KR100911859B1 - 다수의 노치 형성을 위한 노치 커플링 ｒｆ필터 - Google Patents

Abstract

다수의 노치 형성을 위한 노치 커플링 RF 필터가 개시된다. 개시된 필터는 다수의 캐비티; 상기 다수의 캐비티 각각에 설치되는 다수의 공진기; 상기 다수의 공진기 중 미리 설정된 두 개의 공진기간의 크로스 커플링을 위한 크로스 커플링 수단; 상기 크로스 커플링 수단의 양단에 결합되어 상기 미리 설정된 두 개의 공진기 각각에 대해 커플링을 유도하되 라운드 형태인 커플링 판을 포함한다. 개시된 필터에 의하면, 제한된 숫자의 공진기를 가진 필터에서 보다 많은 수의 노치를 형성할 수 있는 장점이 있으며, 유전체 공진기를 이용하는 RF 필터에서 충분한 커플링량을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Description

다수의 노치 형성을 위한 노치 커플링 ＲＦ필터{Notch Coupling RF Filter for Generating Plurality of Notches}

본 발명은 RF 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터의 스커트 특성을 개선하기 위해 특정 주파수 대역에서 노치(notch)를 발생시키는 노치 커플링 RF 필터에 관한 것이다.

RF 필터는 미리 설정된 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 기능을 하는 장치로서, 필터링하는 주파수 대역에 따라, 로우 패스 필터, 밴드 패스 필터, 하이 패스 필터 및 밴드 스탑 필터 등으로 구분된다.

필터의 중요한 특성으로는 삽입 손실과 스커트 특성이 있다. 삽입 손실이란 신호가 필터를 통과하면서 손실되는 전력을 의미하며, 스커트 특성은 필터의 통과 대역과 저지 대역이 가파른 정도를 의미한다.

위 삽입 손실과 스커트 특성은 필터의 차수에 따라 서로 트레이드 오프(Trade Off) 관계에 있다. 필터의 차수가 높아질수록 스커트 특성은 좋아지나 삽입 손실은 나빠지는 관계가 성립한다.

필터의 삽입 손실을 유지하면서 필터의 스커트 특성을 개선하기 위해 노치( 감쇠 극)를 형성하는 방법이 주로 사용된다. 이는 특정 주파수 대역에서 노치를 형성함으로써 필터의 삽입 손실을 유지하면서 필터의 스커트 특성을 강화하는 방법이다.

노치의 형성을 위해 일반적으로 크로스 커플링 방법이 이용된다. 통상적으로 크로스 커플링은 커플링 바를 이용하여 구현되며, 커플링 바는 캐비티를 정의하는 내벽에 관통되어 설치되며 연관된 공진기간의 커플링 현상을 발생시킨다.

RF 필터 중 RF 캐비티 필터는 공진 모드에 따라 TE 모드 공진 필터와 TM 모드 공진 필터로 구분된다. 이 중 TE 모드 공진을 하는 필터는 공진기로 유전체 공진기가 사용되고, TM 모드 공진을 하는 필터는 공진기로 금속 재질의 공진기가 사용된다. TE 모드 공진을 하는 RF 필터의 경우, 커플링 라인을 RF 필터 하우징 바닥 등에 연결하여 크로스 커플링을 수행하기도 한다.

이와 같은 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 커플링 필터는 필터의 차수에 상응하여 제한적인 개수의 노치만을 형성할 수 있는 문제점이 있었다. 따라서, 높은 스커트 특성이 요구되더라도 많은 공진기가 필터에 구비되지 않을 경우 충분한 수의 노치를 형성할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 유전체 공진기가 구비된 필터에서의 크로스 커플링의 경우, 공진기간의 충분한 커플링이 이루어지지 않아 적절하게 노치를 형성할 수 없는 문제점도 있었다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제한된 숫자의 공진기를 가진 필터에서 보다 많은 수의 노치를 형성할 수 있는 RF 필터를 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유전체 공진기를 이용하는 RF 필터에서 충분한 커플링량을 확보할 수 있는 RF 필터를 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 다수의 캐비티; 상기 다수의 캐비티 각각에 설치되는 다수의 공진기; 상기 다수의 공진기 중 미리 설정된 두 개의 공진기간의 크로스 커플링을 위한 크로스 커플링 수단; 상기 크로스 커플링 수단의 양단에 결합되어 상기 미리 설정된 두 개의 공진기 각각에 대해 커플링을 유도하되 라운드 형태인 커플링 판을 포함하는 노치 커플링 RF 필터가 제공된다.

