KR100966032B1

KR100966032B1 - 개선된 제 3 고조파 응답을 갖는 세라믹 고주파 필터

Info

Publication number: KR100966032B1
Application number: KR1020047013044A
Authority: KR
Inventors: 로조진알렉산더; 매츄브라이언
Original assignee: 시티에스 코포레이션
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2010-06-25
Also published as: AU2003217646A1; US6650202B2; DE60333354D1; EP1497888A1; JP2005518743A; JP3960608B2; EP1497888B1; WO2003073551A1; KR20040095226A; ATE474342T1; US20030085782A1

Abstract

이중 필터는 이동 통신 시스템에 사용하기에 적절하다. 필터는 공진기들을 규정하는 여러 개의 스루-홀들을 갖는 유전체 재료의 코어를 포함한다. 상기 코어는 상부면을 제외하고 금속화 표면들을 갖는다. 여러 개의 금속화 공진기 패드들은 상부면 상의 각 스루-홀들을 둘러싼다. 금속화 사형 구역은 하나 이상의 공진기 패드들로부터 코어의 측면을 향해 연장된다. 금속화 사형 구역은 제 3 고조파 주파수의 감쇠를 야기한다.

이중 필터, 이동 통신 시스템, 공진기, 유전체 재료, 금속화 표면, 사형 구역, 고조파 주파수

Description

개선된 제 3 고조파 응답을 갖는 세라믹 고주파 필터{Ceramic RF filter having improved third harmonic response}

본 발명은 무선 주파수 신호용 유전체 블록 필터, 보다 구체적으로는 모노블록 단일 통과 대역 및 이중 필터에 관한 것이다.

세라믹 블록 필터들은 일률적인 구성요소 필터들을 능가하는 여러 가지 이점들을 제공한다. 블록들은 비교적 제조가 용이하고, 울퉁불퉁하며 비교적 조밀하다. 기본적인 세라믹 블록 필터 설계에 있어서, 통상적으로 길고 좁은 측면으로부터 반대쪽의 길고 좁은 측면까지 블록을 통해 연장하는 원통형 통로(홀이라 부름)에 의해 공진기가 형성된다. 블록은 실질적으로 그 6개의 (외)측면들 중 하나를 제외한 전부와 공진기 홀들에 의해 형성된 내측벽들이 도전 재료로 도금된다(즉, 금속화된다).

스루-홀 개구부들(through-hole openings)을 포함한 2개의 대향 측면들 중 하나는 완전히 금속화되지 않고, 대신에 일련의 공진기들을 통해 입력 신호와 출력 신호를 연결하도록 설계된 금속화 패턴을 갖고 있다. 이 패터닝된 측면을 종래에는 블록의 상부라 칭한다. 몇몇의 설계에 있어서, 패턴은 입력/출력 전극들이 형성되는 블록의 측면들까지 연장될 수도 있다.

연속적인 공진기들 사이의 반응성 커플링은 적어도 소정 범위까지는 각 공진 기의 물리적 치수와, 다른 공진기들에 대한 각 공진기의 배향과, 상부면 금속화 패턴의 외관에 의해 규정된다. 블록 내 및 주위의 전자계의 상호 작용은 복잡해서 예측하기가 어렵다.

이들 필터들에는, 또한 비인접 공진기들 사이의 기생 커플링을 제거하고 허용 가능한 중지 대역을 달성하기 위해서, 블록의 개방 회로 단부에 부착되어 그 양단에 위치되는 외부 금속 실드가 구비될 수도 있다.

그러한 고주파(RF) 신호 필터들이 1980년대 이래로 상업적으로 폭넓게 호평받고 있지만, 기본 설계에 있어서의 개선 노력이 계속되고 있다.

무선 통신 공급자들이 추가의 서비스를 제공할 수 있도록 하기 위하여, 전세계의 정부들은 새로이 높은 RF 주파수들을 상업적 용도를 위해 할당하였다. 이 새로이 할당된 주파수들을 더욱 양호하게 활용하기 위해서, 표준 설정 기구는 압축된 송수신 대역들 뿐만 아니라 개별적인 채널들을 갖는 대역폭 사양을 채택하였다. 이 추세는 충분한 주파수 선택 및 대역 격리를 제공하도록 필터 기술의 제한을 추구하고 있다.

고주파수와 커플링되고 혼잡한 채널들은 훨씬 작은 무선 통신 장치들(예컨대, 핸드셋들)과 더 긴 전지 수명을 향한 소비자 시장의 추세이다. 조합된 이들 추세들은 필터와 같은 무선 구성요소들의 설계에 어려운 제약을 두고 있다. 필터 설계자들은 개선된 신호 소거를 제공하기 위하여 더 많은 공간을 차지하는 공진기들을 간단히 추가할 수 없거나 더 큰 삽입 손실을 허용한다.

