KR100893496B1

KR100893496B1 - Broadband filter with suspended substrate structure

Info

Publication number: KR100893496B1
Application number: KR1020070097183A
Authority: KR
Inventors: 김진섭; 문원규
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-17
Also published as: KR20090032187A

Abstract

본 발명은 서스펜디드 기판(Suspended Substrate) 구조를 갖는 여파기에서 복수의 'T'자형 공진기를 접지패턴에 접속된 브릿지선로에 각각 연결함에 따라 광대역 특성을 확보할 수 있는 광대역 여파기에 관한 것으로, 유전체의 하단면에 입력선로와 대응되는 위치에 형성되되, 'T'자 형상을 갖는 제1 공진선로와, 상기 유전체의 하단면에 출력선로와 대응되는 위치에 형성되되 'T'자 형상을 갖는 제2 공진선로, 및 상기 제1 공진선로와 제2 공진선로를 연결하며, 길이 방향의 양단이 유전체의 사이드에 형성된 접지패턴과 각각 연결되는 브릿지선로를 포함한다.The present invention relates to a broadband filter for securing broadband characteristics by connecting a plurality of 'T' resonators to a bridge line connected to a ground pattern in a filter having a suspended substrate structure. A first resonance line formed at a position corresponding to the input line on the surface and having a 'T' shape, and a second resonance formed at a position corresponding to the output line at the bottom surface of the dielectric, but having a 'T' shape And a bridge line connecting the first resonant line and the second resonant line and having both ends in the longitudinal direction connected to ground patterns formed on the side of the dielectric.

RF, 여파기, 광대역, 서스펜디드 기판, 스트립 선로 RF, Filter, Broadband, Suspended Boards, Strip Lines

Description

BROADBAND FILTER WITH SUSPENDED SUBSTRATE STRUCTURE}

본 발명은 여파기(Filter)에 관한 것으로, 특히 서스펜디드 기판(Suspended Substrate) 구조를 갖는 여파기에서 복수의 'T'자형 공진기를 접지패턴에 접속된 브릿지선로에 각각 연결함에 따라 광대역 특성을 확보할 수 있는 광대역 여파기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter. In particular, in a filter having a suspended substrate structure, broadband characteristics may be secured by connecting a plurality of 'T' resonators to bridge lines connected to ground patterns. Relates to a broadband filter.

일반적으로, RF기기의 송수신단에서는 안테나를 통해 수신된 RF신호 중 특정 주파수대역의 신호만을 필터링하여 통과시키는 대역통과 여파기가 채용된다. In general, a band pass filter for transmitting and filtering only a signal of a specific frequency band among RF signals received through an antenna is adopted in an RF device.

대역통과 여파기는 마이크로스트립(Micro Strip) 방식이나 서스펜디드 기판(Suspended Substrate) 방식 등으로 제작되는 데, 상기 마이크로스트립 방식은 유전체의 상하면에 도체가 형성되어 하우징에 내장되는 구조로 이루어져 있고, 서스펜디드 기판 방식은 유전체의 상하면에 도체가 형성되어 하우징에 내장됨과 아울러 상기 도체와 하우징 사이에 공기층(Air Gap)이 형성된 구조로 이루어져 있다. The bandpass filter is manufactured by a micro strip method or a suspended substrate method. The micro strip method has a structure in which a conductor is formed on the upper and lower surfaces of a dielectric and embedded in a housing. The conductor is formed on the upper and lower surfaces of the dielectric and embedded in the housing, and an air gap is formed between the conductor and the housing.

상기 서스펜디드 기판 방식은 공기층으로 인해 마이크로스트립 방식에 비해 유전율이 낮아져 회로선로의 선폭이 넓어지는 단점은 있지만 유전체의 손실이 적어 삽입손실과 반사계수의 특성이 좋다. The suspended substrate method has a disadvantage in that the dielectric constant is lower than that of the microstrip method due to the air layer, thereby increasing the line width of the circuit line.

이에 따라, 우수한 삽입손실과 반사계수의 특성이 요구되는 RF기기에서는 마이크로스트립 구조 보다는 서스펜디드 기판 구조의 여파기가 주로 사용된다.Accordingly, in the RF device that requires excellent insertion loss and reflection coefficient characteristics, the filter of the suspended substrate structure is mainly used rather than the microstrip structure.

한편, 이와 같은 구조로 이루어지는 대역통과 여파기는 RF기기의 용도와 목적에 따라 협대역 여파기가 사용되기도 하고, 광대역 여파기가 사용되기도 한다.On the other hand, a bandpass filter having such a structure may be used a narrowband filter or a broadband filter depending on the purpose and purpose of the RF device.

예컨대, 광대역 여파기의 경우 군용 레이더와 같은 군용장비의 RF 수신단에 사용될 수 있다.For example, the broadband filter can be used for the RF receiver of military equipment such as military radar.

이와 같은 종래의 광대역 여파기의 경우에는 저역통과 여파기와 고역통과 여파기가 상호 결합된 형태로 구현하였는데, 광대역 여파기를 구현할 때 저역통과 여파기와 고역통과 여파기에 대한 설계가 필요하였다.In the case of the conventional broadband filter, a low pass filter and a high pass filter are implemented in a mutually coupled form. When implementing the broadband filter, a low pass filter and a high pass filter were required.