상기 크로스 커플링 수단은 캐비티를 정의하는 내벽을 관통하여 설치되는 커플링 바를 포함하되, 상기 커플링 바는 캐비티 내벽과 전기적으로 격리되기 위해 유전체 물질로 쌓이는 것이 바람직하다.

한편, 상기 크로스 커플링 수단은 필터의 하우징을 관통하여 설치되는 커플 링 라인을 포함할 수도 있으며, 상기 커플링 라인은 필터 하우징과 전기적으로 격리되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 캐비티; 상기 다수의 캐비티 각각에 설치되는 다수의 공진기; N번째 공진기와 N+2번째 공진기에 대해 커플링 라인을 통해 크로스 커플링을 수행하는 제1 크로스 커플링 수단; 상기 N+2번째 공진기와 N+4번째 공진기에 대해 커플링 바를 통해 크로스 커플링을 수행하는 제2 크로스 커플링 수단; 및 상기 N+4번째 공진기와 N+6번째 공진기에 대해 커플링 라인을 통해 크로스 커플링을 수행하는 제3 크로스 커플링 수단을 포함하되, 상기 제1 내지 제3 커플링 수단의 양단에는 공진기와의 커플링을 위한 커플링 판이 결합되는 노치 커플링 RF 필터가 제공된다.

본 발명에 따르면, 제한된 숫자의 공진기를 가진 필터에서 보다 많은 수의 노치를 형성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 유전체 공진기를 이용하는 RF 필터에서 충분한 커플링량을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 노치 커플링 RF 필터의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 종래의 유전체 공진기를 구비한 필터에서의 크로스 커플링 방식을 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 커플링 바를 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 커플링 라인을 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 커플링 바(100)가 캐비티를 구비하는 내벽에 관통되어 설치된다. 커플링 바(100)의 양 단에는 커플링 판(102, 104)이 결합되며 공진기(110, 112)와 이격되어 설치된다.

커플링 바(100)는 금속 재질이며, 역시 금속 재질로 이루어지는 내벽과 전기적으로 격리되기 위해 테프론과 같은 유전체 재질로 쌓이는 것이 바람직하다.

제1 공진기(110)에서 공진되는 신호는 유도성 또는 용량성 커플링에 의해 커플링 판(102)에 커플링되며, 커플링 바(100)를 경유하여 제2 공진기(112)로 커플링된다.

도 1과 같이, 캐비티 내벽을 이용하여 크로스 커플링을 할 수 없는 경우, 도 2와 같이 커플링 라인(200)을 이용한 크로스 커플링이 수행된다.

도 2에서, 커플링 라인(200)은 도체로 이루어진 RF 필터의 하우징 및 캐비티 내벽 등과 전기적으로 격리되기 위해 커플링 바와 마찬가지로 유전체에 의해 쌓여지는 것이 바람직하다.

커플링 라인(200)의 양단에는 커플링 판(202, 204)이 결합된다. 커플링 판(202, 204)은 공진기(210, 214)와 소정 거리 이격되어 설치된다. 커플링 판은 캐비티 내벽 등을 이용하여 고정 설치될 수 있다.

도 1에서의 커플링 원리와 같이, 도 2에서도 제1 공진기(210)에서 공진되는 신호가 커플링 판(202)에 커플링되며, 커플링 판(202)으로 커플링된 신호는 커플링 라인(200)을 경유하여 제3 공진기와 연관된 커플링 판(204)으로 전달됨으로써 크로스 커플링이 수행된다.