RF 설계에 있어서 특정한 도전 과제는 통과 대역 내의 주파수들의 정수배인 주파수들에서 목표 통과 대역의 밖에 있는 신호들의 충분한 감쇠(또는 억제)를 제공하는 것이다. 그러한 통과 대역의 정수배 주파수들에 부착된 라벨이 "고조파"이다. 제 3 고조파에 충분한 신호 감쇠를 제공하는 것이 끊임없는 도전 과제였다.

따라서, 크기, 통과 대역 삽입 손실 및 재료 비용과 같은 다른 성능 파라미터의 희생 없이 제 3 고조파 주파수를 양호하게 감쇠하는 RF 필터를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 소형 크기의 개선된 제 3 고조파 소거부를 갖는 세라믹 블록 RF 필터를 제공함으로써 종래 기술의 문제를 극복한다. 안테나로부터 수신기로의 유입 신호를 필터링하도록 안테나, 송신기 및 수신기에 접속하기 위한 이중 통신 신호 필터가 제공된다. 상기 필터는 또한 송신기로부터 안테나를 향한 유출 신호를 변조한다. 필터는, 상부면, 바닥면, 및 수직 가장자리를 갖는 4개의 측면들을 갖는 유전체 재료의 코어를 포함한다. 여러 개의 스루-홀들은 상부면으로부터 바닥면으로 연장된다. 각 스루-홀들은 공진기를 규정한다. 연속적인 비금속화 영역은 상부면 상에 배치되어 측면들 중 하나로 연장된다. 제 1 금속화 영역은 바닥면, 측면들 상에 그리고 스루-홀들의 내면들 상에 배치된다. 송신기 전극, 안테나 전극 및 수신기 전극이 상부면 상에 배치되어 측면들 중 하나로 연장된다. 여러 개의 금속화 공진기 패드들이 상부면 상의 스루-홀들 각각에 인접한다. 공진기 패드들은 제 1 금속화 영역에 접속된다. 금속화 사형 구역은 적어도 하나의 공진기 패드들로부터 측면들 중 하나를 향해 연장된다. 금속화 사형 구역은 제 3 고조파 주파수가 감쇠될 수 있게 하도록 되어 있다.

본 발명의 실시예는 안테나로부터 수신기로의 유입 신호를 필터링하고 송신기로부터 안테나로의 유출 신호를 필터링하기 위해 안테나, 송신기 및 수신기에 접속하도록 되어 있는 이중 통신 신호 필터로서 구체화될 수 있다. 이중 필터는 상부면, 바닥면 및 적어도 4개의 측면들을 갖는 유전체 재료의 강성 코어와, 코어 상에 금속화 및 비금속화 영역들의 표면층 패턴을 구비한다.

유전체 재료의 강성 코어는 일련의 스루-홀들을 규정하고, 각각은 코어 상부면 상의 개구부로부터 코어 바닥면 상의 개구부로 연장된다. 금속화 및 비금속화 영역들의 표면층 패턴은 오프-밴드 신호 흡수를 제공하기 위한 넓은 금속화 영역과, 상기 상부면 상의 적어도 하나의 스루-홀 개구부들에 인접한 금속화 패드(즉, 공진기 패드)와, 상기 공진기 패드를 실질적으로 둘러싸는 연속적인 비금속화 영역과, 금속화의 송신기 접속 영역과, 상기 송신기 접속 영역으로부터 이격된 금속화의 수신기 접속 영역과, 상기 송신기 접속 영역과 수신기 접속 영역 사이에 위치된 금속화의 안테나 접속 영역을 포함한다. 상기 공진기 패드는 좁고 복잡한 연장부를 갖는다. 상기 복잡한 연장부는 파형 통로를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 변형례에 있어서, 입력 및 출력 전극을 갖는 신호 필터가 제공된다. 구체적으로, 상기 필터는 바람직하게는 장방형 평행 6면체 형태를 갖는 유전체 재료의 강성 코어와, 상기 코어에 의해 지지된 금속화 및 비금속화 영역들의 표면층 패턴을 구비한다. 상기 코어는 상부면, 바닥면 및 적어도 4개의 측면을 갖는다. 상기 코어는 일련의 스루-홀들을 규정하고, 각각은 상부면 상의 개구부로부터 바닥면 상의 개구부까지 연장된다. 금속화 및 비금속화 영역들의 표면층 패턴은 오프-밴드 신호들을 흡수하기 위한 넓은 금속화 영역과, 상부면 상의 적어도 하나의 스루-홀 개구부들에 인접한 금속화 패드를 포함한다. 상기 패드는 좁은 파형 연장부를 갖는다. 표면층 패턴은 또한 패드를 실질적으로 둘러싸는 연속적인 비금속화 영역과, 금속화의 입력 접속 영역 및 이 입력 접속 영역으로부터 이격된 금속화의 출력 접속 영역을 포함한다.