따라서, 종래에는 하나의 광대역 여파기를 구현하기 위해서는 저역통과 여파기 및 고역통과 여파기를 각각 결합하고, 결합된 여파기에서의 성능 최적화를 위한 과정을 필요로 함에 따라 총 3번의 여파기의 설계과정을 거쳐야만 최종 완성품인 광대역 여파기를 얻게 된다. 이에 따라 광대역 여파기의 사이즈가 커지고 설계와 그 구현에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.Therefore, conventionally, in order to implement one broadband filter, a low pass filter and a high pass filter are respectively combined, and a process for optimizing the performance of the combined filter is required. You get a broadband filter. Accordingly, there is a problem that the size of the broadband filter increases and the design and the implementation take a lot of time.

본 발명의 목적은 복수의 T자형 공진선로를 접지패턴에 연결된 브릿지선로에 각각 연결하여 광대역 필터를 구현함으로써, 간단한 구조로 인해 여파기의 설계가 간단하고 그 사이즈를 줄일 수 있는 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to implement a wideband filter by connecting a plurality of T-shaped resonant lines to bridge lines connected to a ground pattern, so that the design of the filter is simple due to the simple structure, and the wideband filter of the suspended substrate structure can be reduced in size. To provide.

본 발명의 다른 목적은 복수의 T자형 공진선로를 접지패턴에 연결된 브릿지선로에 각각 연결하되 T자형 공진회로와 접지패턴간의 부하 커패시턴스를 유도함에 따라 광대역을 확보함과 아울러 넓은 저지대역을 확보할 수 있는 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to connect a plurality of T-shaped resonant line to the bridge line connected to the ground pattern, respectively, to induce a load capacitance between the T-shaped resonant circuit and the ground pattern to ensure a wide stopband and a wide stop band To provide a broadband filter with a suspended substrate structure.

본 발명의 또다른 목적은 복수의 T자형 공진선로를 접지패턴에 연결된 브릿지선로에 각각 연결하여 서스펜디드 기판(Suspended Substrate) 구조로 구현함에 따라 광대역을 확보함과 아울러 삽입손실과 반사계수의 특성을 개선하여 신호처리의 품질을 높일 수 있는 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to connect a plurality of T-shaped resonant line to the bridge line connected to the ground pattern to implement a suspended substrate structure to secure a broadband and improve the characteristics of insertion loss and reflection coefficient Therefore, the present invention provides a broadband filter having a suspended substrate structure capable of improving the quality of signal processing.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 소정의 유전율을 갖는 유전체; 상기 유전체의 상단면의 일측에 형성되는 입력선로; 상기 상단면의 타측에 입력선로와 일정 간격 이격되어 형성되는 출력선로; 상기 유전체의 하단면에 입력선로와 대응되는 위치에 형성되되, 'T'자 형상을 갖는 제1 공진선로; 상기 유전체의 하단면에 출력선로와 대응되는 위치에 형성되되, 'T'자 형상을 갖는 제2 공진선 로; 및 상기 제1 공진선로와 제2 공진선로를 연결하며, 길이 방향의 양단이 유전체의 사이드에 형성된 접지패턴과 각각 연결되는 브릿지선로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object, a dielectric having a predetermined dielectric constant; An input line formed at one side of an upper surface of the dielectric; An output line spaced apart from the input line at a predetermined interval on the other side of the upper surface; A first resonance line formed at a position corresponding to the input line on the bottom surface of the dielectric and having a 'T' shape; A second resonant line formed at a position corresponding to the output line on the bottom surface of the dielectric and having a 'T' shape; And a bridge line connecting the first resonant line and the second resonant line and having both ends in the longitudinal direction connected to ground patterns formed on the side of the dielectric, respectively.

상기 제1 공진선로와 브릿지선로, 및 제2 공진선로의 연결 구조는 전체적으로 대략 '王'자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 제1 공진선로 및 제2 공진선로는 접지패턴과 부하 커패시터가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.The first resonant line, the bridge line, and the second resonant line are connected to each other in a substantially 'wang' shape. The first resonant line and the second resonant line are connected to the ground pattern and the load capacitor, respectively. It is characterized by being formed.

상기 제1 공진선로는 입력선로와 형성되는 커패시터 성분과, 각 접지패턴과 병렬로 형성되는 복수의 커패시터 성분과, 상기 브릿지선로와 형성되는 인덕터 성분으로 이루어지고, 상기 제2 공진선로는 출력선로와 형성되는 커패시터 성분과, 각 접지패턴과 병렬로 형성되는 복수의 커패시터 성분과, 상기 브릿지선로와 형성되는 인덕터 성분으로 이루어지며, 상기 브릿지선로는 유전체의 사이드에 형성된 각 접지패턴과 병렬로 형성되는 복수의 인덕터 성분으로 이루어지되 상기 제1 및 제2 공진선로의 각 인덕터 성분을 상호 연결하는 구조인 것을 특징으로 한다.The first resonant line includes a capacitor component formed with an input line, a plurality of capacitor components formed in parallel with each ground pattern, and an inductor component formed with the bridge line, and the second resonant line includes an output line and And a capacitor component to be formed, a plurality of capacitor components formed in parallel with each ground pattern, and an inductor component formed with the bridge lines, wherein the bridge lines are formed in parallel with each ground pattern formed at the side of the dielectric. It consists of an inductor component of the first and second resonant line characterized in that the structure for interconnecting each inductor component.

