 재질로 금속 재질이 사용될 수 있으므로 스프링과 금속 재질이 연결될 경우 전기적으로 단락 상태가 되어 캐패시턴스가 형성되지 않는다.

튜닝 볼트를 조이거나 푸는 동작에 의해 튜닝 볼트의 관통되는 깊이는 가변된다.

튜닝이 완료되었을 경우, 종래에는 튜닝 볼트를 너트를 이용하여 고정시키는 작업 등이 필요하였으나, 본 발명의 실시예에 따르면, 튜닝 완료시 스프링(504)의 탄성에 의해 튜닝 볼트에 탄성력이 작용한다.

이와 같은 탄성력은 튜닝 볼트에 역방향 반발력을 제공함으로써 튜닝 완료 시 별도의 고정 작업 없이도 자체적으로 고정이 된다.

이와 같이, 스프링을 튜닝 볼트 또는 절연층에 고정 시키는 것은 도 3에 도시된 판 스프링의 결합과 같이 세밀한 공정을 필요로 하지 않으며, 아울러 탄성력만이 튜닝에 방해가 될 뿐 마찰력이 존재하지 않으므로 보다 용이한 튜닝이 이루어질 수 있다.

도 7은 도 5와 같은 캐비티 내부 구조에서 캐패시턴스가 형성되는 상태를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 공진기 홈의 하부벽과 튜닝 볼트 하부 사이에 형성되는 제1 캐패시턴스(C1) 및 공진기 홈의 측벽과 튜닝 볼트의 측면부 사이에 형성되는 제2 캐패시턴스(C2)가 존재한다.

도 7에서, 제1 캐패시턴스(C1)는 튜닝 볼트 하부와 홈 하부벽 사이의 거리에 의해 결정된다. 또한, 제2 캐패시턴스는 튜닝 볼트 측면과 홈의 측벽이 서로 겹치는 면적에 의해 결정된다.

즉, 튜닝 볼트를 조이거나 푸는 동작에 의해 튜닝 볼트 하부와 홈의 하부벽 사이의 거리 및 튜닝 볼트 측면과 홈의 측벽의 겹치는 영역을 가변시킴으로써 캐패시턴스를 가변시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 튜닝 볼트(500)의 하부에는 연결 바(510)가 결합되며, 연결 바(510)는 가압 플레이트(512)와 튜닝 볼트(500)를 연결한다. 가압 플레이트(512)는 튜닝 볼트의 움직임에 상응하여 스프링(504)를 가압한다

연결 바(510)와 가압 플레이트(512)가 추가적으로 구비된 점을 제외한 나머지 구성은 도 5와 동일하다.

연결 바(510)는 유전체 재질로 구현되고, 가압 플레이트(512)는 금속 재질로 구현될 수 있다.

도 6의 구성에 의할 경우, 보다 안정적으로 스프링에 대한 가압이 가능하다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도이다.

도 8의 도시된 실시예는 도 5의 실시예를 변형한 실시예이다. 도 5의 실시예에서 절연층이 공진기 내벽에 구비되나, 도 8에 도시된 실시예에서 절연 부재(800)가 스프링의 하부에 구비된다.

도 8의 실시예에서, 튜닝 볼트의 하부에는 스프링(802)의 일단이 결합되며, 스프링의 타단, 즉 스프링의 하부에는 절연 부재(800)가 결합된다. 절연 부재(800)는 도 5의 절연층과 같이 유전체 재질로 이루어질 수 있으며, 일례로 테프론이 사용될 수 있다.

도 8의 실시예에서 튜닝 볼트의 이동에 따라 스프링이 가압되며, 스프링의 하부에는 절연 부재가 결합되어 스프링이 공진기와 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 가압된 스프링은 반발력을 제공하여 튜닝 볼트의 자체적인 고정이 가능하도록 한다.

도 8에서, 절연 부재의 형태가 원통형인 경우가 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 스프링과 공진기간의 전기적인 연결을 방지할 수 있는 어떠한 형태의 절연 부재도 사용될 수 있을 것이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도이다.

도 9의 실시예는 도 6의 실시예를 변형한 실시예이다. 도 9를 참조하면, 튜닝 볼트의 하부에 가압 플레이트(920)가 결합되고, 가압 플레이트의 하부에는 스프링(910)의 일단이 결합되며, 스프링의 하부, 즉 스프링의 타단에는 절연 부재(900)가 결합된다. 도 9의 실시예에서 절연층 대신 절연 부재(900)가 구비되며, 절연 부재(900)는 스프링(902)이 공진기의 내벽과 전기적으로 접촉되는 것을 방지한다.

절연 부재(900)의 형태는 다양할 수 있으며, 스프링(900)의 반발력에 의해 튜닝 볼트는 자체적으로 고정된다.

도 1은 일반적인 RF 필터의 분리 사시도를 도시한 도면.

도 2는 종래의 일반적인 RF 필터 중 하나의 캐비티의 단면도를 도시한 도면.

도 3은 종래의 튜닝 볼트 자체 고정 구조의 일례를 도시한 도면.

도 4는 종래의 또 다른 튜닝 볼트 자체 고정 구조를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도.

도 7은 도 5와 같은 캐비티 내부 구조에서 캐패시턴스가 형성되는 상태를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜닝 볼트 고정 구조를 도시한 단면도.

Claims (12)

1. 공진기의 홈 내벽에 도포되는 절연층;

   튜닝 볼트의 하부 또는 상기 절연층 중 어느 하나에 고정되며 상기 튜닝 볼트 및 절연층에 접속하는 탄성체를 포함하되,

   상기 탄성체는 상기 튜닝 볼트의 움직임에 따라 수축 또는 이완되고 상기 튜닝 볼트의 튜닝 완료 시 상기 튜닝 볼트에 탄성에 의한 반발력을 제공하며 상기 절연층은 테프론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 탄성체는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
4. 삭제
5. 공진기의 홈 내벽에 도포되는 절연층;

   튜닝 볼트의 하부에서 연장되는 연결 바;

   상기 연결바에 결합되는 가압 플레이트;

   상기 가압 플레이트 또는 상기 절연층 중 어느 하나에 고정되며, 상기 가압 플레이의 움직임에 따라 수축 또는 이완되는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
6. 제5항에 있어서,

   상기 탄성체는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
7. 제5항에 있어서,

   상기 절연층은 테프론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
8. 제5항에 있어서,

   상기 연결바는 유전체 재질로 이루어지며, 상기 가압 플레이트는 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
9. 튜닝 볼트의 하부에 결합되는 탄성체,

   상기 탄성체의 하부에 결합되며 상기 탄성체가 공진기에 전기적으로 접촉하는 것을 방지하는 절연 부재를 포함하되,

   상기 탄성체는 상기 튜닝 볼트의 움직임에 따라 수축 또는 이완되고, 상기 탄성체는 스프링을 포함하며, 상기 절연 부재는 테프론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.
10. 삭제
11. 삭제
12. 튜닝 볼트의 하부에서 연장되는 연결 바;

    상기 연결바에 결합되는 가압 플레이트;

    상기 가압 플레이트의 하부에 결합되며 상기 가압 플레이의 움직임에 따라 수축 또는 이완되는 탄성체; 및

    상기 탄성체의 하부에 결합되어 상기 탄성체가 공진기에 전기적으로 접촉하 는 것을 방지하는 절연 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜닝 볼트 자체 고정이 가능한 RF 필터.

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