본 발명의 이들 및 다른 이점들과 특징들은 본 발명의 바람직한 실시예들의 다음의 상세한 설명과, 도면 및 첨부한 청구 범위로부터 보다 쉽게 명백할 것이다.

도 1은 금속화 영역과 비금속화 영역의 표면층 패턴의 상세부를 보여주기 위해 실드가 제거된 상태의 본 발명에 따른 이중 필터의 확대 사시도(또는 보다 정확하게 등각도).

도 2는 도 1의 듀플렉서의 상부면의 확대도.

도 3은 공진기 패드의 복잡한 연장부가 없는 듀플렉서의 상부 인쇄 패턴의 확대도.

도 4는 도 1에 도시된 듀플렉서용 주파수 응답 그래프.

도 5는 금속화 영역과 비금속화 영역의 표면층 패턴의 상세부를 보여주기 위해 실드가 제거된 상태의 본 발명의 변형례에 따른 듀플렉서의 사시도.

도 6은 도 5의 듀플렉서의 상부면의 도면.

도 7은 본 발명의 변형례에 따른 대역 통과 필터의 사시도.

도 8은 도 7의 듀플렉서의 상부면의 도면.

상기 도면들은 실척으로 도시되지 않았다.

본 발명은 많은 상이한 형태들의 실시예가 가능하지만, 본 명세서와 첨부 도면들은 본 발명의 일례로서 바람직한 형태들만을 개시하고 있다. 그러나, 본 발명은 그렇게 설명된 실시예들로 제한되도록 의도되지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위와 동일한 것으로 간주된다.

도 1과 도 2를 참조하면, 안테나 듀플렉서 또는 RF 필터(10)는 세라믹 유전체 재료(12)로 이루어진 세장형의 평행 6면체 또는 박스 형태의 강성 코어(12)를 구비한다. 유전체 재료는 바륨 또는 네오디뮴 세라믹인 것이 바람직하다. 강성 코어(12)용으로 바람직한 유전체 재료는 약 37 이상의 유전체 상수를 갖는다. 코어(12)는 단부들(12A와 12B)들을 갖는다. 코어(12)에는 6개의 측면들, 즉 상부(14), 바닥(16), 제 1 측면(18), 반대쪽의 제 2 측면(20), 제 3 측면(22) 및 반대쪽의 제 4 측면(24)을 갖는 외측면이 있다. 다수의 수직 가장자리(26)가 코어(12)의 연속적인 측면들에 의해 규정된다. 코어(12)에는 제조 및 조립 중에 필터를 배향시키기 위해 사면(28)이 존재하는 것이 바람직하다.

필터는 금속화된 스루-홀을 기초로 한 복수 개의 공진기(25)들을 갖는다. 구체적으로, 공진기들은 금속화된 측벽들을 갖는 유전체 코어(12)에 규정된 스루-홀의 형태를 취한다. 스루-홀(30)은 상부면(14)의 개구부(34)로부터 바닥면(16)의 개구부(35)까지 연장된다. 스루-홀은 내측에 측벽면(32)을 갖는다.

코어(12)는 금속화 영역과 비금속화 영역의 표면층 패턴(40)을 갖는다. 금속화 영역은 도전성의 은 함유 재료로 이루어진 표면층인 것이 바람직하다. 패턴(40)은 바닥면(16)과, 측면(20, 22, 24)을 덮는 넓은 금속화 영역(42)을 포함한다. 넓은 금속화 영역(42)은 또한 상부면(14)과 측면(18)의 일부 및 스루-홀(30)의 측벽(32)을 덮는다. 금속화 영역(42)은 공진기 홀(30) 내측으로부터 상부면(14)과 바닥면(18) 양쪽을 향해 인접하게 연장된다. 금속화 영역(42)은 또한 접지 전극이라 부를 수도 있다. 금속화 영역(42)은 오프-밴드 신호들의 전달을 흡수하거나 방지하는 역할을 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 패턴(40)의 보다 상세한 외관들은 상부면(14) 상에 존재한다. 예컨대, 금속화 영역(42)의 일부는 각 개구부(34)와 연속적인 공진기 패드(60)의 형태로 존재한다. 공진기 패드(60)는 스루-홀(30)의 내부면(32)으로부터 연장되는 금속화 영역(42)과 인접하거나 연결된다. 공진기 패드(60)는 스루-홀(30)의 개구부(34)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 공진기 패드(60)는 연속적인 공진기들 및 다른 표면층 금속화 영역들에 대해 예정된 용량 커플링을 갖도록 형성된다.