상기 입력선로의 길이 방향과 제1 공진선로의 길이 방향은 상호 수직이며, 상기 출력선로의 길이 방향과 제2 공진선로의 길이 방향은 상호 수직인 것인 것을 특징으로 한다.The length direction of the input line and the length direction of the first resonance line are perpendicular to each other, and the length direction of the output line and the length direction of the second resonance line are perpendicular to each other.

상기 입력 및 출력선로와 제1 및 제2 공진선로의 연결 구조는 브로드사이드 커플링(broadside coupling) 구조인 것을 특징으로 한다.The connection structure between the input and output lines and the first and second resonant lines may be a broadside coupling structure.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 여파기는 복수의 T자형 공진선로를 접지패턴에 연결된 브릿지선로에 각각 연결하여 광대역 필터를 구현함으로써, 간단한 구조로 인해 여파기의 설계가 간단하고 그 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있는 이점이 있다.As described above, the filter according to the present invention implements a broadband filter by connecting a plurality of T-shaped resonant lines to bridge lines connected to ground patterns, thereby simplifying the design of the filter and greatly reducing its size. There is an advantage to this.

또한, 복수의 T자형 공진선로를 접지패턴에 연결된 브릿지선로에 각각 연결하되 T자형 공진회로와 접지패턴간의 부하 커패시턴스를 유도함에 따라 광대역을 확보함과 아울러 넓은 저지대역을 확보하여 신호처리가 용이한 이점이 있다.In addition, by connecting a plurality of T-shaped resonant lines to the bridge line connected to the ground pattern, inducing load capacitance between the T-shaped resonant circuit and the ground pattern to secure a wide band and secure a wide stop band for easy signal processing. There is an advantage.

또한, 복수의 T자형 공진선로를 접지패턴에 연결된 브릿지선로에 각각 연결하여 서스펜디드 기판(Suspended Substrate) 구조로 구현함에 따라 광대역을 확보함과 아울러 삽입손실과 반사계수의 특성을 개선하여 신호처리의 품질을 높일 수 있는 이점이 있다.In addition, by connecting a plurality of T-shaped resonant lines to the bridge lines connected to the ground pattern to implement a suspended substrate structure, the broadband quality is secured and the characteristics of the signal loss are improved by improving the characteristics of insertion loss and reflection coefficient. There is an advantage to increase.

또한, RF신호의 입출력을 위한 선로의 면적을 늘려줌으로써, 브로드사이드 커플링의 효과를 높여서 보다 넓은 광대역 특성을 확보할 수 있는 이점이 있다.In addition, by increasing the area of the line for input and output of the RF signal, there is an advantage that the wider broadband characteristics can be secured by increasing the effect of the broadband coupling.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 RF용 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 각각 나타낸 분리사시도 및 결합도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 회로기판을 각각 나타낸 평면도 및 저면도로서, 광대역 여파기(100)는 회로기판(110) 과 상단 하우징(130), 및 하단 하우징(150)을 포함하여 구성되어 있다.1A and 1B are respectively an exploded perspective view and a combined view showing a broadband filter of a suspended substrate structure for RF according to the present invention, and FIGS. 2A and 2B are plan and bottom views respectively showing a circuit board according to the present invention. The filter 100 includes a circuit board 110, an upper housing 130, and a lower housing 150.

상기 회로기판(110)은 유전체(111)의 상하면에 공진회로가 스트립 라인으로 패터닝되어 있는 것으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 입력선로(112)와 제1 공진선로(113), 브릿지선로(114), 제2 공진선로(115), 접지패턴(116, 117) 및 출력선로(118)가 유전체(111)의 상하단면에 각각 형성되어 있다.The circuit board 110 is a resonant circuit patterned by strip lines on the upper and lower surfaces of the dielectric 111. As shown in FIGS. 2A and 2B, the input line 112, the first resonant line 113, and the bridge are shown. The line 114, the second resonant line 115, the ground patterns 116 and 117, and the output line 118 are formed on upper and lower end surfaces of the dielectric 111, respectively.

상기 유전체(111)는 공기의 유전율(ε0)보다 높은 유전율(ε)을 갖는 부도체로서, 유전율이 높을수록 RF신호에 대한 분극이 잘 일어나는 특성이 있다.The dielectric 111 is an insulator having a dielectric constant ε higher than that of air ε 0. The higher the dielectric constant is, the more polarized the RF signal is.

입력선로(112)는 유전체(111)의 상단면의 일측에 형성되어 있고, 출력선로(118)는 유전체(111)의 상단면의 타측에 형성되되 입력선로(112)와 일정 간격 이격되어 형성된 스트립 선로이다.The input line 112 is formed on one side of the top surface of the dielectric 111, and the output line 118 is formed on the other side of the top surface of the dielectric 111 but is spaced apart from the input line 112 by a predetermined interval. It's a track.