이와 같은 종래의 크로스 커플링 방식은 충분한 커플링 량을 확보하지 못해 원활한 노치 형성이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커플링 라인 또는 커플링 바와 결합되는 커플링 판의 구조를 변경하여 보다 많은 커플링량을 확보할 수 있는 크로스 커플링 구조가 제안된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 바를 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 라인을 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 발명자는 종래의 크로스 커플링 방식에서 충분한 커플링량이 확보되지 못한 주요한 원인이 커플링 판의 구조에 있다는 점을 실험을 통해 확인하였으며, 커플링 판의 구조가 변경된 크로스 커플링 구조를 제안한다.

도 3을 참조하면, 커플링 바(300)와 결합된 커플링 판(302, 304)은 라운드 형태로 휘어져 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커플링 판은 공진기(320, 322)의 라운딩에 상응하여 휘어지는 것이 바람직하다.

종래의 평판형으로 이루어진 커플링 판은 공진기와 가장 가까운 부분에서만 많은 신호가 커플링되고 그렇지 않은 부분에서는 비교적 적은 양의 신호가 커플링되어 충분한 양의 신호가 커플링되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커플링 판(302, 304)을 공진기에 상응 하여 라운드된 형태로 구현함으로써 커플링 판의 모든 부분이 충분하게 신호를 커플링할 수 있도록 한다.

도 4를 참조하면, 커플링 선(400)과 결합되는 커플링 판(402, 404) 역시 공진기에 상응하여 라운드된 형태로 구현되어 충분한 양의 커플링이 이루어지도록 한다.

도 5는 커플링 판의 구조가 평판형일 경우와 라운드된 형태일 경우의 신호의 커플링량을 비교한 도면이다.

도 5에서 실선은 커플링 판의 구조가 평판형일 경우의 커플링량을 나타낸 것이며, 도 5에서 점선은 커플링 판의 구조가 라운드 형태일 경우의 커플링 량을 나타난 도면이다.

도 5로부터 확인되듯이, 유전체 공진기를 이용하는 필터에서 커플링 판을 라운드 구조로 할 경우, 평판형일 때와 비교하여 더 많은 신호가 커플링되는 것을 확인할 수 있다.

종래 기술에서 살펴본 바와 같이, 종래의 크로스 커플링 방식의 문제점 중 다른 하나는 필터의 구조 및 공진기 개수에 종속되어 크로스 커플링에 의해 생성 가능한 노치 개수가 설정된다는 점이었다.

더욱 강한 스커트 특성을 얻기 위해서는 많은 수의 노치가 필요한데, 공진기 개수(필터의 차수)에 따라 생성 가능한 노치 개수가 제한되는 문제점이 있었다.

예를 들어, 7개의 공진기를 구비하는 7차 필터의 경우, 두 개의 노치를 생성하는 구조만이 가능하였으며, 두 개 이상의 노치를 생성하기는 어려웠다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 제한된 공진기 숫자에서 보다 많은 수의 노치를 생성할 수 있는 크로스 커플링 구조를 제안하며, 바람직하게는 필터의 차수가 N일 때 (N-1)/2 개의 노치 형성이 가능한 크로스 커플링 구조를 제안한다. 설명의 편의를 위해 7차 필터를 예로 하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 크로스 커플링 구조가 7차 필터에 제한되는 것은 아니며, 다양한 차수의 필터에 적용될 수 있다는 점을 당업자라면 하기의 실시예를 통해 이해할 수 있을 것이다.

도 6은 종래의 7차 필터에서의 일반적인 크로스 커플링 구조를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 두 개의 커플링 바(600, 602)가 이용되며, 제1 공진기(650) 및 제6 공진기(610) 사이 및 제2 공진기(652) 및 제5 공진기(608) 사이에 크로스 커플링이 이루어진다.

따라서, 종래의 크로스 커플링 구조에 의할 경우, 제1 공진기(650) 및 제6 공진기(610) 사이의 제1 크로스 커플링에 의한 제1 노치 및 제2 공진기(652) 및 제5 공진기(658) 사이의 제2 크로스 커플링에 의한 제2 노치의 두 개의 노치만이 형성된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 커플링 구조를 도시한 도면이다. 도 7에는 7차 필터에 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 커플링 구조를 적용한 사례가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 커플링 라인을 이용한 커플링과 커플링 바를 이용한 커플링을 동시에 사용하여 제한된 공진기 숫자에서 보다 많은 노치를 형성 할 수 있는 크로스 커플링 구조가 제안된다.