연속적인 비금속화 영역(44)은 상부면(14)의 일부와 측면(18)의 일부에 걸쳐 연장된다. 비금속화 영역(44)은 금속화 공진기 패드(60)들 중 적어도 하나, 바람직하게는 전부를 둘러싼다. 공진기 패드(60)들 중 2개의 패드는 측면(18)을 향해 연장되는 복잡한 연장부(61 또는 62)를 각각 포함한다. 복잡한 연장부(61 또는 62)는 파형, C형 또는 사형(蛇形) 형태를 갖는 것이 바람직하다. 복잡한 연장부 (61 또는 62)는 또한 금속화 사형 구역이라 부를 수 있다.

금속화 사형 구역(61 또는 62)은 측면(18)과 연속적인 금속화 영역(42)의 상부면 부분(63)을 향해 연장된다. 비금속화 영역(44)은 참조 번호 64에 의해 도시된 바와 같이 사형 구역(62) 둘레에서 연장된다. 비금속화 영역(44)은 또한 부분(63)으로부터 구역(62)을 분리시키는 간극(68)을 포함한다. 금속화 영역(42)은 또한 연속적인 공진기(66)들 사이에서 부분(63)으로부터 측면(20)을 향해 연장하는 핑거 부분(66)을 포함한다(도 2). 또한 금속화 영역(42)의 일부인 몇몇의 공진기 패드(60)들은 측면(20)을 향해 연장하는 탭(65)을 포함한다.

표면 패턴(40)은 금속화 영역과 비금속화 영역을 포함한다. 금속화 영역은 서로 떨어져 있어 용량적으로 커플링된다. 용량 커플링의 양은 금속화 영역의 크기와 연속적인 금속화 부분들 사이의 분리 거리 뿐만 아니라 전체 코어 구조 및 코어 유전체 재료의 유전체 상수와 대략적으로 관련되어 있다. 유사하게, 표면 패턴(40)은 또한 금속화 영역들 사이에 유도 커플링을 생성한다. 금속화 사형 구역(62)은 일련의 공진 회로가 공진기 패드(60)와 넓은 금속화 영역(42) 사이에 형성될 수 있게 한다.

일련의 공진 회로는 지면에 직렬로 접속된 캐패시턴스와 인덕턴스를 포함한다. 금속화 사형 구역, 비금속화 슬롯(64)과 간극(68), 금속화 영역(63)과 금속화 핑거(66)의 형태는 전체 캐퍼시턴스와 인덕턴스의 값들을 결정한다. 캐퍼시턴스와 인덕턴스의 값들은 필터링되길 바라는 제 3 고조파 주파수에서 공진될 일련의 공진 회로를 형성하도록 설계된다. 금속화 사형 구역(62)은 제 3 고조파 주파수를 감쇠시킨다. 금속화 사형 구역(62)은 감쇠를 개선시키도록 추가의 공진기 패드(60)들에 추가될 수 있다.

표면층 패턴(40)은 송수신기 컴포넌트들에 접속하기 위한 3개의 절연된 금속화 영역들, 즉 송신기 접속 영역(52), 안테나 접속 영역(54) 및 수신기 접속 영역(56)을 포함한다. 접속 영역(52, 54, 56)들은 종래에 전극들이라 부른다. 이들 전극들은 표면 실장 접점으로서의 역할을 할 수 있는 측면(18) 위에서 연장된다. 연속적인 비금속화 영역(44)이 각각의 접속 영역(또는 전극)(52, 54, 56)을 둘러싸는 것이 바람직하다는 것을 유념하라.

설명을 쉽게 하기 위하여, 듀플렉서 필터(10)는 안테나 전극(54)에서 공진기(25)들의 2개의 분기부, 즉 송신기 분기부(72)와 수신기 분기부(74)로 분할될 수 있다. 송신기 분기부(72)는 안테나 전극(54)과 단부(12A) 사이에서 연장하지만, 수신기 분기부(74)는 안네나 전극(54)과 단부(12B) 사이에서 연장한다. 각 분기부는 복수 개의 공진기(25)와 각각의 입력/출력 전극을 포함한다. 보다 구체적으로, 송신기 분기부(72)는 송신기 전극(52)을 포함하고, 수신기 분기부(74)는 수신기 전극(56)을 포함한다. 송신기 전극(52)과 수신기 전극(56)은 코어(12)의 길이를 따라 반대 방향에서 안테나 전극(54)으로부터 멀리 떨어져 있다.