제1 공진선로(113)는 상기 유전체(111)의 하단면에 입력선로(112)와 대응되는 위치에 형성되되, 'T'자형 형태로 이루어져 있고, 제2 공진선로(115)는 상기 유전체(111)의 하단면에 출력선로(118)와 대응되는 위치에 형성되되, 'T'자형 형태로 이루어져 있다.The first resonant line 113 is formed at a position corresponding to the input line 112 on the bottom surface of the dielectric 111 and has a 'T' shape, and the second resonant line 115 is formed of the dielectric ( It is formed at a position corresponding to the output line 118 on the bottom surface of the 111, it is made of a 'T' shape.

아울러, 브릿지선로(114)는 상기 제1 공진선로(113)와 제2 공진선로(115)를 연결하며, 길이 방향의 양단이 유전체(111)의 사이드에 각각 형성된 접지패턴(116, 117)과 연결 형성된 K-인버터로 구성되어 있다.In addition, the bridge line 114 connects the first resonant line 113 and the second resonant line 115, and the ground patterns 116 and 117 formed at both ends of the length direction in the side of the dielectric 111, respectively. It consists of a connected K-inverter.

상기 접지패턴(116, 117)은 유전체(111)의 상하단면의 사이드에 각각 형성되어 접지 특성을 확보하기 위하여 다수의 비아홀이 형성되어 있으며, 각 접지패턴(116, 117)은 브릿지선로(114)와 물리적으로 연결되어 있다.The ground patterns 116 and 117 are formed on the upper and lower side surfaces of the dielectric 111, respectively, and a plurality of via holes are formed to secure grounding characteristics. Each of the ground patterns 116 and 117 is a bridge line 114. Is physically connected to

상기 제1 공진선로(113)와 브릿지선로(114), 및 제2 공진선로(115)의 선로 구조는 도 2b에서 보는 바와 같이 전체적으로 대략 '王'자 형상으로 이루어져 있다.The line structures of the first resonant line 113, the bridge line 114, and the second resonant line 115 have a generally 'wang' shape as shown in FIG. 2B.

아울러, 상기 입력선로(112)와 제1 공진선로(113) 및 출력선로(118)와 제2 공진선로(115)의 연결 구조는 유전체(111)를 기준으로 서로 다른 면에 형성된 브로드사이드 커플링(broadside coupling) 구조로 이루어져 있다.In addition, the connection structure of the input line 112, the first resonant line 113, the output line 118 and the second resonant line 115 is a broadside coupling formed on different surfaces based on the dielectric 111 (broadside coupling) structure.

또한, 도 2b에서 보듯이 입력선로(112; 점선으로 표시됨)의 길이 방향과 제1 공진선로(113)의 길이 방향은 상호 수직으로 형성되어 있으며, 상기 출력선로(118; 점선으로 표시됨)의 길이 방향과 제2 공진선로(115)의 길이 방향도 상호 수직으로 형성되어 있다. In addition, as shown in FIG. 2B, the length direction of the input line 112 (indicated by a dotted line) and the length direction of the first resonant line 113 are formed perpendicular to each other, and the length of the output line 118 (indicated by a dotted line). Direction and the longitudinal direction of the second resonance line 115 are also formed perpendicular to each other.

이와 같은 구조로 이루어진 회로기판(110)은 도 1a에서 보는 바와 같이 하우징 내에 장착되게 된다. The circuit board 110 having such a structure is mounted in the housing as shown in FIG. 1A.

상기 하우징은 알루미늄이나 구리와 같은 재질의 도체로서, 상단 하우징(130)과 하단 하우징(150)으로 이루어져 있는데, 상단 하우징(130)은 길이 방향을 따라 일정 깊이의 홈(131)이 형성되어 있고, 하단 하우징(150)은 상기 상단 하우징(130)의 홈(131)에 대응되는 위치에 길이 방향을 따라 일정 깊이의 홈(151)이 형성됨과 아울러 상기 홈(151)과 상단면에 사이에 일정 깊이의 단턱(153)이 형성되어 있다.The housing is made of a material such as aluminum or copper, the upper housing 130 and the lower housing 150, the upper housing 130 is a groove 131 of a predetermined depth is formed along the longitudinal direction, The lower housing 150 has a groove 151 having a predetermined depth along a length direction at a position corresponding to the groove 131 of the upper housing 130, and a predetermined depth between the groove 151 and the top surface. Stepped step 153 is formed.

즉, 도 1b와 같이 상단 하우징(130)과 하단 하우징(150)의 각 홈(131, 151) 사이에 회로기판(110)이 위치되게 되는 데, 회로기판(110)의 접지패턴(116, 117)은 하단 하우징(150)의 단턱(153)에 위치함에 따라 상단 및 하단 하우징(130, 150)의 홈(131, 151)을 제외한 가장자리 부분은 회로기판(110)의 접지패턴(116, 117)과 밀착되게 된다.That is, as shown in FIG. 1B, the circuit board 110 is positioned between the grooves 131 and 151 of the upper housing 130 and the lower housing 150. The ground patterns 116 and 117 of the circuit board 110 are positioned. ) Is located at the stepped portion 153 of the lower housing 150, so that the edges of the upper and lower housings 130 and 150 except for the grooves 131 and 151 are formed on the ground patterns 116 and 117 of the circuit board 110. It comes in close contact with

이에 따라 회로기판(110)에 형성된 스트립 선로(112, 113, 114, 115, 118)와 상단 및 하단 하우징(130, 150)의 홈(131, 151)은 일정 간격 이격된 공기층(140, 160; Air Gap)을 각각 형성하게 된다.Accordingly, the strip lines 112, 113, 114, 115, and 118 formed on the circuit board 110 and the grooves 131 and 151 of the upper and lower housings 130 and 150 are spaced apart from each other by air layers 140 and 160. Air Gap) will be formed respectively.