도 7을 참조하면, 제1 공진기(750) 및 제3 공진기(754)는 제1 커플링 라인(730)에 크로스 커플링된다. 제1 커플링 라인(730)의 일단에는 제1 공진기(750)와의 커플링을 위한 커플링 판(740)이 결합되며, 제1 커플링 라인(670)의 타단에는 제3 공진기(754)와의 커플링을 위한 커플링 판이 결합된다.

커플링 판(740, 742)은 공진기의 라운드 형태에 상응하여 라운드된 구조인 것이 바람직하다.

제1 공진기(750)에서 처리되는 RF 신호의 일부는 커플링 윈도우(780)를 통해 제2 공진기(752)로 커플링 되고, 일부는 커플링 판(740, 742) 및 커플링 라인(730)에 의해 제3 공진기(754)로 크로스 커플링된다.

또한, 제3 공진기(754)와 제5 공진기(758)는 커플링 바(632)에 의해 크로스 커플링된다. 커플링 바(732)에는 제3 공진기(754)와 제5 공진기(758) 사이의 크로스 커플링을 위한 커플링 판(744, 746)이 결합된다.

제3 공진기(754)가 설치된 캐비티의 일부에는 상기 제1 공진기(750)와 제3 공진기(754)의 크로스 커플링을 위한 커플링 판(642)이 설치되므로 이 반대편에 커플링 판(744)이 설치되도록 한다.

즉, 제3 공진기(754)가 구비된 캐비티에는 두 개의 커플링 판이 설치되어 각각의 커플링 판에 대해 커플링이 발생한다. 이때, 커플링 판(742)으로부터는 신호를 제공받는 커플링이 발생하고 커플링 판(744)에 대해서는 신호를 제공하는 커플링이 발생한다.

제3 공진기(754)에서 처리된 신호는 커플링 바(742) 및 커플링 판(744, 746)에 의해 제5 공진기(756)로 크로스 커플링된다.

즉, 제3 공진기와 관련하여 두 개의 크로스 커플링 현상이 발생하며, 이중 제1 크로스 커플링은 커플링 라인에 의해 구현되도록 하고 제2 크로스 커플링은 커플링 바에 의해 구현되도록 한다.

한편, 제 5공진기(758)와 제7 공진기(762)는 제2 커플링 라인(734)에 의해 크로스 커플링된다. 제2 커플링 라인(734)에는 제5 공진기(758)와 제7 공진기(762) 사이의 크로스 커플링을 위한 커플링 판(748, 749)이 결합된다.

제5 공진기(758)가 설치된 캐비티의 일부에는 상기 제3 공진기(654)와 제5 공진기(758)의 크로스 커플링을 위한 커플링 판(746)이 설치되므로 이 반대편에 커플링 판(748)이 설치되도록 한다.

도 7을 참조하여 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 필터는 커플링 라인에 의한 크로스 커플링과 커플링 바에 의한 크로스 커플링을 함께 이용한다. 또한, 커플링 바에 의한 크로스 커플링 구조 및 커플링 라인에 의한 크로스 커플링 구조를 교대로 설치함으로써 제한된 공진기 숫자에서 생성할 수 있는 노치의 수를 최대화한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 크로스 커플링을 위한 커플링 바와 RF 필터 하우징과의 결합 관계(오픈 또는 쇼트)를 커플링 방식에 따라 변형하면서 크로스 커플링을 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 제1 크로스 커플링을 위한 커플링 판(640, 642)는 RF 필터에 오 픈 상태로 결합된다. 여기서 오픈 상태로 결합되는 것은 유전체 등을 이용하여 커플링 판이 RF 필터 하우징에 접촉하는 것을 의미한다.