필터(10)는 2개의 단일 트랩 공진기(81, 82)들을 포함한다. 송신 트랩 공진기(81)는 이 송신 트랩 공진기(81)가 송신기 전극(52)과 단부(12A) 사이에 위치하도록 송신기 전극(52) 부근에 배치되지만 송신기 분기부(72)의 이격된 공진기(25)의 어레이 반대쪽에 배치된다. 트랩 공진기(82)는 이 트랩 공진기(82)가 수신기 전극(56)과 제 2 단부(23B) 사이에 위치되도록 수신기 전극(56) 근처에 배치되지만 수신기 분기부(74)의 이격된 공진기(25)의 어레이 반대쪽에 배치된다.

코어(12) 상에서 금속화 영역 및 비금속화 영역(40)의 표면층 패턴은 예정된 치수로 스루-홀을 포함한 유전체 재료의 강성 코어를 제공함으로써 마련된다. 외측면과 스루-홀 측벽들은 분무, 도금 및 침지에 의해 바람직하게는 은을 포함하는 금속층으로 코팅된다. 유전체 코어를 코팅하는 방법은 코팅될 코어의 개수에 따라 변한다. 코팅 후에, 표면층 패턴(40)은 비금속화되도록 구성된 영역들에 걸쳐 금속의 레이저 제거에 의해 생성되는 것이 바람직하다. 이 레이저 제거는 금속층과 유전체 재료의 약간의 부분을 모두 제거하기 때문에, 이 레이저 제거 방법으로 인해 코어의 표면(12)으로 오목하게 들어간 비금속화 영역이 생긴다.

본 발명에 다른 필터들에는 상부면(14)에 위치된 금속 실드가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 금속 실드의 구조를 논의하기 위해서, 뱅갈라(Vangala)에게 허여된 미국 특허 제5,745,018호를 참조하라(그 관련 개시는 본 명세서에 참조로 합체된다).

본 발명의 유전체 블록 필터는 여러 가지의 이점을 갖는다. 본 발명의 한가지 주요한 특징은 제 3 고조파 주파수를 차단하는 능력이다. 이 결과 통신 시스템에 존재하는 소음이 작아진다. 두 번째 주요한 특징은 제조하기에 튼튼한 설계 방법이다. 필터 응답은 상부면 상의 패턴을 변경함으로써 변화될 수 있기 때문에, 코어의 리툴링(re-tooling)이 필요하지 않다.

예 1

본 발명에 따라 도 1과 도 2에 도시된 듀플렉서 필터들의 배치를 마련하였다. 구체적으로, 도 2에 도시된 금속화 상부면 패턴을 갖는 필터들을 마련하였다. 제조 항목은 이하의 표 1에 열거한다.

공진기들	10
길이	24 밀리미터(mm)
높이(실드 없는 상태)	5.3 밀리미터(mm)
폭	4.6 밀리미터(mm)
스루-홀 직경	0.9 밀리미터(mm)
유전체 상수	37.5
공진기 패드 폭	1.5 밀리미터(mm)
공진기 패드 길이	2.2 밀리미터(mm)
복잡한 연장부(트랙/통로 폭)	0.13 밀리미터(mm)
복잡한 연장부(트랙/통로 폭)	3.4 밀리미터(mm)

준비된 필터들을 휴렛 팩커드 네트워크 분석기 상의 S21 측정치로 평가하였다. 준비된 예의 필터들을 존재하는 상부 실드로 평가하였다. 필터 성능 변수들은 이하의 표 2에 열거한다.

송신 대역	1850-1910 메가헤르쯔(MHz)
송신 대력 및 삽입 손실	2.6 dB(약 1910 MHz에서)
송신 대역의 제 3 고조파 억제	22 dB
수신 대역	1930-1990 메가헤르쯔(MHz)
수신 대역 삽입 손실	3.0 dB(약 1930 MHz에서)

비교예

도 3은 성능 비교를 위해 마련한 듀플렉서 필터(110)의 상부면의 확대도이다. 필터(110)는 필터(10; 도 2)의 복잡한 연장부/사형 구역(62)이 없지만 그렇지 않으면 유사한 치수 및 신호 통과 대역을 갖는다.

도 4는 예 1의 듀플렉서와 비교용 듀플렉서 필터(110)의 특별히 측정된 성능을 증명하는 신호 세기(또는 손실) 대 주파수의 그래프이다. 파형(92)은 사형 구역(62)이 없는 필터(110)의 성능을 보여준다. 파형(94)은 사형 구역(62)이 있는 예 1의 필터들의 성능을 보여준다.