이와 같이 본 발명에 의한 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기(100)는 회로기판(110)의 스트립 선로와 하우징 사이에 공기층(140, 160)이 형성된 서스펜디드 기판(Suspended Substrate) 구조로 이루어져 있다.As described above, the broadband filter 100 of the suspended substrate structure according to the present invention has a suspended substrate structure in which air layers 140 and 160 are formed between the strip line of the circuit board 110 and the housing.

도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 공진회로에 대한 등가회로를 나타낸 것으로서, 각 스트립 선로(112, 113, 114, 115 및 118)와 접지패턴(116, 117) 사이에는 전계(Electric Field)가 형성되며, 스트립 선로(112, 113, 114, 115 및 118)의 주변에는 자계(Magnetic Field)가 존재하게 되는 데, 전계는 커패시터 성분으로, 자계는 인덕터 성분으로 표시할 수 있다.3 shows an equivalent circuit for the resonant circuit shown in FIGS. 2A and 2B, wherein an electric field is formed between each strip line 112, 113, 114, 115, and 118 and the ground patterns 116, 117. Is formed, and a magnetic field exists around the strip lines 112, 113, 114, 115, and 118. An electric field may be represented by a capacitor component and a magnetic field by an inductor component.

도시된 바와 같이, 제1 공진선로(113)는 입력선로(112)와 형성되는 커패시터 성분(C1)과, 각 접지패턴(116, 117)과 병렬로 형성되는 복수의 커패시터 성분(C2, C3)과, 상기 브릿지선로(114)와 형성되는 인덕터 성분(L1)으로 이루어져 있다.As illustrated, the first resonant line 113 includes a capacitor component C1 formed with the input line 112 and a plurality of capacitor components C2 and C3 formed in parallel with the ground patterns 116 and 117. And an inductor component L1 formed with the bridge line 114.

상기 제2 공진선로(115)는 출력선로(118)와 형성되는 커패시터 성분(C4)과, 각 접지패턴(116, 117)과 병렬로 형성되는 복수의 커패시터 성분(C5, C6)과, 상기 브릿지선로(114)와 형성되는 인덕터 성분(L2)으로 이루어져 있다.The second resonant line 115 includes a capacitor component C4 formed with the output line 118, a plurality of capacitor components C5 and C6 formed in parallel with the ground patterns 116 and 117, and the bridge. And an inductor component L2 formed with the line 114.

그리고, 상기 브릿지선로(114)는 유전체(111)의 사이드에 형성된 각 접지패턴(116, 117)과 병렬로 형성되는 복수의 인덕터 성분(L3, L4)으로 이루어지되 상기 제1 및 제2 공진선로(113, 115)의 각 인덕터 성분(L1, L2)을 상호 연결하는 구조로 이루어져 있다.The bridge line 114 may include a plurality of inductor components L3 and L4 formed in parallel with the ground patterns 116 and 117 formed on the side of the dielectric 111. Each of the inductor components L1 and L2 of the 113 and 115 is interconnected.

즉, 제1 커패시터(C1)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 입력선로(112)와 제1 공진선로(113)에 의한 전계를 커패시터 성분으로 표시한 것이다. 여기서, 스트립 선로와 입/출력선로를 서로 근접하게 구현할 경우 상기 스트립 선로와 입/출력선로 사이에 전계가 발생하게 되는데, 이를 커플링 커패시터 성분이라 한다. That is, as illustrated in FIG. 2B, the first capacitor C1 displays an electric field generated by the input line 112 and the first resonant line 113 as a capacitor component. Here, when the strip line and the input / output line are implemented in close proximity to each other, an electric field is generated between the strip line and the input / output line, which is called a coupling capacitor component.

제2 커패시터(C2)는 제1 공진선로(113)와 유전체(111)의 일측 사이드에 형성된 접지패턴(116)에 의한 전계를 커패시터 성분으로 표시한 것이며, 제3 커패시터(C3)는 제1 공진선로(113)와 유전체(111)의 타측 사이드에 형성된 접지패턴(117)에 의한 전계를 커패시터 성분으로 표시한 것이다. 여기서, 스트립 선로와 접지패턴을 서로 근접하게 구현할 경우 상기 스트립 선로와 접지패턴 사이에 전계가 발생하게 되는데, 이를 부하 커패시터 성분이라 한다.The second capacitor C2 represents the electric field by the ground pattern 116 formed on one side of the first resonant line 113 and the dielectric 111 as a capacitor component, and the third capacitor C3 is the first resonance. The electric field by the ground pattern 117 formed on the other side of the line 113 and the dielectric 111 is represented as a capacitor component. Here, when the strip line and the ground pattern are implemented in close proximity to each other, an electric field is generated between the strip line and the ground pattern, which is called a load capacitor component.