한편, 제2 크로스 커플링을 위한 커플링 판(744, 746)은 제1 크로스 커플링과는 달리 쇼트 상태로 RF 필터에 결합된다. 이때, 쇼트 상태로 RF 필터에 결합하기 위해, 커플링 판(744, 746)은 금속 재질의 부재를 이용하여 RF 필터 하우징에 접촉한다.

제2 크로스 커플링을 위한 커플링 판(744, 746)이 쇼트 상태로 결합되므로, 제3 크로스 커플링을 위한 커플링 판(748, 749)은 오픈 상태로 RF 필터에 결합된다

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래의 커플링 바를 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면.

도 2는 종래의 커플링 라인을 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 바를 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 라인을 이용한 크로스 커플링 구조를 도시한 도면.

도 5는 커플링 판의 구조가 평판형일 경우와 라운드된 형태일 경우의 신호의 커플링량을 비교한 도면.

도 6은 종래의 7차 필터에서의 일반적인 크로스 커플링 구조를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 커플링 구조를 도시한 도면.

Claims (7)

1. 다수의 캐비티;

   상기 다수의 캐비티 각각에 설치되는 다수의 공진기;

   상기 다수의 공진기 중 미리 설정된 두 개의 공진기간의 크로스 커플링을 위한 크로스 커플링 수단;

   상기 크로스 커플링 수단의 양단에 결합되어 상기 미리 설정된 두 개의 공진기 각각에 대해 커플링을 유도하되 라운드 형태인 커플링 판을 포함하되,

   상기 크로스 커플링 수단은 캐비티를 정의하는 내벽을 관통하여 설치되는 커플링 바를 포함하되, 상기 커플링 바는 캐비티 내벽과 전기적으로 격리되기 위해 유전체 물질로 쌓이는 것을 특징으로 하는 노치 커플링 RF 필터.
2. 삭제
3. 다수의 캐비티;

   상기 다수의 캐비티 각각에 설치되는 다수의 공진기;

   상기 다수의 공진기 중 미리 설정된 두 개의 공진기간의 크로스 커플링을 위한 크로스 커플링 수단;

   상기 크로스 커플링 수단의 양단에 결합되어 상기 미리 설정된 두 개의 공진기 각각에 대해 커플링을 유도하되 라운드 형태인 커플링 판을 포함하되,

   상기 크로스 커플링 수단은 필터의 하우징을 관통하여 설치되는 커플링 라인을 포함하되, 상기 커플링 라인은 필터 하우징과 전기적으로 격리되는 것을 특징으로 하는 노치 커플링 RF 필터.
4. 다수의 캐비티;

   상기 다수의 캐비티 각각에 설치되는 다수의 공진기;

   N번째 공진기와 N+2번째 공진기에 대해 커플링 라인을 통해 크로스 커플링을 수행하는 제1 크로스 커플링 수단;

   상기 N+2번째 공진기와 N+4번째 공진기에 대해 커플링 바를 통해 크로스 커플링을 수행하는 제2 크로스 커플링 수단; 및

   상기 N+4번째 공진기와 N+6번째 공진기에 대해 커플링 라인을 통해 크로스 커플링을 수행하는 제3 크로스 커플링 수단을 포함하되,

   상기 제1 내지 제3 커플링 수단의 양단에는 공진기와의 커플링을 위한 커플링 판이 결합되는 것을 특징으로 하는 노치 커플링 RF 필터.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 내지 제3 커플링 수단에 결합되는 커플링 판은 공진기 형태에 상응하는 라운드 형태인 것을 특징으로 하는 노치 커플링 RF 필터.
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1 내지 제3 커플링 수단에 결합되는 커플링 판은 공진기 형태에 상응하는 라운드 형태인 것을 특징으로 하는 노치 커플링 RF 필터.
7. 제4항에 있어서,

   상기 제1 크로스 커플링 수단의 커플링 판 및 제3 크로스 커플링 수단의 커플링 판은 캐비티와 전기적으로 오픈되며 상기 제2 크로스 커플링 수단의 커플링판은 캐비티와 전기적으로 쇼트되는 것을 특징으로 하는 노치 커플링 RF 필터.

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