1910 MHz의 송신 주파수에서, 제 3 고조파 주파수는 대략 5730 MHz에서 발생된다. 사형 구역(62)은 대략 20 db만큼 제 3 고조파 주파수들에서의 감쇠를 증가시킬 수 있다. 또한, 필터의 성능은 필터의 통과 대역 또는 중지 대역에서 감소되지 않았다는 것을 유념해야 한다. 모든 측정치는 휴렛 팩커드 네트워크 분석기 상에서 수행된 S21 측정치였다.

도 4의 그래프는 1 내지 6 기가헤르쯔 범위의 예시적인 용례를 보여주지만, 본 발명의 용례는 0.5 내지 20 기가헤르쯔 이상의 주파수에 대해 예상된다. 본 발명은 다양한 주파수에서 동작하는 RF 신호 필터에 적용될 수 있다. 적절한 용례들은 셀룰러 텔레폰, 셀룰러 텔레폰 기반 스테이션 및 가입자 유닛을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 다른 가능한 고주파수 용례들은 다른 이동 통신 장치들, 예컨대 위성 통신, GPS(Global Positioning Satellites) 또는 다른 마이크로파 용례들을 포함한다.

예 2

듀플렉서 필터들의 배치를 본 발명의 변형예에 따라 마련하였다. 사시도 도 5와 상부 프린트 확대도 도 6은 듀플렉서 필터(200)의 설계 항목을 보여준다. 제조 및 설계 항목은 이하의 표 3에 열거된다.

공진기들	9
길이	19.8 밀리미터(mm)
높이(실드 없는 상태)	5.3 밀리미터(mm)
폭	4.6 밀리미터(mm)
유전체 상수	37.5
송신 대역	1850-1910 메가헤르쯔(MHz)
송신 대역 삽입 손실	2.6 dB(약 1910 MHz에서)
송신 대역의 제 3 고조파 억제	20 dB
수신 대역	1930-1990 메가헤르쯔(MHz)
수신 대역 삽입 손실	3.0 dB(약 1930 MHz에서)

도 5와 도 6을 참조하면, 비교적 짧은 듀플렉서(200)는 안테나에 접속하도록 되어 있고, 송신과 수신기는 안테나로부터 수신기로의 유입 신호를 필터링하고 송신기로부터 안테나로의 유출 신호를 필터링하도록 되어 있다. 필터(200)는 상부면(214), 바닥면(216) 및 적어도 4개의 측면(218, 220, 222 및 224)을 갖는 유전체 재료의 강성 코어(212)를 구비한다. 강성 코어(212)는 일련의 스루-홀(210)을 규정한다. 각 스루-홀(210)은 상부면(214)의 개구부(234)로부터 바닥면(216) 상의 개구부(별도로 도시되지 않음)로 연장된다. 코어(212)는 금속화 및 비금속화 영역의 표면층 패턴(240)을 지지한다. 표면층 패턴(240)은 오프-밴드 신호 흡수를 제공하는 넓은 금속화 영역(242)과, 상부면(214) 상의 적어도 하나의 스루-홀 개구부(234)에 인접한 금속화 패드(260)를 포함한다. 패턴(240)은 또한 패드(260)를 실질적으로 둘러싸는 연속적인 비금속화 영역(244)과, 금속화의 송신기 접속 영역(252)과, 송신기 접속 영역(252)으로부터 멀리 떨어져 있는 금속화의 수신기 접속 영역(256)과, 송신기 접속 영역(252)과 수신기 접속 영역(256) 사이에 위치된 금속화의 안테나 접속 영역(254)을 포함한다. 패드(260)는 도시된 바와 같이 바람직하게는 파형의 좁고 복잡한 연장부(262)를 갖는다.

필터(200)는 송신 분기부 트랩 공진기(281)와 수신 분기부 트랩 공진기(282)를 포함하는 것이 바람직하다.

특히, 이 예의 필터(200)는 하나 작은 공진기[9개의 공진기 대 필터(10)의 10개의 공진기]를 가져서 길이가 감소된다. 필터(200)는 복잡한 연장부(262)가 있는 3개의 공진기를 포함한다. 마련된 필터(200)는 존재하는 상부면 실드로 평가하였다.

변형예

도 7과 도 8은 단일의 통과 대역을 갖도록 구성된 통과 대역 필터(310)인, 본 발명의 변형예를 도시하고 있다. 구체적으로, 필터(310)는 상부면(314), 바닥면(316) 및 적어도 4개의 측면(318, 320, 322, 324)을 갖는 유전체 재료의 강성 코어(312)를 포함한다. 코어(312)는 일련의 스루-홀(310)을 규정한다. 각 스루-홀은 상부면(314) 상의 개구부(334)로부터 바닥면(316) 상의 개구부(335)로 연장된다.