제1 인덕터(L1)는 제2 및 제3 커패시터(C2, C3)와 브릿지선로(114) 사이에 형성된 스트립 선로에 대한 인덕터 성분이다.The first inductor L1 is an inductor component for the strip line formed between the second and third capacitors C2 and C3 and the bridge line 114.

제4 커패시터(C4)는 출력선로(118)와 제2 공진선로(115)에 의한 전계를 커패시터 성분으로 표시한 것이다.The fourth capacitor C4 represents an electric field generated by the output line 118 and the second resonant line 115 as a capacitor component.

제5 커패시터(C5)는 제2 공진선로(115)와 유전체(111)의 일측 사이드에 형성된 접지패턴(116)에 의한 전계를 커패시터 성분으로 표시한 것이며, 제6 커패시 터(C6)는 제2 공진선로(115)와 유전체(111)의 타측 사이드에 형성된 접지패턴(117)에 의한 전계를 커패시터 성분으로 표시한 것이다.The fifth capacitor C5 represents an electric field generated by the ground pattern 116 formed on one side of the second resonance line 115 and the dielectric 111 as a capacitor component, and the sixth capacitor C6 is formed by the fifth capacitor C6. 2 The electric field generated by the ground pattern 117 formed on the other side of the resonant line 115 and the dielectric 111 is represented as a capacitor component.

제2 인덕터(L2)는 제5 및 제6 커패시터(C5, C6)와 브릿지선로(114) 사이에 형성된 스트립 선로에 대한 인덕터 성분이다.The second inductor L2 is an inductor component for the strip line formed between the fifth and sixth capacitors C5 and C6 and the bridge line 114.

그리고, 제3 인덕터(L3)와 제4 인덕터(L4)는 복수의 접지패턴(116, 117) 사이에 물리적으로 연결 형성된 브릿지선로(114)에 대한 인덕터 성분이다.The third inductor L3 and the fourth inductor L4 are inductor components of the bridge line 114 that is physically connected between the plurality of ground patterns 116 and 117.

한편, 복수의 스트립 선로가 커플링을 발생시킬 수 있을 만큼 서로 근접하여 구현할 경우 전계와 자계는 서로 다른 특성 임피던스를 가지게 되지만, 복수의 스트립 선로가 서로 멀리 떨어지면 전계와 자계는 동일한 임피던스를 가지게 된다.On the other hand, when a plurality of strip lines are implemented in close proximity to each other to generate a coupling, the electric field and the magnetic field have different characteristic impedances, but when the plurality of strip lines are far from each other, the electric field and the magnetic field have the same impedance.

따라서, 공진기 간에 결합되는 위치를 조절함에 의해서 전계 결합(Electric Coupling)과 자계 결합(Magnetic Coupling)이 모두 가능하며, 공진기 간의 결합의 세기는 스트립 선로의 간격 및 결합된 스트립 선로의 길이에 따라 조절할 수 있다.Therefore, both electric coupling and magnetic coupling are possible by adjusting the coupling positions between the resonators, and the strength of the coupling between the resonators can be adjusted according to the distance between the strip lines and the length of the combined strip lines. have.

본 발명에 적용된 여파기(100)는 서스펜디드 기판 구조를 갖는 것으로서, 삽입손실과 반사계수의 특성뿐만 아니라 넓은 저지대역 특성을 갖고 있어서 멀티플렉서에 사용되는 채널 여파기에 적용하기 좋은 구조로 되어 있다. The filter 100 applied to the present invention has a suspended substrate structure, and has a wide stopband characteristic as well as characteristics of insertion loss and reflection coefficient, so that the filter 100 can be applied to a channel filter used in a multiplexer.

또한, 'T'자로 형성된 복수의 공진선로(113, 115)가 접지패턴(116, 117)에 연결되어 있는 K-인버터(114)에 각각 연결되어 있는 형태를 띠고 있는 데, 이러한 구조는 광대역 특성을 얻기 위한 입력단과 출력단에서의 커플링효과를 높이고, 1/4파장 공진기의 진화된 형태인 부하 커패시턴스(C2, C3)(C5, C6)를 갖는 공진기의 특징인 넓은 저지대역을 갖는 특성을 얻기에 효과적인 구조다.In addition, the plurality of resonant lines 113 and 115 formed by the letter 'T' are connected to the K-inverter 114 connected to the ground patterns 116 and 117, respectively. To improve the coupling effect at the input and output stages, and to obtain the characteristic with the wide stop band, which is characteristic of the resonator having the load capacitance (C2, C3) (C5, C6), which is an evolution of the quarter-wave resonator. It is an effective structure.

본 발명에 의한 여파기는 기본적으로 1/4파장의 공진기를 사용하였고, 여기에 부하 커패시터(C2, C3)(C5, C6)를 이용하여 구현상의 크기뿐만 아니라 실제 제작시에 갖게 되는 넓은 범위의 저지대역의 형성에 유리하다. The filter according to the present invention basically used a resonator having a wavelength of 1/4, and using the load capacitors (C2, C3) (C5, C6) in addition to the implementation size as well as a wide range of jersey to have in actual production It is advantageous for the formation of the zone.