금속화 및 비금속화 영역의 표면층 패턴(340)은 코어(312)에 의해 지지된다. 패턴(340)은 오프-밴드 신호 흡수를 제공하는 넓은 금속화 영역(342)과, 상부면(314) 상의 적어도 하나의 스루-홀 개구부(334)에 인접한 금속화 패드(360)를 포함한다. 패드(360)는 측면(318)을 향해 연장되고 좁은 파형의 연장부(362)를 포함한다. 연속적인 비금속화 영역(344)은 실질적으로 패드(360)를 둘러싼다. 패턴(340)은 또한 금속화의 입력 접속 영역(352)과, 입력 접속 영역(352)으로부터 이격된 금속화의 출력 접속 영역(354)을 포함한다. 필터(310)는 2개의 공진기 패드(360)로부터 파형의 복잡한 연장부(362)를 포함한다.

전술한 실시예들의 많은 변형 및 수정이 본 발명의 신규한 특징의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 달성될 수 있다. 본 명세서에 예시된 구체적인 시스템에 대한 제한은 의도 또는 추론되어서는 안된다. 물론, 청구 범위의 범주 내에 속하는 그러한 모든 수정은 첨부된 청구 범위에 의해 커버되도록 의도된다.

Claims

이동 통신 장치에 사용하기 위한 신호 필터에 있어서:

상부면, 바닥면, 및 수직 가장자리들이 있는 4개의 측면들을 갖는 유전체 재료의 코어와;

상기 상부면으로부터 상기 바닥면까지 연장하며, 공진기를 각각 규정하는 복수 개의 스루-홀들(through-holes)과;

상기 상부면 상에 배치되어 상기 측면들 중 하나로 연장되는 연속적인 비금속화 영역과;

상기 바닥면, 상기 측면들, 및 상기 스루-홀들의 내면들에 배치된 제 1 금속화 영역과,

상기 상부면 상에 각각 배치되어 상기 측면들 중 하나로 연장되는 송신기 전극, 안테나 전극 및 수신기 전극과,

상기 상부면 상의 스루-홀들의 각각에 인접하고 상기 제 1 금속화 영역에 접속된 복수 개의 금속화 공진기 패드들과,

상기 공진기 패드 중 적어도 하나로부터 상기 측면들 중 하나를 향해 연장되는 금속화 사형(蛇形) 구역을 포함하는, 신호 필터.
제1항에 있어서, 상기 사형 구역은 지면에 대한 일련의 공진 회로를 형성하여 제 3 고조파 주파수를 감쇠시키는, 신호 필터.
제1항에 있어서, 상기 사형 구역은 상기 송신기 전극과 상기 안테나 전극 사이에 배치되는, 신호 필터.
안테나, 송신기 및 수신기에 접속되어, 상기 안테나로부터 상기 수신기로의 유입 신호를 필터링하고 상기 송신기로부터 상기 안테나로의 유출 신호를 필터링하는 이중 통신 신호 필터에 있어서:

상부면, 바닥면 및 적어도 4개의 측면들을 갖고, 상기 상부면 상의 개구부로부터 상기 바닥면 상의 개구부까지 각각 연장되는 일련의 스루-홀들을 규정하는 유전체 재료의 강성 코어와;

상기 코어 상의 금속화 및 비금속화 영역들의 표면층 패턴을 포함하고, 상기 패턴은:

오프-밴드 신호 흡수를 제공하기 위한 넓은 금속화 영역과;

상기 상부면 상의 적어도 하나의 스루-홀 개구부들에 인접한 금속화 패드와;

상기 패드를 실질적으로 둘러싸는 연속적인 비금속화 영역과;

금속화의 송신기 접속 영역과;

상기 송신기 접속 영역으로부터 이격된 금속화의 수신기 접속 영역과;