일반적인 1/4파장의 공진기의 경우, 기본 중심주파수에 대해서 3배 정도되는 주파수에서 스퓨리어스 통과대역을 갖게 된다. 그러나 상기에서 언급된 바와 같이 공진선로를 부하 커패시터의 효과를 얻을 수 있도록 구현함으로써, 3.5배 이상의 주파수에서 스퓨리어스 통과대역이 형성되는 장점을 갖는다. A typical quarter-wave resonator will have a spurious passband at frequencies three times its fundamental center frequency. However, as mentioned above, by implementing the resonant line so as to obtain the effect of the load capacitor, the spurious pass band is formed at a frequency of 3.5 times or more.

이러한 특성을 갖는 단일 공진기를 이용하여 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 구현하게 되면 넓은 범위의 저지대역을 갖는 여파기의 구현이 가능하게 되며, 동일 구조를 이용하여 다양한 주파수 대역의 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 구현할 수 있는 장점이 있다.If the broadband filter of the suspended substrate structure is implemented by using a single resonator having such characteristics, it is possible to implement the filter having the wide range of stop band, and the broadband filter of the suspended substrate structure of various frequency bands using the same structure. There are advantages to implement.

도 4a는 본 발명에 의한 기본적인 1/4파장 공진기의 구조를 나타낸 것이고, 도 4b는 도 4a의 1/4파장 공진기의 특성을 나타낸 그래프이다.Figure 4a shows the structure of the basic quarter-wave resonator according to the present invention, Figure 4b is a graph showing the characteristics of the quarter-wave resonator of Figure 4a.

일반적으로 1/4파장의 공진기의 경우, 기본 중심주파수(f0)에 대해서 스퓨리어스 통과주파수(f1)가 3배 정도(f1/f0 = 3)되는 주파수에서 스퓨리어스 통과대역을 갖게 되지만, 도 4b에서와 같이 본 발명에 의한 1/4파장 공진기(113 또는 115)는 기본 공진주파수(f0)와 공진기 특성상 나타나는 스퓨리어스 통과주파수(f1)의 비(f1/f0)가 4이상으로써 일반적인 1/4파장 공진기가 갖는 비(f1/f0)보다 더 우수한 특성을 갖는다. In general, a 1/4 wavelength resonator has a spurious pass band at a frequency in which the spurious pass frequency f1 is about three times (f1 / f0 = 3) with respect to the fundamental center frequency f0. As described above, the quarter-wave resonator 113 or 115 according to the present invention has a ratio f1 / f0 of the fundamental resonant frequency f0 and the spurious pass frequency f1 appearing in the characteristics of the resonator. Has better properties than the ratio f1 / f0.

아울러, 그래프에서 보는 바와 같이 기본 공진주파수(f0)가 11GHz일 경우 공 진기 특성상 나타나는 스퓨리어스 통과주파수(f1)는 그 3배인 33GHz에서 나타나야 하지만 35GHz로 밀려나서 저지대역이 늘어나는 것을 볼 수 있고, 1/4파장 공진기의 길이(Length)를 늘일수록 기본 공진주파수(f0)와 공진기 특성상 나타나는 스퓨리어스 통과주파수(f1)의 비(f1/f0)가 다소 좋아지는 것을 알 수가 있다.In addition, as shown in the graph, when the fundamental resonant frequency (f0) is 11 GHz, the spurious pass frequency (f1) appearing in the characteristics of the resonator should be displayed at 33 GHz, which is three times that of the resonator. It can be seen that as the length of the four-wavelength resonator is increased, the ratio f1 / f0 of the fundamental resonant frequency f0 and the spurious pass frequency f1 appearing in the characteristics of the resonator becomes better.

이는 본 발명에서 제시한 공진기를 이용함으로써 기존에 얻을 수 있는 여파기의 저지대역 특성보다 더 넓은 저지대역특성을 얻을 수 있는 결과를 나타내는 것이다.This results in a wider stopband characteristic than the stopband characteristics of the conventional filter obtained by using the resonator proposed in the present invention.

도 5는 본 발명에서 제안된 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기의 전기적인 특성을 나타낸 그래프로서, 도시된 S-파라미터 그래프(S(2,1))에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 여파기(100)의 통과대역은 대략 6GHz 내지 10GHz이고, 저지대역은 대략 10GHz 내지 24GHz로 나타났다.5 is a graph showing the electrical characteristics of the broadband filter of the suspended substrate structure proposed in the present invention, as shown in the S-parameter graph (S (2, 1)), the filter 100 according to the present invention The passband of is approximately 6GHz to 10GHz, and the stopband is approximately 10GHz to 24GHz.

특성 결과, 설계된 7.5GHz 중심주파수(f0)와 스퓨리어스 통과주파수(f1)인 24.4GHz를 나타내었으며, 이를 통하여 그 비(f1/f0)가 3.25임을 알 수가 있다. 이는 기존의 1/4파장 공진기(f1/f0 = 3)에 비해 저지대역이 좀 더 넓어졌음을 알 수가 있다.As a result of the characteristic, the designed 7.5GHz center frequency f0 and the spurious pass frequency f1 are 24.4GHz, and the ratio f1 / f0 is 3.25. This shows that the stopband is wider than the conventional quarter-wave resonator (f1 / f0 = 3).

따라서, 본 발명에서는 광대역 특성을 갖는 간단한 구조의 여파기를 제안하였고, 이를 이용하여 원하는 스커트특성과 감쇄특성에 맞도록 T자형 공진선로의 단수를 증가시킴으로서 다양한 주파수 대역에 적용할 수 있는 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 설계할 수 있다.Therefore, the present invention has proposed a simple filter having a wide band characteristic, and by using the same to increase the number of stages of the T-shaped resonant line to match the desired skirt characteristics and attenuation characteristics of the suspended substrate structure that can be applied to various frequency bands Broadband filters can be designed.

본 발명에 의한 여파기는 넓은 저지대역 특성을 가질 뿐만 아니라 T자형 공 진선로에 의한 부하 커패시턴스의 형성에 의해 전체적인 크기 면에서도 소형화할 수 있다. 또한, 신호의 입출력을 위한 선로의 크기를 늘려줌으로써 광대역 특성을 형성하기 위한 브로드사이드 커플링의 효과를 높일 수 있는 구조를 갖고 있다.The filter according to the present invention not only has a wide stopband characteristic but also can be miniaturized in terms of overall size by forming a load capacitance by a T-shaped resonant line. In addition, by increasing the size of the line for the input and output of the signal has a structure that can enhance the effect of the broadband coupling to form a wideband characteristic.

본 발명을 통해 구현된 여파기는 광대역 특성을 가질 뿐만 아니라 넓은 저지대역 특성을 갖게 되는 구조로써, 군용 레이더, 항공 및 해양선박용 통신장비와 근거리무선통신 방식인 UWB(Ultra Wide Band)의 수신단에 채용되는 채널 여파기로 사용될 수 있다.The filter implemented through the present invention not only has a broadband characteristic but also has a wide stopband characteristic, and is employed in a military radar, an aeronautical and marine ship communication equipment, and a receiver of a UWB (Ultra Wide Band) which is a short range wireless communication system. Can be used as a channel filter.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 RF용 서스펜디드 기판 구조의 광대역 여파기를 각각 나타낸 분리사시도 및 결합도이다.1A and 1B are respectively an exploded perspective view and a combined view showing a broadband filter of a suspended substrate structure for RF according to the present invention.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 회로기판을 각각 나타낸 평면도 및 저면도이다.2A and 2B are a plan view and a bottom view respectively showing a circuit board according to the present invention.

도 3은 도 2a 및 도 2b에 도시된 공진회로에 대한 등가회로를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the resonant circuit shown in FIGS. 2A and 2B.

도 5는 본 발명에서 제안된 광대역 여파기의 전기적인 특성을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the electrical characteristics of the broadband filter proposed in the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100: 광대역 여파기 110: 회로기판100: broadband filter 110: circuit board

111: 유전체 112; 입력선로111: dielectric 112; Input line

113: 제1 공진선로 114: 브릿지선로(K-인버터)113: first resonance line 114: bridge line (K-inverter)

115: 제2 공진선로 116,117: 접지패턴115: second resonant line 116, 117: ground pattern

118: 출력선로 130: 상단 하우징118: output line 130: upper housing

131: 홈 150: 하단 하우징131: groove 150: lower housing

151: 홈 153: 단턱151: home 153: step

140,160: 공기층(Air Gap)140,160: Air Gap

Claims

A dielectric having a predetermined dielectric constant, an input line formed on one side of the top surface of the dielectric, an output line formed on the other side of the top surface at a predetermined distance from the input line, and an input line on the bottom surface of the dielectric; A first resonant line formed at a corresponding position and having a 'T' shape, a second resonant line formed at a position corresponding to an output line at a lower surface of the dielectric and having a 'T' shape, and the first A circuit board connecting the resonant line and the second resonant line, the bridge line having both ends in the longitudinal direction connected to the ground pattern formed on the side of the dielectric;

A top housing having a first groove formed along a longitudinal direction, and edges except for the first groove are in close contact with the ground pattern of the circuit board to form a circuit board and an air layer; And

A second groove is formed at a position corresponding to the first groove of the upper housing, and a step of a predetermined depth in close contact with the ground pattern of the circuit board is formed between the second groove and the upper surface to form a circuit board and an air layer. Broadband filter of a suspended substrate structure comprising a; lower housing.

The method according to claim 1,

The overall line structure of the first resonance line, the bridge line and the second resonance line is'

A broadband filter of a suspended substrate structure, characterized in that the shape of the.

The method according to claim 1,

And the first resonant line and the second resonant line are each formed with a ground pattern and a load capacitor.

The method according to any one of claims 1 to 3,

The first resonant line includes a capacitor component formed with an input line, a plurality of capacitor components formed in parallel with each ground pattern, and an inductor component formed with the bridge line,

The second resonant line includes a capacitor component formed with an output line, a plurality of capacitor components formed in parallel with each ground pattern, and an inductor component formed with the bridge line,

The bridge line is composed of a plurality of inductor components formed in parallel with each ground pattern formed on the side of the dielectric, the structure of the suspended substrate structure, characterized in that for interconnecting each inductor component of the first and second resonant line Broadband filter.

The method according to any one of claims 1 to 3,

The longitudinal direction of the input line and the longitudinal direction of the first resonant line are perpendicular to each other,

And a length direction of the output line and a length direction of the second resonant line are perpendicular to each other.

The method according to any one of claims 1 to 3,

And a connection structure between the input and output lines and the first and second resonant lines is a broadside coupling structure.