상기 송신기 접속 영역과 상기 수신기 접속 영역 사이에 위치된 금속화의 안테나 접속 영역을 포함하고,

상기 패드는 좁고 파형 연장부(sinuous extension)를 갖는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 강성 코어는 실질적으로 장방형의 평행 6면체 형태를 갖는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 일련의 스루-홀들 각각은 측벽들을 갖고, 상기 넓은 금속화 영역은 상기 바닥면, 각 상기 측면 및 각 상기 스루-홀의 상기 측벽들 상에 존재하는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 일련의 스루-홀들 각각은 측벽들을 갖고, 상기 넓은 금속화 영역은 상기 일련의 스루-홀들 각각의 측벽, 상기 바닥면, 상기 측면들 및 상기 상부면의 선택된 부분에 걸쳐 연속적으로 연장되는, 이중 통신 신호 필터.
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제4항에 있어서, 상기 일련의 스루-홀들 중 적어도 하나는 신호 트랩 공진기로서 작용하도록 상기 코어의 측면과 상기 송신기 접속 영역 사이에 위치되는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 일련의 스루-홀들 중 적어도 하나는 신호 트랩 공진기로서 작용하도록 상기 코어의 측면과 상기 수신기 접속 영역 사이에 위치되는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 연속적인 비금속화 영역은 실질적으로 상기 패드, 상기 송신기 접속 영역, 상기 수신기 접속 영역 및 상기 송신기 접속 영역을 둘러싸는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 송신기 접속 영역은 상기 상부면의 일부와 상기 측면들 중 하나에 걸쳐 연장되는, 이중 통신 신호 필터.
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제4항에 있어서, 상기 코어는 10개의 스루-홀들을 규정하는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 약 1850 내지 약 1910 메가헤르쯔(MHz)의 유출 신호용 필터링 통과 대역을 보이는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 약 1930 내지 약 1990 메가헤르쯔(MHz)의 유입 신호용 필터링 통과 대역을 보이는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 최대 약 24mm의 길이를 갖고, 약 1850 내지 약 1910 메가헤르쯔(MHz)의 유출 신호용 필터링 통과 대역과 최대 약 2.6 dB의 상기 통과 대역에 걸쳐 최대 삽입 손실을 보이는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 표면층 패턴은 유전체 재료의 완전히 금속화된 코어의 레이저 제거에 의해 생성된 비금속화 영역을 포함하는, 이중 통신 신호 필터.
제4항에 있어서, 상기 표면층 패턴은 상기 블록의 상기 상부면으로부터 오목하게 들어간 비금속화 영역을 포함하는, 이중 통신 신호 필터.
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신호 필터에 있어서:

상부면, 바닥면 및 적어도 4개의 측면들을 갖고, 상기 상부면 상의 개구부로부터 상기 바닥면 상의 개구부까지 각각 연장되는 일련의 스루-홀들을 규정하는 유전체 재료의 강성 코어와;

상기 코어 상의 금속화 및 비금속화 영역들의 표면층 패턴을 구비하고, 상기 패턴은:

오프-밴드 신호 흡수를 제공하기 위한 넓은 금속화 영역과;

상기 상부면 상의 적어도 하나의 상기 스루-홀 개구부들에 인접하고 좁은 파형 연장부를 갖는 금속화 패드와;

상기 패드를 실질적으로 둘러싸는 연속적인 비금속화 영역과;

금속화의 입력 접속 영역과;

상기 입력 접속 영역으로부터 이격된 금속화의 출력 접속 영역을 포함하는, 신호 필터.
세라믹 필터에 있어서:

상부면, 바닥면, 정면, 후면, 좌측면 및 우측면을 갖고, 상기 상부면으로부터 상기 바닥면까지 연장되는 금속화 스루-홀을 갖는 유전체 재료의 블록을 구비하고, 상기 바닥면, 정면, 후면, 좌측면 및 우측면은 실질적으로 도전 재료로 코팅되며, 상기 상부면은 상기 스루-홀의 오리피스(orifice)를 둘러싸는 상부면 상의 구역을 제외하고 주로 코팅되지 않으며, 상기 상부면 상의 구역은 도전 재료로 코팅되고, 상기 상부면 상의 구역은 상기 블록의 대응 측면들과 실질적으로 평행한 측면들을 갖는 실질적으로 평행사변형으로, 상기 상부면 상의 구역의 폭 만큼 이격된 좌측면 및 우측면을 갖고, 코팅되지 않은 상부면의 스트립 구역 내를 제외하고 상기 상부면 상의 구역의 상기 좌측면에서 시작하여 상기 우측면을 향해 폭의 적어도 절반을 연장하고, 또다른 코팅되지 않은 상부면의 스트립 구역 내를 제외하고 상기 상부면 상의 구역의 상기 우측면에서 시작하여 상기 좌측면을 향해 상기 상부면 상의 구역의 폭의 적어도 절반을 연장하며, 상기 상부면 상의 구역의 코팅된 재료는 비틀린 S형과 비틀린 역 S형 중 하나를 가지며, 상기 코팅된 재료의 비틀린 S형 또는 비틀린 역 S형은 일련의 공진 회로를 생성하는, 세라믹 필터.